
- •Анализ электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств
- •Оглавление
- •10. Описание антенных устройств в задачах эмс 198
- •11. Оценка потерь на трассах распространения 223
- •12. Критерии оценки эмс 261
- •13. Организационные методы обеспечения эмс 289
- •Список использованных сокращений
- •Введение
- •1. Проблема эмс и причины ее появления
- •Основные понятия и определения
- •Причины появления проблемы эмс
- •Последствия отсутствия эмс и особенности изучения проблемы эмс рэс
- •2. Источники и рецепторы электромагнитных помех (эмп)
- •Классификация эмп по связям с источником помехи и некоторые их характеристики
- •2.1.1. Естественные эмп.
- •Чувствительность некоторых полупроводниковых приборов к электростатическому разряду
- •2.1.2. Искусственные эмп
- •Рецепторы эмп. Внутрисистемная и межсистемная эмс
- •Пути проникновения помех. Виды помех в электрических цепях
- •3. Измерение параметров эмс технических средств
- •Измерение кондуктивных помех и восприимчивости к ним
- •Измерение помех излучения и восприимчивости к ним
- •4. Технические методы подавления и защиты от помех
- •Экранирование
- •Фильтрация
- •Заземление
- •5. Радиочастотный спектр и его использование
- •Радиочастотный спектр и диапазоны частот
- •Диапазоны частот электромагнитных колебаний
- •Основные понятия, связанные с использованием рчс
- •Регулирование использования рчс в Российской Федерации
- •Стандартизация и международная кооперация в области эмс
- •6. Общий подход к анализу и обеспечению эмс
- •Требования к методам анализа эмс
- •Анализ параметров эмс систем на стадии разработки
- •Анализ внутрисистемной и межсистемной эмс рэс
- •Основные направления по решению проблемы эмс
- •7. Описание излучений радиопередатчиков в задачах эмс
- •Виды излучений радиопередатчиков
- •Основное и внеполосное сигнальное излучения
- •7.2.1. Класс излучения
- •7.2.2. Параметры и модели основного и внеполосных излучений
- •Границы областей внеполосных излучений относительно центральной частоты основного излучения в зависимости от диапазона рабочих частот передатчика и необходимой ширины полосы частот
- •Точки излома спектральной маски для рис. 7.2
- •Точки излома масок спектров, представленных на рис. 7.3
- •Параметры модели (7.1)
- •Побочные излучения радиопередатчиков
- •Параметры модели (7.9)
- •Предельные значения мощности побочных излучений в контрольной полосе
- •Шумовые излучения передатчика
- •Параметры эмпирической модели, представленной выражением (7.10)
- •8. Описание радиоприемных устройств в задачах эмс
- •Общие характеристики радиоприемных устройств, определяющие их совместимость с окружением
- •Основной канал приема радиоприемника и его описание
- •Побочные каналы приема и их описание
- •Параметры модели (8.9)
- •Оценка коэффициента частотной коррекции
- •Результаты расчета относительной расстройки частоты Δp
- •9. Нелинейные эффекты в приемопередающей аппаратуре и их оценка в задачах эмс
- •Анализ нелинейных явлений в каскадах радиоаппаратуры
- •Компрессия сигнала в радиоприемнике. Параметры, определяющие динамический диапазон приемника по основному каналу приема
- •Эффект блокирования радиоприемного устройства. Основные параметры, характеристики и методы их измерения
- •Перенос шумов гетеродина
- •9.4.1. Фазовый шум генератора
- •9.4.2.Перенос шумов гетеродина
- •Интермодуляция
- •9.5.1. Порядок интермодуляции. Наиболее опасные порядки интермодуляции
- •9.5.2. Интермодуляция в радиоприемных устройствах. Параметры, связанные с эффектом интермодуляции
- •9.5.3. Интермодуляция в радиопередатчиках
- •9.5.4. Точка пересечения и расчет уровней интермодуляционных продуктов на нелинейном элементе
- •9.5.5. Измерение и расчет точек пересечения
- •9.5.6. Динамический диапазон приемника по интермодуляции и связь параметров нелинейности
- •9.5.7. Оценка мощности интермодуляционных продуктов с использованием точки пересечения
- •Перекрестные искажения
- •Оценка нелинейных явлений в задачах эмс рэс
- •9.7.1. Оценка эффекта блокирования рпу
- •Представление функции Pb(X) при оценке эффекта блокирования
- •Характеристики блокирования приемников некоторых цифровых систем связи
- •9.7.2.Оценка уровней интермодуляционных продуктов в радиопередатчиках
- •Параметры эмпирической модели (9.66)
- •9.7.3. Оценка интермодуляции в радиоприемниках
- •Границы частотных интервалов для анализа нелинейных эффектов в приемнике
- •Эмпирические модели для оценки эффекта интермодуляции в радиоприемниках
- •9.7.4. Оценка перекрестных искажений
- •10. Описание антенных устройств в задачах эмс
- •Некоторые общие сведения о характеристиках антенн
- •Особенности описания антенных устройств в задачах эмс
- •Детерминированное описание диаграмм направленности антенн
- •10.3.1. Дна в области рабочих частот.
