Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [16] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

чаемых сигналов и т. д. Имеются соответствующие рекомендации международных организаций и конференций. Вместе с тем наблюдаются чрезвычайно высокие темпы роста количества РЭС в условиях уже имеющей место практически полной «загрузки» наиболее широко используемых радиочастотных диапазонов, непрерывно расширяется круг задач, решаемых этими средствами, повышаются мощности излучаемых сигналов, быстро увеличивается уровень индустриальных помех в наиболее важных районах земного шара. Все это создает качественно новую электромагнитную обстановку, которая требует тщательной разработки и неуклон ного выполнения целого комплекса мероприятий, обеспечивающих электромагнитную совместимость радиотехнических и электрических устройств.

3.2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ОБСТАНОВКА И ПАРАМЕТРЫ ЭМС

Электромагнитная обстановка, в которой функционируют приемные устройства той или иной радиоэлектронной системы, характеризуется совокупностью электромагнитных излучений, действующих на эти устройства и создаваемых радиочастотными генераторами других систем, электрическими устройствами, не предназначенными для генерирования электромагнитных колебаний, источниками естественного происхождения и т. д. Для описания электромагнитной обстановки не разработано еще единых методов и единой системы параметров. На практике электромагнитная обстановка оценивается как для радиоэлектронных систем, так и для индивидуальных устройств, входящих в эти системы.

В первом случае обычно определяется «внешний» по отношению к рассматриваемой системе уровень излучений в месте ее размещения (внешняя электромагнитная обстановка). При этом не учитываются интенсивность и характер излучений, создаваемых радиоэлектронными средствами самой системы. Помехи, характеризующие внешнюю электромагнитную обстановку, создаются, как правило, источниками, удаленными от данной радиоэлектронной системы на значительные расстояния. Такие помехи удается достаточно четко разделить на регулярные сигналы радиопередатчиков и шумоподобные сигналы, возникающие главным

образом за счет излучений различных электрических устройств (линий электропередачи, сварочных аппаратов, систем зажигания автомобильных двигателей и т. д.)

Регулярные электромагнитные излучения оцениваются путем составления специальных карт [76], характеризующих электромагнитную обстановку в данной местности. На эти карты наносятся сведения о частотах и уровнях мощности излучений всех применяемых в данной местности передатчиков, временных режимах их работы, спектрах сигналов, стабильности частот и др. Там же указываются статистические характеристики нерегулярно возникающих радиопередач (например, передач самолетных, корабельных и других подвижных радиостанций). Такие карты позволяют прогнозировать вероятный уровень помех и рационально выбирать параметры и регламенты работы РЭС системы. Как правило, они характеризуют электромагнитную обстановку на относительно больших участках местности.

Уровень шумоподобного фона, создаваемого за счет излучения различных электрических устройств, может быть определен лишь статистически и характерен для сравнительно небольших районов, окружающих ту точку, в которой проводились его измерения. Он зависит от близости этой точки к линиям электропередач, шоссе с интенсивным автомобильным движением, различным промышленным объектам и т. д. В ряде случаев перенос точки измерения на несколько сотен метров приводит к чрезвычайно большому изменению уровня шума. Интенсивность шумоподобного фона претерпевает резкие суточные колебания и существенно зависит от условий погоды и времени года.

Общая электромагнитная обстановка в месте размещения РЭС оценивается путем наложения результатов измерения индустриальных шумов, характерных для данного места, на карту, содержащую сведения о регулярных излу-чениях"в рассматриваемом районе. Внутренняя электромагнитная обстановка в радиоэлектронной системе, т. е. та электромагнитная обстановка, в которой приходится работать каждому конкретному устройству системы, определяется помехами, возникающими из-за работы других средств той же системы. К таким устройствам относятся радиопередатчики со своими основными и неосновными каналами излучения, гетеродины приемных устройств, источники электропитания, различного рода регуляторы, коммутаторы и т. п.



В целом ряде радиоэлектронных систем, например в комплексах радиоэлектронного оборудования современных самолетов, помехи, создаваемые средствами самого комплекса, практически полностью определяют условия работы его приемных устройств. Источники помеховых излучений располагаются в таких системах рядом с устройствами, воспринимающими помехи. Это приводит к необходимости рассматривать многочисленные возможные связи между генераторами и приемными устройствами, антенно-фидерными трактами и т. д. Если к тому же учесть, что при незначительных удалениях устройства, воспринимающие помехи, часто располагаются в ближней зоне генераторов помех, то станет ясной вся трудность аналитического анализа внутренней электромагнитной обстановки в сложных радиоэлектронных системах

При оценке электромагнитной совместимости РЭС приходится учитывать значительное число их параметров. Главными из них являются:

- энергетические и спектральные характеристики основных и неосновных излучений передающих устройств системы, гетеродинов ее приемников, а также передающих устройств, определяющих внешнюю электромагнитную обстановку;

- реальные чувствительности приемных устройств системы по основным и неосновным каналам приема;

- динамический диапазон приемных устройств;

- уровень шумовых излучений в месте расположения приемных устройств;

- коэффициенты связи между различными элементами (в том числе между антеннами) устройств, излучающих и воспринимающих помехи.

3.3. НЕОСНОВНЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ

При проектировании любого радиопередающего устройства помимо несущей частоты задается ширина полосы частот его основного излучения, соответствующая той минимальной ширине спектра излучаемого сигнала, которая необходима для того, чтобы при используемом классе излучений обеспечить передачу сообщений заданного типа с требуемыми скоростью и качеством. Излучения на частотах,

лежащих вне полосы частот основного излучения, называются неосновными излучениями.

