I----------------------------------------------------------- |
|
1 |
I |
Распространяющиеся помехи |
| |
Рис. 2.35. Воздействие НЭМП на различные группы РЭС
Рассматривая воздействие НЭМП на рецепторы, принято выделять две различающиеся группы рецепторов:
-прием НЭМП радиоприемниками при условии воздействия помех на антенный вход;
-все остальные варианты, показанные на рис. 2.35: прием из
лучаемых помех радиоприемниками при воздействии помимо ан
тенного входа, воздействие на радиоприемники кондуктивных помех на все виды излучаемых и кондуктивных помех на устрой ства, не являющиеся радиоприемниками.
Разделение на приведенные группы имеет принципиальный
смысл. Радиоприемные устройства по своему основному назначе нию обеспечивают прием электромагнитных колебаний, наведен ных в антеннах, осуществляющих преобразование свободно рас пространяющихся волн в направляемые волны. Поэтому свойство реагировать на электромагнитные колебания, действующие на антенном входе приемника, есть неотъемлемое его свойство.
Все остальные виды нежелательных воздействий в той или иной мере связаны с техническим несовершенством радиоэлект
ронных устройств. Очевидно, что свойство реагировать на внешние электромагнитные воздействия не относится к числу основных
91
функций как РЭС, не являющихся радиоприемниками, так и ра диоприемников по отношению к помехам, действующим помимо антенного входа. Исходя из приведенного разделения, рассмотрим в последующих разделах свойства радиоприемников по отноше нию к помехам, действующим на антенном входе, и остальных ус тройств, действие помех на которые отвечает группе «индустриа льные помехи».
2.5.2. Воздействие НЭМП на радиоприемники
Каналы приема
Радиоприемное устройство, состоящее из радиоприемника, антенны, фидера и вспомогательных устройств, предназначено для
селективного приема сигналов, соответствующих намеренной ра
диопередаче. Для этого радиоприемное устройство обладает из бирательными свойствами по направлению прихода волны, час тоте и времени. Пространственная избирательность обеспечива
ется поляризационными и направленными свойствами антенн, ча стотная и отчасти временная избирательность - свойствами радио приемника. Воздействие помех, проявляющееся как прием неже лательных радиоизлучений, может осуществляться как через ан тенну, так и помимо нее — через корпус, межблочные соединения, цепи электропитания и т.д.
Идеальный с точки зрения ЭМС радиоприемник должен при нимать полезные сигналы только в пределах необходимой полосы частот для данного сообщения, причем только через антенный вход. Для описания воздействия помех через антенный вход пользуются понятием «канал приема». Основным каналом приема (ОКП) назы вается полоса частот, находящаяся в полосе пропускания прием ника, предназначенная для приема полезных сигналов и соответ ствующая необходимой полосе частот для передаваемого сообще ния. Любой реальный приемник обладает в некоторой степени восприимчивостью вне основного канала приема как на частотах, непосредственно примыкающих к необходимой полосе частот, так
и в более широкой полосе. Полосы частот, соответствующие нежелательному приему, называют неосновными (или нежелатель ными) каналами приема.
92
Рассмотрим процессы, приводящие к приему помех за преде лами необходимой полосы частот. В большинстве случаев на прак тике используются приемники супергетеродинного типа (рис. 2.36).
Рис. 2.36. Супергетеродинный приемник
Принцип действия супергетеродинного приемника хорошо известен: колебания с частотой сигнала fc (в основном канале при ема) после усиления в усилителе радиочастот (УРЧ) поступают вместе с колебаниями гетеродина с частотой f- на смеситель. Пре
образованное по частоте колебание с частотой (/_/-) = /пр* уси
ливается в усилителе промежуточной частоты. Далее оно детекти руется и усиливается. Электрические колебания с частотой поме хи/п fc, не соответствующие полосе частот основного канала.
