Файл: Рожков, Л. И. Средства радиосвязи учеб. пособие.pdf

Волны, длиннее 103 м, т. е. радиоволны звуковых и цифра - звуковых частот, в технике пока не применяются и исполь­ зуются только в научных исследованиях.

Наибольшее распространение в радиосвязи сейчас полу­ чают оптические радиоволны, лежа'щие в диапазоне 10 7— 10-'' м.

Волны в диапазоне от 1 см до 10 м часто называют ультра­ короткими (УКВ), а диапазон сантиметровых и дециметро­ вых волн иногда называют радиоволнами СВЧ.

Удовлетворение потребности в радиочастотах может осу­ ществляться двумя методами: за счет освоения новых диапа­ зонов [1—7] и за счет одновременной работы нескольких радиослужб в общих полосах радиочастот. В настоящее вре­ мя применяют оба метода. Это объясняется тем. что переход в новые диапазоны частот не всегда приемлем (например, вследствие нендентичностн условий распространения радио­ волн различных диапазонов, из-за затруднений в создании вы­ сокоэффективных электронных приборов для генерации и уси­ ления колебаний с весьма высокими частотами и др.), а ис­ пользование только второго метода приведет к всеувеличивающейся загрузке частотного спектра, к возрастанию числа взаимных радиопомех.

Взаимными радиопомехами или радиопомехами будем на­ зывать непреднамеренное излучение радиостанциями мешаю­ щих вч сигналов. Следствием взаимных радиопомех являются затруднения в приеме полезного радиосигнала и возникнове­ ние помех на выходе приемника, т. е. в тех цепях, устройствах и каналах связи, которые находятся после детектора.

Появление взаимных радиопомех возможно лишь в тех случаях, когда спектры сигналов, излучаемых радио­ станциями, перекрываются и уровни мешающих сигналов определяются основными излучениями, т. е. той частью излучаемой мощности, которая совершенно необходима для радиосвязи или работы радиосистем с заданными тех­ ническими показателями. Взаимные радиопомехи возможны также за счет паразитных излучений передатчиков, излучении от гетеродинов приемников и других мешающих сигналов, возникающих вследствие несовершенства методов модуляции

(например при перемодуляцпи колебаний) или из-за схемных недостатков (плохой экранировки, недостаточной фильтрации на выходе передатчиков и т. п.). Возникновению взаимных радиопомех способствует также и то, что для увеличения дальности и надежности работы средств радиосвязи и радио­ систем иногда используется чрезмерное увеличение излучае­

30

мой мощности и повышение чувствительности приемных устройств.

Таким образом, взаимные радиопомехи можно подразде­ лить на две группы:

1.Взаимные радиопомехи, создаваемые радиосредствами,

укоторых спектры основных излучений перекрываются или совпадают. Такие радпосредства будем считать работающими

вобщих полосах частот.

2.Взаимные радиопомехи, создаваемые радиосредствами,

работающими с неперекрывающимн спектрами основных из­ лучений, т. е. радиосредствами, занимающими различные (обособленные) полосы частот.

Очевидно, что для каждой из этих групп условия ЭМС будут различными.

Уровень радиопомех первой группы будет зависеть от мощности сигналов, излучаемых в основных (рабочих) поло­ сах частот. Поэтому снижение уровня взаимных радиопомех первой группы не может решаться установкой на входе при­ емников селективных элементов, фильтрацией мешающих

и радиосистем, а также непрерывное увеличение числа разно­ образных радиосредств и высокочастотных установок, исполь­ зуемых для научных, промышленных и медицинских целей, приводит к все возрастающей загрузке частотного спектра и к увеличению числа и уровней мешающих сигналов.

Вопросы, связанные с изучением возможности работы ра­ диостанций без недопустимых радиопомех, возникли давно, однако в последние годы, вследствие интенсивного роста чис­ ла радиосредств, эта область радиотехники, называемая электромагнитной совместимостью (ЭМС) радиосредств, при­ обрела первостепенное значение, а работы в ней — большие масштабы.

К проблеме ЭМС, помимо вопросов, связанных со сниже­ нием уровня помех, обусловленных мешающими радиосигна­ лами, относится разработка планов распределения полос частот между отдельными радиослужбами и радиостанциями, условий использования выделенных полос частот различными радиостанциями (продолжительность и мощность излучения, допустимая мощность паразитных и побочных излучений и т. п.), условий, позволяющих уменьшить чувствительность

31

радноустройств к мешающим излучениям (например, исполь­ зование специальных методов модуляции, введение сигналов дисперсии мощности несущей, уменьшение чувствительности приемников но побочным каналам приема) и др. [1, 2].

