- •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
Среднеквадратическое отклонение (ско) потерь на трассах распространения
Значения СКО |
Диапазон частот, МГц |
Расстояния, м |
= 3.5 дБ |
30…3000 |
d 40 |
|
40 < d 100 | |
= 12 дБ для распространения выше крыш = 17 дБ для распространения ниже крыш |
100 < d 200 | |
|
200 < d 600 | |
= 9 дБ |
d > 600 |
В модели Хата окружение абонентской станции оценивается на качественном уровне. Модель Уолфиша-Икегами, разработанная для использования в городских и пригородных условиях, требует более подробной информации о структуре окружения. При оценке потерь на трассе распространения модель рассматривает поступление сигнала в точку приема по разным лучам. Тем не менее, она остается статистической, поскольку в ней не рассматриваются топографические данные зданий, а используются только характерные (типичные или средние) значения параметров окружения базовой станции.
Дифракционная модель Уолфиша – Икегами [51]. Модель предназначена для оценки потерь на трассах, пролегающих в городе и в пригородных областях.
Область применимости модели:
– диапазон частот 800…2000МГц;
– диапазон дальностей 20…5000м;
– высота подвеса антенн базовой станции 4…50м;
– высота подвеса антенны мобильного средства 1…3м.
Исходные данные для расчета (рис.11.6):
f – частота радиопередатчика, МГц;
d – расстояние между передатчиком и приемником, км;
hb – высота подвеса антенны базовой станции (БС), м;
hm – высота подвеса антенны мобильного средства (МС), м
hb – высота приподнятости антенны БС над крышами домов (hb может быть положительным, отрицательным или равным нулю), м;
hm – расстояние по высоте от крыши дома до антенны МС, м;
Кроме того, в рассматриваемой области должны быть заданы:
r – среднее расстояние между соседними улицами, м;
w – средняя ширина улиц, м
h – средняя высота зданий, м.
Средняя высота зданий h может быть получена исходя из их этажности. Для типовых зданий высоту этажа берут равной 3м. Тогда
h = 3м × число этажей + высота крыши (над последним этажом).
Для острой крыши ее высоту полагают равной высоте этажа, т. е. 3м, для плоской – равной нулю.
Теперь hb = hb – h
hm = h – hm
В модели рассматриваются два случая.
1. Распространение радиоволн происходит в пределах прямой видимости (вдоль улицы). В этом случае средние потери при распространении оцениваются выражением
L = 42.6 + 26 lg d + 20 lg f (11.6)
2. Прямая видимость между передающей и приемной антенной отсутствует. Потери, определяющие уровень напряженности поля в месте расположения приемной антенны мобильного средства, определяются суммой вида:
(11.7)
где Lсв – потери при распространении в свободном пространстве, дБ, (см.(11.4)); Lдиф – потери при рассеянии и дифракции электромагнитной волны на крыше здания, ближайшего к проезжей части улицы, где расположено мобильное средство, дБ; Lм диф – потери множественной дифракции и рассеяния, обусловленные рядами зданий, дБ.
, (11.8)
где gm(θ) – коэффициент усиления антенны мобильной станции в направлении на край крыши; = arctg(hm/x) – угол в радианах; – длина волны, м; x – расстояние между левой стеной улицы и антенной мобильного средства (0 x w), м. При расчетах чаще всего берут х = w/2.
Lм диф= –10 lg(gbQ2), (11.9)
гдеgb – коэффициент усиления антенны базовой станции в направлении крыши (обычно принимается равным единице).
и = arctg(–hb/r)
Для промежуточных значений hb величину Q получают линейной интерполяции между значениями Q, соответствующими hb = над крышей иhb = 0.5под крышей здания.
Предполагая застройку территории, где находится мобильное средство, равновысотной, а застройку улиц двусторонней, для наиболее интересных частных случаев выражение (11.10) можно записать в несколько измененном виде:
(11.11)
Модель COST231 Уолфиша-Икегами. Область применимости модели совпадает с областью применимости модели Уолфиша-Икегами, рассмотренной выше. Модель учитывает направление распространения радиоволны по отношению к направлению улицы, где находится приемная антенна, поэтому в исходные данные для расчета включен угол – угол между направлением улицы и направлением распространения радиоволны (рис.11.7). Остальные исходные данные такие же, как в модели Уолфиша-Икегами.
1. Для оценки потерь при распространении в пределах прямой видимости используют выражение (11.6).
2. Оценка потерь при распространении, когда прямая видимость между передающей и приемной антенной отсутствует, происходит согласно выражению (11.7), однако теперь Lдиф и Lм диф вычисляют по другим формулам:
Lдиф = –16.9 – 10 lg w +10 lg f +20 lg hm +Lori ,
где
Lм диф = Lbsh + ka + kd lg d + kf lg f – 9 lg r,
где