- •10.3.2. Дна на нерабочих частотах
- •Параметры диаграмм направленности за пределами диапазона рабочих частот антенн.
- •Статистическое описание диаграмм направленности антенн
- •Параметры функции f(g) для области бокового усиления
- •Потери в антенно-фидерном тракте и потери рассогласования
- •Учет поляризационных характеристик антенн и сигналов
- •Ослабление мешающих сигналов при несовпадении поляризации с приемной антенной
- •Ближняя зона
- •11. Оценка потерь на трассах распространения
- •Общие положения
- •Модели для оценки потерь на трассах распространения и цифровые карты местности
- •Графические модели
- •Аналитические модели
- •Расчетные соотношения, используемые в классической модели Хата
- •Расчетные соотношения, используемые в модели cost 231 Хата
- •Расчетные соотношения, используемые в модифицированной модели Хата
- •Среднеквадратическое отклонение (ско) потерь на трассах распространения
- •Оценка потерь на дифракцию
- •11.5.1. Зоны Френеля.
- •11.5.2. Дифракция на клине
- •11.5.3. Дифракция на цилиндре
- •12. Критерии оценки эмс
- •Рабочие характеристики и оценка качества работы рэс
- •12.2. Виды рабочих характеристик рэс различного назначения
- •12.3. Критерии эмс
- •Защитные отношения для систем тв (625 строк), работающих в соседнем канале
- •Защитные отношения для аналоговых каналов звукового сопровождения тв
- •Защитные отношения для цифровых каналов звукового сопровождения тв, дБ
- •Защитные отношения по совмещенному каналу для некоторых современных систем связи, дБ
- •Защитные отношения для некоторых современных систем связи в зависимости от расстройки помехи, дБ
- •12.4. Моделирование процессов управления мощностью передатчиков в сетях сухопутной подвижной связи
- •13. Организационные методы обеспечения эмс
- •13.1. Частотно-территориальное планирование
- •13.2. Управление параметрами радиосигналов
- •13.3. Радиоконтроль и его роль в управлении использованием радиочастотного спектра и обеспечения эмс
- •Заключение
- •Список литературы
- •Анализ электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств
- •197376, С.- Петербург, ул. Проф. Попова, 5
Расчетные соотношения, используемые в классической модели Хата
Условия распространения |
Формулы для расчета потерь, дБ |
Город |
L = 69.55+26.16 lg f 13.82 lg hb a(hm)+(44.96.55 lg hb) lg d, где |
Пригород |
L=L(город)2(lg(f /28))25.4 |
Открытая (сельская местность) |
L=L(город)4.78(lgf )2+ 18.33lgf 40.94 |
Модель COST 231 Хата. Область применения:
– диапазон частот f = 1500…2000 МГц;
– остальные параметры совпадают с классической моделью Хата.
