ми разрядами во время гроз. Для частот, расположенных ниже ионосферной «частоты среза», основными источниками АЭМП в районах с умеренным климатом являются летние грозы, а в тро пических районах - зимние штормы, при этом АЭМП распростра няются на расстояние несколько тысяч километров. Для частот,
превышающих ионосферную «частоту среза», преобладающими ис
точниками АЭМП являются местные грозы. Спектральное распре
деление атмосферных помех показано на рис. 2.1.
Плотность _5Q мощности, дБ /(м2кГц )
-100
-140
-180
0.01 |
0.03 |
0.1 |
0.3 |
1 |
3 |
10 |
30 |
100 |
Рис 2 1 Спектральное распределение атмосферных помех:
— - шум неба (горизонтальная поляризация), О - северное полушарие Земли.
А - южное полушарие Земли. ------ |
- атмосферные помехи, зима, |
0-4 ч вертикальная поляризация (цифры на кривых обозначают шумовые градации)
Кроме названных механизмов, в образование атмосферных помех могут внести вклад и некоторые другие процессы - северное сияние, пыльные бури и др.
Собственное тепловое радиоизлучение земных покров и атмос феры. Поверхность земли, а также атмосфера являются источником
широкополосного шумового теплового излучения. Причиной его возникновения является свойство нагретых тел создавать слабое электромагнитное излучение, в том числе в диапазоне радиочастот.
Интенсивность его характеризуется значением яркостной темпера туры тел 7Я, а мощность в полосе частот А/- величиной кТЛ /\f, где
к — постоянная Больцмана. Конкретные значения яркостной темпе
ратуры земных покровов зависят от их электрофизических парамет ров и находятся в пределах от нескольких десятков до порядка 300К. Яркостная температура, соответствующая радиотепловому излуче
26
нию атмосферы, определяется главным образом величиной затуха ния радиоволн соответствующего диапазона. Значение яркостной температуры атмосферы не превышает нескольких кельвинов в ди апазоне метровых волн в направлении зенита и 150 - 250 К в диапа зоне миллиметровых волн в направлениях, близких к горизонту. Из-за относительно низкой интенсивности этот вид естественных помех может быть существенным только в высокочастотных диа
пазонах (сантиметровые и более короткие волны).
Внеземные источники. Шум неба для частот выше 1 МГц обус ловлен комбинированным излучением Галактики с дискретным и сплошным спектром. Интенсивность его излучения может быть заметной (рис. 2.1). Шум со сплошным спектром имеет два меха низма возникновения. Один из них вызван излучением ионизиро
ванного водорода, спектр которого соответствует спектру излуче ния абсолютно черного тела, а второй - излучением электронов (линейно-поляризованное поле). На частотах выше 300 кГц шум Галактики значителен в обоих полушариях Земли.
ЭМП Солнца. В период высокой активности солнце излучает в околосолнечное пространство до 12 раз в день импульсы энер гии большой интенсивности. Эти вспышки сопровождаются рез
ким увеличением ЭМП, спектральные составляющие, длительность и поляризация которых изменяются. На рис. 2.2 показана частот
ная зависимость, характерная для одного из наиболее распростра
ненного типа вспышек.
Частота, ГГц
Рис. 2.2. ЭМП звезд, Солнца и планет
27
Для ЭМП, вызванных процессами на Солнце, характерно чере
дование периодов с меньшей интенсивностью их и солнечных бурь.
При «спокойном» Солнце солнечная радиация минимальна. Период повторения минимальной солнечной активности составляет 11 лет. Бури на Солнце создают кратковременные узкополосные импульсы
ЭМП средней интенсивности. На частотах ниже
3 ГГц ЭМП солнечных бурь и «спокойного» Солнца не превыша ют уровни шума Галактики.
Вторичный космический шум. Луна, Юпитер и Кассиопия-А представляют собой дополнительные источники космических по мех в диапазонах ОВЧ, УВЧ, СВЧ. В диапазонах СВЧ Луна излу чает как абсолютно черное тело, температура которого изменяет ся с лунным циклом от 100 до 300 К. Интенсивность излучения
луны как источника помех превышает только интенсивность из лучения Кассиопеи-А на частотах выше 2ГГц.
Кассиопия-А (сверхновая звезда), наиболее интенсивный источ ник помех вне солнечной системы, излучает нетепловой линейно-по ляризованный спектр частот, интенсивность которого в диапазоне ОВЧ и ниже большего, чем у излучения «спокойного» Солнца.
Излучения Юпитера в диапазонах ВЧ и ОВЧ являются нетепловыми линейно-поляризованными. На частотах ниже час тоты среза ионосферы Земли эти помехи не достигают поверхно сти Земли. Однако в интервале частот от 20 до 40 МГц (при усло вии, что главный лепесток ДН приемной антенны направлен на планету и имеется циклический максимум излучаемых помех) из
лучение Юпитера превышается только помехами Солнца и шу
мом Галактики.
2.1.2. Электромагнитные помехи искусственного происхождения
Искусственные ЭМП возникают при работе различных тех нических средств - радиотехнических, электронных и электротех нических. В отдельных случаях они даже могут создаваться обо рудованием, не использующим электромагнитные процессы для выполнения своих функций. Виды искусственных ЭМП представ лены на рис. 2.3.
28
Электромагнитные помехи
Рис. 2 3 Классификация непреднамеренных помех
Различают помехи умышленные, которые создаются специаль ными техническими средствами для нарушения функционирования оборудования определенных типов, и непреднамеренные, возникаю
щие в качестве побочного результата выполнения техническими средствами своих основных функций. В свою очередь непреднаме ренные помехи представлены двумя принципиально различными группами - излучениями радиопередающих устройств и индустри альными помехами. Первые из них связаны с выполнением радиопе редающими устройствами своих основных функций — создание в за данной части окружающего пространства электромагнитных полей
с требуемыми интенсивностью, частотной и временной структурой.
Индустриальные помехи создаются различными техническими сред ствами, основное функциональное назначение которых не предпола
гает создания электромагнитных полей вне их внутренних объемов.
2.2. Излучения радиопередающих устройств
Функциональное назначение радиопередающих устройств со стоит в генерации и излучении электромагнитных волн, несущих определенную информацию, с целью последующего ее извлечения
Ю.Е Седельников 2 |
29 |
в заданной области пространства. Требуемая интенсивность излучае мых волн определяется уровнем напряженности его в точке приема, достаточного для извлечения передаваемой информации.
Количество и качество передаваемой информации зависят от способа организации передачи информации при помощи электро магнитных волн, т.е. способа и параметров модуляции и полосы
частот, соответствующих передаваемому сообщению Для каждо
го конкретного вида модуляции существует минимальное значе ние ширины полосы частот передаваемого сообщения - Вн. Эта
величина называется шириной необходимой полосы частот и опре
деляется как минимальное значение полосы частот, обеспечиваю щее радиопередачу данного класса сообщений (сигналов) с требу емыми скоростью и качеством Излучения в пределах необходи
мой полосы частот называют основными (ОИ), во вне необходи мой полосы - нежечатепъными (НИ). Нежелательные излучения в
той или иной мере присущи любым реальным радиопередающим устройствам и могут быть ослаблены без ущерба для качества пе
редаваемой информации Нежелательные излучения делятся на побочные, внеполосные и шумовые (рис. 2.4)
Рис 2 4 Основные и нежелательные излучения радиопередатчика
2.2.1.Побочные излучения
Кпобочным излучениям (ПИ) относят нежелательные радио
излучения, возникающие в результате любых нелинейных процес сов в радиопередающем устройстве, за исключением процесса мо
30