т.е. /п« |
Дэсн |
частично ослабляется преселекто |
|
2 |
|||
|
|
ром, в меньшей степени усиливаются (или даже ослабляются) УРЧ из-за его частотно-избирательных свойств и поступают в смеси тель приемника. После преобразования частоты колебание, соот
ветствующее помехе с частотой/рсо5 - \fn-fc I в значительной мере
отфильтровывается частотно-избирательными цепями УПЧ. В ре зультате прием колебаний с частотой/, практически отсутствует. При этом частотная фильтрация помехи осуществляется цепями, предшествующими УРЧ, УРЧ и УПЧ. «Качество» фильтрации эти ми элементами различно: в наибольшей мере оно обеспечивается
в УПЧ, в значительно меньшей степени цепями, предшествующи ми смесителю (рис. 2.37).
•Или (/г-/с)=/пр
93
Таким образом, если уровни сигналов и помех таковы, что все усилительные каскады приемника работают в линейном режи ме, а активный элемент смесителя обеспечивает преобразование колебаний с частотами сигнала (помехи) и гетеродина вида
/пр=1/с-/Г1 и свойства частотной селекции приемника,
определяются только его линейными частотно-избирательными цепями. В силу принципиальных свойств линейных электрических цепей частотная характеристика приемника в линейном режиме работы не может быть идеально прямоугольной формы. Отличие частотной характеристики приемника от идеальной приводит к нежелательному приему колебаний, не соответствующих полосе частот основного канала приема. Это свойство приемника назы
вается прямое прохождение помех.
Прямое прохождение помех
Из-за неидеальной частотной избирательности линейных кас кадов приемника (преселектора, фильтров в каскадах УРЧ и, глав ным образом, каскадов УПЧ) характеристика частотной избиратель ности приемника (рис. 2.37) всегда отличается от прямоугольной
Нормированный I'
коэффициент _______________________ |
____ |
передачи |
|
Помеха
Рис 2.37 Частотные характеристики радиоприемника.
7 - преселектор, 2 — УРЧ, 3 - УПЧ и практически совпадающая с ней кривая результирующей частотной избирательности приемника в линейном режиме работы
Показателем качества частотной характеристики является
коэффициент прямоуголъности — отношение полосы пропускания
приемника, измеренной на уровне X дБ (например, на уровне 60 дБ), к полосе пропускания приемника, измеренной на уровне
3 дБ: кП=В^
94
Значительное число радиоприемников имеет высокое значе ние кп: для 90% приемников к^ 2,5; для 50% кп > 4; для 20% кв > 8. Из-за существенного отличия характеристики частотной избира тельности от прямоугольной становится возможным прием помех с частотами, примыкающими к основному каналу приема. Ука занный механизм приема обусловлен только недостаточно высо кой избирательностью линейных каскадов приемника.
Побочные каналы приема
Побочным каналом приема (ПКП) радиоприемника называ
ется полоса частот, находящаяся за пределами основного канала приема, в которой сигнал проходит на выход радиоприемника. К числу ПКП относятся канал приема на промежуточной частоте, комбинационные каналы приема, зеркальный канал и каналы на субгармониках частоты настройки.
В супергетеродинных приемниках образование побочных ка налов приема связано с процессом преобразования частоты. Час тотная избирательность определяется главным образом каскадами
УПЧ, так как избирательность цепей, предшествующих смесителю, значительно меньше избирательности УПЧ*. Поэтому на смеситель
приемника поступают электромагнитные колебания как полезного сигнала, так и помех, уровень которых соизмерим с амплитудой полезного сигнала или даже превосходит его (см. рис. 2.37).
Смеситель производит нелинейное преобразование колеба ний сигнала, гетеродина и помех, в результате образуются колеба ния гармоник и комбинационных частот вида I m,fc + ти2/г+
+ =0,±1,±2,...), где/с,Уг,7^ - соответственно часто
ты сигнала, гетеродина и помехи. Число составляющих тем боль ше, чем выше степень нелинейности смесителя, а их амплитуда тем больше, чем выше степень нелинейности и меньше величина N - 17??! | + I т21 +1 т~ |, называемая порядком преобразования.
По принципу действия супергетеродинного приемника в по лосу пропускания УПЧ должна попасть одна из частот биений
’ Указанное свойство принципиально связано с тем, что частотная избира тельность не может быть эффективной во входных каскадах без значительного снижения чувствительности приемника.
95