Файл: Челомбитько, В. И. Взаимная совместимость радиолиний [учеб. пособие].pdf

вых полос, по и боковые, обусловленные модуляцией гармониче­ скими и комбинационными составляющими спектра низкочастот­ ного сигнала (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Образование спектра внеполосных побочных излучений (Ѵ пив) ПРИ амплитудной модуляции.

Указанные внеполосные побочные излучения возникают при по­ явлении составляющих сигнала, которые искажаются в тракте

Рис. 3.3, Огибающая спектра внеполосных побочных излучений (ПИВ) на выходе передатчика при амплитудной модуляции одним тоном.

модуляции, т. е. во времени ширина спектра внеполосных излуче­ ний может носить случайный характер. Среднее значение огибаю­ щей составляющих спектра по мере удаления от несущей частоты, как правило, убывает. Ширина спектра, занимаемая внеполосными

28

побочными излучениями, зависит от степени искажения сигнала в тракте модуляции и их допустимого уровня. С уменьшением до­ пустимого уровня ширина спектра внеполосных составляющих воз­

растает.

При допустимом уровне порядка 80 дБ ниже несущей ширина спектра при модуляции одним тоном с глубиной порядка 55% мо­ жет доходить до ±25 кГц, при перемодуляции— свыше ±50 кГц (рис. 3.3). Отсюда следует, что даже при этом уровне внеполосных побочных излучений ширина их спектра по сравнению с основными, необходимыми спектрами (±3,4 кГц), больше в 7—15 раз.

б) Однополосная модуляция (ОП)

( к л а с с и з л у ч е н и я A3J )

При однополосной модуляции не удается обеспечить подавление второй боковой полосы и несущей более чем на 40—60 дБ. Кроме того, осуществить абсолютно линейное усиление спектра однопо­ лосного сигнала в тракте передатчика тоже не представляется воз­ можным.

Рис. 3.4. Образование внеполосных побочных излучений при однополосной работе.

При однополосной работе применяют клиппирование. В этом случае также образуются гармонические и комбинационные состав­ ляющие сигнала.

Таким образом, излучаемый высокочастотный спектр однопо­ лосных передатчиков содержит кроме одной боковой полосы спектр частично подавленной второй боковой и несущей, а также состав­ ляющие, обусловленные образованием гармонических и комбина­ ционных компонент сигнала (рис. 3.4).

Некоторые составляющие попадают в пределы спектра однопо­ лосного сигнала. Эти компоненты обусловливают увеличение коэф­ фициента нелинейных искажений в канале. Следует отметить, что при нормировании линейности однополосного канала по допусти­

29

мой величине коэффициента нелинейных искажений (10—12%) образуются значительные по амплитуде составляющие, лежащие за спектром канала. Поэтому нормирование нелинейности лучше производить по уровню внеполосных побочных составляющих. При выполнении этих норм будут выполняться требования и по коэф­ фициенту нелинейных искажений в канале.

Рис. 3.5. Иллюстрация спектра частотно-модулированных колебаний.

На рис. 3.5 дана иллюстрация спектра частотно-модулирован­ ных колебаний при модуляции одним тоном частоты F. Величины амплитуд каждой составляющей представлены относительно несу­ щего колебания. Амплитуда несущей частоты взята при отсутствии модуляции.

30

Как следует из соотношения (3.1) и рис. 3.5, спектр частотномодулированных колебаний теоретически бесконечен. Практически используется часть спектра, которая включает в себя составляю­ щие не .менее 10, 5 или 1% от несущей, т. е. используются ком­ поненты спектра ^-20Д> 26 дБ или ^ 40 дБ ниже несущей. Со­ ставляющие меньше указанных величин будут являться внеполос­ ными побочными излучениями передатчиков.

А5

Рис. 3.6. График огибающей амплитуд спектра 4M колебаний при модуляции одним тоном частоты F с различными индексами модуляции (тД .

Относительные значения амплитуд составляющих спектра мож­ но выразить в децибелах:

На рис. 3.6 представлен график крайних значений огибающей амплитуд в децибелах ниже уровня несущей при различных индек­ сах модуляции. Пользуясь этим графиком, можно определить по­ лосу с учетом внеполосных излучений при заданном их уровне.

Ширина спектра высокочастотных излучений Д/сп + Д/ппв от­ носительно спектра, используемого при частотной модуляции Д/сп - зависит от индекса модуляции и уровня учитываемых внеполосных составляющих. На рис. 3.7 приведены графики ширины спектра этих излучений относительно используемого с учетом составляю­ щих меньше 26 дБ (5%) ниже уровня несущей при различных индексах модуляции. Как следует из этих данных, с увеличением

31

Mono спектра с увеличением индекса модуляции возрастает. Однако следует иметь в виду, что при этом увеличивается спектр, занимае­

те*

Рис. 3.7. Ширина спектра высокочастотных излучений относительно используемого спектра с учетом составляющих больших 26 дБ при различных индексах частотной модуляции и уровнях ниже несущей.

мый каждой радиолинией. Следовательно, при заданном частотном ' диапазоне будет уменьшаться количество радиолиний.

г) Амплитудное телеграфирование (АТ)

(к л а с с и з л у ч е н и я А1)

При амплитудном телеграфировании периодической последова­ тельностью прямоугольных импульсов со скважностью a = Tjx спектр высокочастотных колебаний может быть определен в виде:

ляции; сон — угловая частота несущей;

Q — угловая частота амплитудного телеграфирования; k — кратность боковых составляющих.

Первое слагаемое правой части определяет колебание на несу­ щей частоте, второе слагаемое — составляющие боковых полос. Как следует из соотношения (3.3), спектр теоретически бесконечен. Определим значения амплитуд боковых составляющих относитель­ но амплитуды несущей.

3 2

Д л я с л у ч а е в б о л ь ш и х з н а ч е н и й ск ва ж н о ст и [\ п р и к < - у )

Значение амплитуды каждой составляющей (£/р) относительно амплитуды проманипул'ированной несущей (Un) равно

значение синуса представим в виде степенного ряда:

не хуже 5—6% при величинах углов меньших или равных л/2. Та­ ким образом, при

что практически применимо при оолыиих значениях а, можно огра­ ничиться двумя первыми членами ряда. Подставив первые два члена разложения синуса в (3.4), получим

Половина полосы высокочастотного спектра АТ сигнала равна

Ä/,fT = kF= — V e l t t j .

Учитывая, что F — X/T и а = 7 ’Ч, получаем

( 3.7)

Половина полосы спектра полезного сигнала равна

b fh l = lF = y ;

где 1=1, 2, 3 — количество составляющих, включенных в спектр полезного сигнала.

Тогда отношение ширины спектра высокочастотного АТ сигнала к спектру полезного сигнала будет определяться соотношением:

Если полагать, что 1=3, то получим

Для b < 1 можно принять

Величина Йат определяет, во сколько раз спектр АТ сигнала шире необходимого, если в необходимый спектр включаются боко­ вые составляющие по третью включительно.

Значения амплитуд боковых составляющих относительно ампли­ туды неманипулированной несущей частоты равны

Для случаев любых значений к

Соотношения при k ^ а/2 дают сравнительно хорошую точность, но они применимы при определении относительно небольшой ши­ рины спектра, так как учитываются ограниченные порядки вели­ чины к. Для определения ширины спектра с учетом любого по­ рядка к воспользуемся уравнением огибающей по максимальным

34