Основные расчетные формулы представлены в табл. 11.2.
Таблица 11.2
Расчетные соотношения, используемые в модели cost 231 Хата
Условия распространения |
Формулы для расчета потерь, дБ |
Город |
L = 46.3 + 33.9 lg f – 13.82 lg hb a(hm) + (44.9 – 6.5 lg hb) lg d, где |
Пригород |
L=L(город) – 15.11 |
Открытая (сельская местность) |
L=L(город) – 30.23 |
Модифицированная модель Хата [50]. Модель имеет более широкие границы применения, чем модели, рассмотренные выше:
– диапазон частот f = 30…3000 МГц;
– высота подъема антенн базовой и мобильной станций hb, hm = 1…200м;
– длина трассы d = 0.1…100 км.
Если высота одной из антенн менее 1 м, то в формулах Хата следует использовать значение 1 м.
Расчетные соотношения для оценки средних потерь на основе модифицированной модели Хата приведены в табл. 11.3.
Таблица 11.3
Расчетные соотношения, используемые в модифицированной модели Хата
Условия распространения |
Формулы для расчета потерь, дБ |
Диапазон частот, МГц |
Расстояние, км |
Близкая зона |
L1 = 32.4 + 20 lg f + 10 lg [d 2 + (Hb – Hm)2/106] |
от 30 до 3000 |
d 0,04 |
Промежуточная зона |
|
0,04 < d <0,1 | |
Город |
Вспомогательные величины a(Hm) = (1.1lgf– 0.7)min(10;Hm) – – (1.56 lg f – 0.8) + max(0; 20 lg (Hm/10)) b(Hb) = min{0; 20lg(Hb/30)}
|
d 0,1 | |
L = 69.6 + 26.2 lg(150) – 20 lg(150/f ) – 13.8 lg [max(30;Hb)] + {44.9– 6.55 lg [max(30; Hb)]}× ×(lg(d))– a(Hm) – b(Hb) L = 69.6 + 26.2 lg f – 13.82 lg [max(30; Hb)] + +{44.9 – 6.55 lg [max(30; Hb)]}(lg d)– a(Hm)–b(Hb) L = 46.3 +33.9 lg f – 13.82 lg[max(30; Hb)] + +{44.9 – 6.55 lg [max(30; Hb)]}(lg(d))– a(Hm) – b(Hb) L = 46.3 + 33.9 lg (2000) + 10 lg (f /2000) – –13.82 lg [max(30; Hb)] +{44.9 – 6.55lg[max(30; Hb)]}× ×(lg d )– a(Hm) – b(Hb) |
30 <f 150
150 <f 1500
1500< f 2000
2000< f < 3000 | ||
Пригородная зона |
L = L(город) – 2{lg [(min(max(150; f ); 2000))/28]}2– –5.4 |
В соответствии с диапазоном вычисления для L(город) | |
Открытая местность |
L = L(город) – 4.78 {lg [min(max(150; f); 2000)]}2 + +18.33lg[min(max(150; f); 2000)]–40.94 |
Примечание. В таблице использованы обозначения:f– частота, МГц;Hm =min(hb,hm), м;Hb =max(hb,hm), м;d– расстояние, км.
Как видно из табл. 11.3 модель дополнена оценкой потерь в зоне, близкой к радиопередатчику, граница которой определена расстоянием менее 40 м, и оценкой потерь в промежуточной зоне, которая простирается от 40 м до 100 м. В близкой зоне потери распространения оцениваются значением потерь в свободном пространстве. В промежуточной зоне – линейной интерполяцией (при логарифмической шкале дальностей) потерь в свободном пространстве между точками 40 м и 100 м.
Так как потери L на трассе распространения являются случайной величиной, которая считается распределенной по нормальному закону (если L выражено в дБ), в табл. 11.4 представлены ожидаемые значения среднеквадратического отклонения (СКО) потерь распространения, которые зависят только от расстояния и положения антенны базовой станции и не зависят от частоты.
Таблица 11.4