- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Новосибирск 2006
- •Введение
- •1. Анализ параметров источников полезного и мешающего сигналов
- •1.1. Мощность передатчиков
- •1.2. Уменьшение уровня мощности мешающего сигнала на гармониках
- •1.3. Потери в фидерах
- •1.4. Усиление антенны
- •1.5. Уменьшение уровня мощности вне рабочей полосы частот
- •1.6. Уменьшение коэффициента усиления антенны передатчика рлс в направлении рецептора
- •1.7. Итоговые данные по уровню эффективно передаваемой мощности
- •2.1. Медианные потери
- •2.2. Дифракционные потери
- •2.3. Замирание сигнала
- •2.4. Потери в атмосферных осадках
- •2.5. Суммарные потери на трассе распространения
- •3. Характеристики рецептора
- •3.10. Выигрыш в отношениях s/n и I/n при детектировании
- •3.11. Отношение s/NиI/Nна выходе детектора
- •4. Пример оценки условий обеспечения эмс
- •Анализ параметров источников полезного и мешающего сигналов
- •Потери энергии на трассе распространения радиоволн
- •4.8. Медианные потери
- •4.9. Дифракционные потери
- •4.10. Замирание сигнала
- •4.11. Потери в атмосферных осадках
- •4.12. Суммарные потери на трассе распространения
- •Характеристики рецептора
- •4.13. Коэффициент усиления приемной антенны
- •4.14. Уменьшение коэффициента усиления приемной антенны в направлении передатчика
- •4.15. Уменьшение коэффициента усиления антенны из-за рассогласования поляризации
- •4.16. Потери в фидере
- •4.17. Суммарное усиление антенны
- •4.18. Мощность на входе приемника
- •Оценка условий обеспечения эмс
- •5. Варианты заданий
- •Заключение
- •Список литературы
- •Расчет электромагнитной совместимости радиорелейной линии передачи и радиолокационной станции Методическое пособие
1.2. Уменьшение уровня мощности мешающего сигнала на гармониках
В полосу частот приемника могут попадать не только основная частота, но и гармоники передатчика мешающего сигнала. При этом уровень мощности гармонических составляющих уменьшается и зависит от мощности гармоники. Для расчета уменьшения уровня мощности можно воспользоваться табл. 1. Уровни мощности гармонических составляющих приводятся в децибелах.
Т а б л и ц а 1
|
Номер гармоники |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
|
Для передатчиков, работающих на частотах, МГц |
<30 |
–41 |
–53 |
–62 |
–69 |
–74 |
–79 |
–83 |
–87 |
–90 |
|
30–300 |
–54 |
–68 |
–78 |
–86 |
–92 |
–97 |
–102 |
–106 |
–110 | |
|
>300 |
–55 |
–64 |
–70 |
–75 |
–79 |
–82 |
–85 |
–88 |
–90 | |
1.3. Потери в фидерах
При использовании стандартных радиочастотных кабелей суммарные потери в фидерах рассчитываются по соотношению:
потери = длина
коэффициент затухания,
где длину фидера принимают равной высоте установки антенны передатчиков и приемника.
1.4. Усиление антенны
Усиление антенны определяется ее конструкцией и характеризуется коэффициентом усиления антенны.
1.5. Уменьшение уровня мощности вне рабочей полосы частот
Этот пункт определяется параметрами ЭМС оборудования (уровень внеполосного излучения радиопередатчиков).
1.6. Уменьшение коэффициента усиления антенны передатчика рлс в направлении рецептора
Определяется в зависимости от ориентации антенны передатчика мешающего сигнала и ее диаграммы направленности. При этом возможно следующее.
Точная ориентация максимума диаграммы направленности антенны передатчика РЛС на рецептор. Это происходит, в частности, в момент нахождения антенны приемника точно по направлению максимума диаграммы направленности антенны передатчика. Такой случай исключительно редок, поскольку при привязке к местности РРЛ и РЛС обычно избегают такой ситуации.