Особенности ЭМС, определяемые из рассмотрения взаим­ ных радиопомех первой и второй группы, определяются сле­ дующими основными параметрами:

—распределением полос частот между отдельными ра­ диосредствами;

—чувствительностью приемных устройств к основному и

мешающим сигналам;

—диаграммами направленности и взаимной ориентацией приемной и передающих антенн взаимодействующих станций;

—видом модуляции полезного и мешающего сигналов;

—условиями распространения радиоволн на трассе по­ лезного и мешающего сигналов;

—стабильностью частоты передатчиков полезного и ме­ шающего сигналов;

—стабильностью гетеродина приемника;

—излучениями гетеродинов соседних (по частоте и место­ нахождению) приемников;

—допустимым для нормальной работы отношением мощ­ ностей полезного сигнала к помехе на выходе канала;

—степенью подавления мешающего сигнала основным сигналом при их совместном прохождении через приемное

устройство;

— отношением длины волны мешающего сигнала к рас­ стоянию между приемным устройством и мешающим пере­ датчиком.

Основные соотношения ЭМС

При выводе соотношений, определяющих помехи или усло­ вия ЭМС, в целях общности более целесообразно вести рас­ смотрение, относящееся не к сигналам, излучаемым теми или другими конкретными станциями, а для полезного и мешаю­ щего сигналов, воздействующих на приемник любой станции, входящей в состав системы связи. В соответствии с этим усло­ вимся обозначать индексами С все величины, •относящиеся к полезному сигналу, а индексами М — к мешающему. При этом выражения «мешающий сигнал» или «мешаю'щин радио­ сигнал» будем относить всегда ко входу приемника. Таким образом, обозначением Р«.вх будем определять мощность мешающего сигнала на входе приемника, выраженную в ват­ тах, а Р».вмх- — мощность помехи (от мешающего сигнала) на выходе канала в ваттах или милливаттах.

32

приемной антенны с точкой расположения антенны передат­ чика полезного сигнала, и направлениями максимального усиления этих антенн (осями главного лепестка диаграммы направленности). Через в' и в" обозначены углы между прямой, соединяющей точку расположения приемной антенны с точкой расположения антенны передатчика мешающего сигнала, и направлениями максимального усиления антенн.

Рассмотрим основные соотношения, определяющие мини­ мальное расстояние между приемной и мешающей станциями.

Обозначим QBX и QBblx отношение мощностей основного сигнала к мешающему на входе приемника и отношение мощ­

Очевидно, что величина Q0Bux отличается от Qilb% на некоторую величину *„ дБ, которая будет характеризовать ослабление мешающего сигнала при его прохождении сов местно с полезным сигналом от входа приемника до выхода

канала. В соответствии с этим будем называть х0 коэффи­ циентом ослабления мешающего сигнала (КОП). Учитывая сказанное, можно записать следующее выражение:

Qo вых “ Qo вх ”1" ''•О“ Во с Во ,с (Во м Bosy) "Ь y-oi дВ. (2.1)

Здесь Р0с, Р0м •— мощности на выходе передатчиков полезного и мешающего сигналов;

Во,с, Во,м — суммарное ослабление полезного и мешаю­ щего сигналов, дБ, от выхода передатчика до входа в прием­ ник с учетом коэффициентов усиления антенн.

Величина х0, зависящая от вида модуляции, особенностей энергетического спектра полезного и мешающего сигналов, а также методов приема и обработки полезного сигнала, может быть найдена по выражению

== Qo ВЫХ Qo вх = Во C.BUX Во М.ПЫХ Вос.вх -f- Во м.вх > дБ (2.2)

пли, записывая х в разах,

(2.3)

При определении х будем исходить из выражений (2.2) или (2.3) при условии, что мощность полезного сигнала Рс.вх на входе приемника превышает мощность порогового сигнала Вс.ппр, а мощность мешающего сигнала на входе приемника Вм.вх меньше мощности суммарных тепловых шу­ мов, отнесенных ко входу приемника, и, следовательно, суще­ ственно меньше порогового сигнала, т. е.

облегчает ее теоретическое определение и упрощает расчеты.

Следует отметить, что выражение (2.1) записано для слу­ чая воздействия одной мешающей станции. При нескольких мешающих станциях по выражению (2.1) необходимо опре­ делить Qoвых для каждой станции и просуммировать их с уче­ том одновременности воздействия мешающих станций. Если станции воздействуют не одновременно, то необходимо опре­ делить значения Q0 в|.,х и соответствующие проценты времени воздействия от общего времени наблюдений,

31