- •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
9.5.6. Динамический диапазон приемника по интермодуляции и связь параметров нелинейности
Динамический диапазон приемника по интермодуляции, определение которого дано раннее, является важным параметром радиоприемного устройства. Его значение связано со значением точки пересечения. Зная точку пересечения N-го порядка, приведенную к входу, можно рассчитать динамический диапазон по интермодуляции N-го порядка. Для получения нужных соотношений обратимся к рис. 9.20, где представлены графики уровней сигналов на основных частотах и интермодуляционного продукта N-го порядка.
Пустьfим = | nf1 mf2 | и N = n + m. Обозначим уровень полезного сигнала на входе приемника, от которого ведется отсчет динамического диапазона приемника по интермодуляции Ps вх = MDS. На выходе РПУ Ps вых = MDS + G, где G – коэффициент усиления приемника, дБ. Верхняя граница динамического диапазона приемника по интермодуляции N-го порядка равна восприимчивости РПУ к интермодуляции N-го порядка. Для приемников гражданского применения восприимчивость приемника к интермодуляции определяется уровнем испытательных сигналов при kим = 1. Это означает, что на выходе приемника уровень интермодуляционного продукта N-го порядка также равен Ps вых. Как следует из определения динамического диапазона по интермодуляции и как видно из рис. 9.20, уровень испытательных сигналов на входе РПУ в этом случае составляет Pi вх = MDS + + Dим N, где Dим N– динамический диапазон приемника по интермодуляции N-го порядка, дБ.
Рассмотрим на рис. 9.20 два треугольника: ABC и DBC. Из ABC найдем, что
BC = AC = IPNi – MDS.
С другой стороны, из DBC следует, что
BC = DС N = N(IPNi – Dим N – MDS).
Следовательно,
N(IPNi – Dим N – MDS) = IPNi – MDS,
откуда можно получить, что
. (9.33)
Несколько слов о нижней границе динамического диапазона, обозначенной MDS. При оценке динамического диапазона по интермодуляции в большинстве зарубежных радиоприемных устройств под MDS понимают минимальный обнаруживаемый сигнал, дБм. В качестве такого сигнала для связных РПУ выбирают сигнал, равный уровню собственного шума приемника. В этом случае
MDS = –174 + 10 lg BR + NF,
где BR – полоса пропускания приемника, Гц; NF – коэффициент шума приемника, дБ.
При расчетах динамического диапазона отечественных РПУ по формуле (9.33) принимают MDS = PR, где PR – чувствительность РПУ, дБм.
Чтобы оценить связи между параметрами, связанными с нелинейными эффектами, обратимся к выражению (9.22) и найдем амплитуду испытательных сигналов, соответствующих точке пересечения наиболее опасного 3-го порядка интермодуляции. Поскольку при измерениях, связанных с определением точки пересечения, амплитуды входных сигналов устанавливают одинаковыми, то, полагая U1 = U2 = U и N = 3 (при этом k может быть 1 или 2), найдем
(9.34)
В точке пересечения 3-го порядка имеем
Uим 3 = UIP3o = a1UIP3i (9.35)
и U = UIP3i . (9.36)
Здесь a1 – коэффициент линейного члена полинома, соответствующий коэффициенту усиления в линейном режиме. Подставив (9.35) и (9.36) в (9.34), получим
,
откуда
. (9.37)
Сравнив (9.12), (9.16) и (9.37) и переходя к децибелам, найдем
P1 дБ, in = IP3i – 9.6, (9.38)
P1 дБ, in, бл = IP3i – 12.6. (9.39)
Выражения (9.38) и (9.39) определяют связи, существующие между параметрами, характеризующими разные виды нелинейных эффектов, которые могут происходить в электронных приборах, в том числе и в РПУ. Однако к этим соотношениям нужно относиться с определенной осторожностью, поскольку они получены в предположении, что передаточная функция мгновенных значений сигнала рассматриваемого электронного прибора является полиномом третьей степени. В общем случае, исходя из практического опыта, обычно отмечается, что связь между точкой компрессии 1 дБ и точкой пересечения 3-го порядка, приведенной к входу, имеет вид
IP3i = P1 дБ, in + (10…15), (9.40)
хотя встречаются случаи, когда отличие точки пересечения 3-го порядка IP3i от точки компрессии 1 дБ, P1 дБ, in, может составлять и более 15 дБ.