Учебно-методическое пособие по дисциплине Электромагнитная совместимость и управление радиочастотным спектром

План УМД на 2015/16 уч.г.

Учебно-методическое пособие

по дисциплине

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ И УПРАВЛЕНИЕ РАДИОЧАСТОТНЫМ СПЕКТРОМ

Составитель Е.Л.Пустовойтов, доцент

Издание утверждено на заседании кафедры.

Рецензент А.С.Сорокин, к.т.н., профессор

2

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

В соответствии с учебным планом студенты выполняют контрольную работу. Она посвящена расчету электромагнитной совместимости (ЭМС) радиоэлектронных средств (РЭС). Результат расчета позволяет сделать вы-

вод о выполнении или невыполнении условий ЭМС рассматриваемых РЭС.

Варианты задания указаны в таблице 1, приведенной ниже, и определяются студентами самостоятельно в соответствии с последней цифрой номера студенческого билета.

Задание на выполнение контрольной работы

Определить, обеспечивается ли ЭМС между земной станцией системы спутниковой связи (ЗССС) и радиорелейной станцией (РРС). При этом известно, что РРС является источником помехи, а ЗССС – рецептором помехи. Это означает, что излучение передатчика РРС создает помеху работе приемника ЗССС. Взаимное расположение ЗССС и РРС условно показано на рис. 1.

Методические указания по выполнению контрольной работы

Анализируемая ситуация представлена на рис. 1.

Направление макс. излучения МС

ПС

Рис. 1. Помеховая ситуация при воздействии помехового сигнала МС от излучения передатчика РРС на рецептор помехи – приемник ЗССС

3

При отношении da/ 100 следует использовать следующие уравнения:

На рис. 2 представлены огибающие усредненных ДНА в графической форме, построенные по (1.1) - (1.3).

Рис. 2. Справочные ДНА РРЛ в диапазоне частот (1…40) ГГц при разных значениях отношения диаметра антенны da и длины волны λ

Справочные ДНА спутниковых систем фиксированных служб

(ФСС) на международном уровне определяются Рекомендациями 580 и 465 МСЭ-Р, согласно которым 90% пиков уровней боковых лепестков ДНА не должны превышать значений, определяемых соотношениями:

Для иллюстрации на рис. 3 соотношения (1.4), (1.5) представлены в графической форме совместно с экспериментальной ДНА (нижний график) неосесимметричной двухзеркальной параболической антенны фирмы Vertex диаметром 2,4 м, имеющей в диапазоне 6 ГГц коэффициент усиления ~42 дБ [1].

ПА – параболическая антенна.

Трасса РСС-МСС относится к трассам прямой видимости. На ней используется вертикальная поляризация радиоволн.

7

Таблица 2

Технические параметры приемной аппаратуры ЗCCC

Коэффициент усиления антенны ЗССС в направлении на РРС равен 18 дБ. Защитное отношение A=16 дБ. Используется правая круговая поляризация радиоволн.

***

Ниже приведена последовательность решения с примером расчета, где полагаем следующие исходные параметры: обе станции работают на частоте 6 ГГц, мощность передатчика РРС равна 0,5 Вт. Коэффициент усиления антенны ЗССС в направлении на РРС равен 20 дБ, коэффициент усиления антенны РРС в направлении на ЗССС равен 18 дБ. Станции находятся на расстоянии r = 7 км друг от друга, причем трасса РРС-ЗССС относится к трассам прямой видимости. Полезный сигнал приходит на вход приемника ЗССС с круговой поляризацией, а помеховый сигнал – с вертикальной.

Последовательность решения

ЭМС между указанными РЭС будет обеспечиваться, если выполняется условие:

где Рп – фактический уровень мощности помехового сигнала на входе приемника ЗССС, а Р п доп – допустимый уровень мощности помехового сигнала на входе приемника ЗССС, который определяется следующим образом:

где Рпрм мин – реальная чувствительность приемника ЗССС в дБВт, а А – так называемое защитное отношение, представляющее собой минимально допустимую разность уровней мощности полезного и помехового сигналов на входе приемника, при которой обеспечивается удовлетворительное качество приема.

Определим мощность помехового сигнала для заданных исходных

где РПРД – уровень мощности передатчика РРС в дБВт, GЗССС и GРРС – коэффициенты усиления антенн ЗССС и РРС в направлении друг на друга

(в дБ). Величины L0, К1, К2 и К3 в (4) оценивают различные виды потерь в данной радиолинии.

Определим каждый из них.

L0 – так называемые основные потери передачи на трассе от РРС до ЗССС, которые в случае трасс прямой видимости учитывают ослабление помехового сигнала при распространении в условиях свободного пространства (три первых слагаемых в (5)), а также влияние многолучевого характера распространения радиоволн и поглощение их в атмосферных газах

– кислороде и водяных парах:

где ЕS(р = 0,01%) – параметр коррекции, учитывающий многолучевость распространения помехового сигнала, не превышаемый в течение 0,01 % времени. Он определяется следующим образом:

Параметр АГ, входящий в (5), представляет собой общее поглощение в атмосферных газах и может быть найден следующим образом:

соответственно. Эти величины могут быть определены по приводимым ниже графикам из Рекомендации МСЭ-Р Р.676.