Неосновные излучения приводят к нерациональному расходованию высокочастотной мощности передатчика и в ряде случаев могут существенно ухудшить условия ЭМС, создавая помехи приемным каналам различных РЭС Эти излучения принято делить на побочные и внеполосные.

Побочными называют широкий класс неосновных излучений. Причиной их возникновения являются различного рода нелинейные эффекты в элементах передающего устройства, не связанные с процессом модуляции. Частоты, на которых возникают побочные излучения, могут существенно отличаться от несущей частоты а>„ передатчика (являться, например, гармониками со0). Поэтому побочные излучения могут создавать помехи РЭС, которые работают на частотах, существенно отличающихся от основной рабочей частоты мешающего передатчика.

Основными видами побочного излучения являются J761:

- излучения на гармониках основной частоты;

- излучения на субгармониках основной частоты;

- паразитные излучения;

- комбинационные излучения;

- интермодуляционные излучения.

Под внеполосными понимают излучения в полосах частот, непосредственно примыкающих к полосе частот основного излучения передатчика. Их появление связано g процессом модуляции излучаемого сигнала. При этом учитывается как полезная модуляция сигнала, так и паразитная модуляция, возникающая, например, за счет нестабильности питающих напряжений или каких-либо других флуктуа-ционных явлений. Внеполосные излучения способны создавать помехи РЭС, работающим на частотах, близких к частотам мешающего передатчика.

1. Излучения на гармониках основной частоты

Излучения такого типа осуществляются на частотах, кратных несущей частоте <о0 передатчика. Механизм возникновения гармоник частоты <и0 и относительная их интенсивность различны в передатчиках разных волновых диапазонов и конструкций.

В генераторах, собранных на вакуумных лампах с внешними колебательными системами, высшие гармоники ос-



новной частоты возникают в каскадах, работающих с углом нижней отсечки 0ОтС < 180°

Известно, что форма импульса анодного тока /а(/) при работе каскада в недонапряженном режиме (без верхней отсечки) определяется выражением

. \ I CQSCOq / - COS 80ТС

fa УЧ - ам , а >

1-cosНотс

а амплитуда ti-й гармоники /ап связана с амплитудой первой гармоники /а1 соотношением

. , sin пботс cos боте - я cos яботс sin 80т0

an ~* * al

n (n2 - 1) (1 - cos вотс)

и может составлять значительную долю амплитуды /ам импульса анодного тока.

В случае работы каскада в перенапряженном режиме (с отличным от нуля углом верхней отсечки 0а) форма импульса анодного тока описывается выражением

ц\ J costdp / - cos 80тс cos 0В-cos 90ХС

и, как правило, характеризуется еще более богатым частотным спектром.

Уменьшение уровня излучения гармоник достигается фильтрацией их промежуточным и антенным контурами. Эта фильтрация наиболее эффективна, если антенный контур имеет емкостную связь с индуктивной ветвью промежуточного контура. Однако и в данном случае антенной передатчика (особенно при большой общей мощности излучения) может излучаться помеха на высших гармониках основной частоты со0 со значительной мощностью.

В диапазоне СВЧ, где в качестве генераторных приборов используются магнетроны, лампы бегущей волны (ЛБВ) и клистроны, высшие гармоники основной частоты возникают за счет того, что в пространстве дрейфа прибора происходит модуляция электронного потока по плотности, и форма тока резко отличается от синусоидальной даже при возбуждения гармоническим напряжением (например в пролетных клистронах и ЛБВ). Для уменьшения уровня излучения на высших гармониках здесь применяются различного рода волноводные и коаксиальные фильтры. 102

2. Излучения на субгармониках основной частоты

Частоты таких излучений в целое число раз меньше основной частоты Шц передатчика. Излучения на субгармониках основной частоты свойственны, например, передатчикам, в которых для образования высокостабильных по частоте колебаний из более низкочастотных стабилизированных кварцем сигналов используются режимы умножения частоты. Такой принцип особенно широко распространен при построении передающих устройств дециметрового диапазона волн. Субгармоники частоты излучаемых колебаний являются при этом высшими гармониками частоты кварца. Уменьшение интенсивности субгармоник достигается с помощью фильтров передатчлка и антенно-фидерной системы.

3. Паразитные излучения

Паразитные излучения - это побочные излучения передатчика, причина возникновения которых не связана с генерацией колебаний основной частоты. В генераторах, собранных на электронных вакуумных лампах с внешними колебательными системами, они могут возникать, например, из-за того, что реактивные сопротивления соединительных проводников, элементов развязки, выводов электродов ламп и т. д. образуют колебательные цепи и цепи обратной связи для частот, чаще более высоких и реже относительно низких по сравнению с частотой w0.

Достаточно часто в передатчиках средневолнового и коротковолнового диапазонов возникают паразитные колебания, частоты которых соответствуют метровому и даже дециметровому диапазону волн. Эти колебания обусловлены наличием связи между анодным и сеточным контурами через межэлектродные емкости лампы, близко расположенные монтажные элементы и общие источники питания.

Схемы нейтрализации, рассчитанные на основную частоту, как правило, не только препятствуют возникновению колебаний с частотами, на несколько порядков более высокими, чем основная расчетная частота, а наоборот, за счет элементов нейтрализующих цепей сами часто образуют колебательные системы и цепи обратной связи для паразитных колебаний.

В качестве примера на рис. 3.1, а показана схема промежуточного каскада лампового генератора с общим като-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [16] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82



0.0013