§ 1.3. Каналы воздействия одной рэс на другую

Пусть имеются две РЭС, расположенные рядом (рис.1.2).

Можно выделить четыре канала воздействия первой РЭС на вторую.

1. Приём антенной А₂ излучения антенны А₁.

2. Приём элементами конструкции РЭС₂ излучения антенны А₁.

Эти два канала основные, они действуют в ближней зоне (R / λ₁ <1); в промежуточной зоне (R / λ₁ ≈ 1); в дальней зоне (R / λ₁ >> 1).

3. Приём корпусом РЭС₂ излучения корпуса РЭС₁ (проявляется в ближней и промежуточной зонах).

4. Канал, обусловленный гальванической связью между РЭС (прояв­ляется в ближней и промежуточной зонах).

5. Канал 5 образуется за счёт связи по цепям общего источника питания.

Глава 2. Характеристики элементов и устройств радиолэектронных систем с позиций эмс

При анализе ЭМС РЭС необходимо знать характеристики отдельных устройств РЭС, влияние на ЭМС. Рассмотрит полные РЭС, действующие в непосредственной близости друг от друга (рис.2.1).

На рисунке использованы следующие обозначения: сплошные линии - радиотрассы полезного сигнала, пунктир - радиотрассы распространения мешающего сигнала.

Так как в общем случае ƒ₁₀ ≠ ƒ₂₀ , то очевидно, что для определения уровня взаимных помех недостаточно обладать информацией о характеристиках передающего, приёмного устройств и антенн только в рабочей полосе частот для каждой РЭС. Требуется знание харак­теристик и параметров радиотрассы в очень широкой полосе частот. В этом заключается принципиальное отличие в уровне знаний параметров отдельных устройств РЭС при расчете самой РЭС и при расчете её ЭМС.

Перейдём к описанию основных параметров передающих и приёмных устройств.

§ 2.1. Основное и нежелательное излучения

Любое реальное радиопередающее устройство, наряду с формированием колебаний в отведённой для его работы полосе частот, из-за технического несовершенства генерирует колебания и в других участках частотного диапазона.

Поэтому все колебания на выходе передатчика подразделяют на основные и нежелательные [5].

Основным излучением называется излучение передатчика в необходимой полосе частот 2∆ƒ_н , под которой понимается минимальная по­лоса частот, достаточная для передачи сигнала с требуемой скоростью и качеством.

Нежелательное излучение делится на внеполосное, шумовое и побочное.

Внеполосное излучение - это нежелательное излучение в полосе частот, непосредственно примыкающей к необходимой полосе частот, и являющееся результатом несовершенства модуляции и особенностей спектральных свойств модуляционных сигналов. Если их отбросить, то изменений в точности передачи информации почти но произойдет.

Внеполосное излучение характеризуется шириной занимаемой полосы частот, за пределами которой излучается не более заданной части средней мощности излучения.

Шумовое излучение - обусловлено собственными шумами генератора передатчика и паразитной модуляцией последнего, шумовыми процессами в других каскадах. Уровень шумового излучения на 60…80 дБ ниже уровня основного излучения. Ширина спектра в десятки раз шире необ­ходимой полосы частот.

Побочное излучение образуется в результате взаимодействия информационных сигналов с нелинейными элементами в радиопередатчиках.

К ним относятся:

а) Излучение на гармониках основной частоты.

б) Излучение на субгармониках основной частоты.

в) Комбинационные излучения.

г) Интермодуляционные излучения.

д) Паразитные излучения.

Для описания перечисленных выше излучений вводится специаль­ная характеристика - спектральная плотность интенсивности колебаний на выходе передатчика W(f). Типичный вид этой функции приведён на рис.2.2.

Обозначения на рисунке: 1 - основное излучение, 2 - нежелательное излучение, 3 - паразитное излучение, 4 - комбинационное излучение, 5 - излучение на гармониках, 6 - излучение на субгармониках, 7 - внеполосное излучение.

Функцию W(f) иногда для краткости называют спектром мощности или энергетическим спектром, так как она характеризует распределение мощнос­ти по спектру. Зная энергетический спектр W(f) можно определить полную мощность на выходе передатчика

P =

Рассмотрим подробнее побочные излучения.

Излучение на гармониках - обусловлено нелинейными режимами работы усилителей и генераторов.

Типичные значения относительного уровня гармоники с номером n для различных типов передатчиков приведены в табл.2.1.

Таблица 2.1.

Тип передатчика	Относительный уровень(дБ) min/max
	n = 2	n = 3	n = 4	n = 5	n = 6
Магнетрон	57/103	45/100	62/93	81/96
Клистрон	38/119	57/105	56/101	72/97
Триод(тетрод)	74/93	72/81	93/108	93/113	100/100

Излучение на субгармониках - побочное излучение на частотах ƒ₀/m в целое число раз меньшее частоты основного излучения. Оно возникает в передатчиках, в которых используется умножение частоты.

Паразитное излучение - возникает в результате самовозбуждения передатчика из-за паразитных связей в генераторных и усилительных приборах и каскадах. Их частоты случайны и не связаны с основной частотой.

Интермодуляционное излучение - возникает как результат взаимо­действия на нелинейном элементе передатчика собственного колебания и внешнего электромагнитного поля другого передатчика (особенно если они рядом). Частоты этих излучений определяются по формуле

f_инт = | ± m₁ f₁ ± m₂ f₂ | ; ( m₁ , m₂ = 1, 2, ...) (2.1)

Комбинационное излучение - образуется в результате воздействия на нелинейные элементы передатчика основной частоты и её гармоник (особенно в передатчиках с синтезатором частоты). Частоты этих излучений определяются по формуле(2.2)

f_комб = | ± m₁ f₁ ± m₂ f₂ ± m₃ f₃ | (2.2)

При практических расчётах ЭМС кривая спектральной плотности обычно аппроксимируется кусочной системой простейших функций.

P(f) = P(f_o) + A lg( f / f_o) + B , (2.3)

где P(f_o) - средний уровень мощности основного излучения на рабочей частоте (дБ·мВт); A - коэффициент описывающий спад побочных излучений по мере отстройки от основной частоты (дБ/декада); B - коэффициент постоянного ослабления побочного излучения по отношению к основному (дБ).

Значения А и B можно определить экспериментально, или найти в справочнике.

В заключении приведём общесоюзные нормы на величину мощности побочных излучений. Они установлены до частот 960 МГц [6].

Диапазон основных частот передатчика	Нормы на допустимые уровни побочных излучений
ниже 40 МГц	на 40 дБ ниже мощности основного излучения при Pосн ≤ 500 Вт не более 50 мВт при Pосн > 500 Вт
30…235 МГц	на 40 дБ ниже Pосн (но не более 25 мкВт) при Pосн ≤ 25 Вт на 60 дБ ниже Pосн при Pосн > 25 Вт
235…960 МГц	на 60 дБ ниже Pосн при 25 Вт ≤ Pосн ≤ 25 кВт не более 20 мВт при Pосн > 20 кВт
235…470 МГц	не более 20 мкВт при Pосн ≤ 25 Вт
470…960 МГц	В передатчике мощностью Pосн ≤ 25 Вт должны быть приняты меры по максимальному снижению уровня побочных излучений.