Направление на рецептор составляет некоторый угол
к направлению максимума диаграммы
направленности. В этом случае необходимо
оценить уменьшение коэффициента
усиления антенны, который является
функцией
.
1.7. Итоговые данные по уровню эффективно передаваемой мощности
Результаты, полученные при расчете параметров передатчиков, сводятся в табл. 2. Для нахождения результата необходимо сложить все строки таблицы.
Т а б л и ц а 2
|
Параметр |
Сигнал |
Помеха | ||
|
+дБ |
-дБ |
+дБ |
–дБ | |
|
1. Мощность передатчика |
|
|
|
|
|
2. Уменьшение уровня мощности на гармониках |
|
|
|
|
|
3. Потери в фидерах |
|
|
|
|
|
4. Усиление антенны |
|
|
|
|
|
5. Уменьшение уровня мощности вне рабочей полосы частот |
|
|
|
|
|
6. Уменьшение коэффициента усиления антенны |
|
|
|
|
|
7. Уровень эффективно передаваемой мощности |
|
| ||
2. Потери энергии на трассе распространения радиоволн
Мощность
сигнала на входе приемника при
распространении в свободном пространстве
можно характеризовать через мощность
сигнала на входе приемника при
распространении в свободном пространстве
при множителе ослабления
,
что записывается так:
,
где
–
мощность колебаний, подаваемых с выхода
передатчика на вход фидера антенны,
–коэффициент
усиления передающей антенны,
–коэффициент
усиления приемной антенны,
–КПД фидерного
тракта на стороне передачи,
–КПД фидерного
тракта на стороне приема,
–ослабление сигнала
в свободном пространстве, выражаемое
следующим образом:
,
где
–
расстояние от точки передачи до точки
приема,
–длина рабочей
волны РРЛ.
Множитель ослабления для открытых трасс
,
где
–
модуль коэффициента отражения,
–разность хода
прямой и отраженной волны.
При отражении
радиоволн от гладкой плоской поверхности
и множитель ослабления будет изменяться
от 2 до 0 (или в децибелах от +6 до
).
Если волны отражаются от выпуклой
поверхности Земли, то коэффициент
отражения
,
где
–
коэффициент расходимости радиоволн,
–коэффициент
отражения от плоской поверхности.
Величина
зависит от характера поверхности. Так,
для водной поверхности или солончаков
,
для равнины, лугов
,
для среднепересеченной местности
.
Итак, множитель ослабления зависит от ряда причин.
1. Интерференции
прямой волны и волн, отраженных от
поверхности Земли и верхних слоев
атмосферы. Из-за случайного изменения
температуры и влажности воздуха
вертикальный градиент диэлектрической
проницаемости атмосферы изменяется,
вследствие чего изменяется траектория
этих сигналов на пути от передающей
антенны к приемной. В результате
происходит случайное изменение фазовых
соотношений между сигналами в точке
приема. В случае равенства амплитуд
складываемых сигналов при фазовом
сдвиге между ними близком к
возникают глубокие замирания и прием
становится практически невозможным.
Как мера борьбы с этим явлением ,является
разнесенный прием [2], но это выходит за
рамки данного пособия и поэтому не
рассматривается.
2. Экранирующее
действие поверхности Земли. Из-за
случайного изменения траектории
радиоволн электромагнитная энергия в
большей или меньшей степени экранируется
препятствиями на поверхности Земли,
что приводит к изменению величины
множителя ослабления
(дифракционные потери).
3. Рассеяние и поглощение радиоволн осадками, парами воды и кислородом атмосферы.
Влияние этих факторов, а также частотного диапазона сигнала, рельефа местности, сторонних источников помех и естественных помех и определяет потери энергии на трассе. Совокупный учет влияния этих факторов очень затруднен, однако их влияние необходимо оценить на этапе прогнозирования ЭМС.
