Уч пособие ЭМС_2. Е. М. Виноградов
 Скачать 3.78 Mb.
|
7.2.2. Параметры и модели основного и внеполосных излученийОсновное излучение решает задачи функционального назначения РЭС. Однако при этом оно может создавать непреднамеренные помехи другим РЭС. Учитывая, что основное излучение является наиболее мощным из всех излучений радиопередатчика (РПД), его влияние может сказываться на очень больших расстояниях от РПД. Параметрами основного излучения, которые необходимо учитывать при анализе ЭМС, являются центральная частота излучения (рабочая частота передатчика), мощность излучения и его спектральные характеристики: ширина спектра на уровне 3 дБ относительно максимума спектральной плотности мощности, необходимая ширина полосы частот и маска спектральной плотности мощности. Маска спектральной плотности мощности, или просто маска спектра, представляет собой ограничительную линию, устанавливающую верхнюю границу значений спектральной плотности мощности, излучаемой радиопередатчиком. Маска спектра описывает излучения передатчика, как в необходимой полосе частот, так и за ее пределами – в области внеполосных сигнальных излучений. Внеполосные сигнальные излучения, примыкая непосредственно к необходимой полосе частот, лежат за ее пределами и простираются в область соседних каналов. Хотя мощность внеполосных излучений, попадающих в соседние каналы, небольшая по сравнению с мощностью основного излучения, однако при определенных условиях ее может оказаться достаточно, чтобы создать помеху высокочувствительным радиоприемным устройствам, работающим на частотах этих каналов. За границами необходимой полосы располагается также область побочных излучений. Определения внеполосных и побочных излучений не указывают, где на частотной оси проходит между ними граница. Эту задачу решают рекомендации МСЭ [61], [62], которые определяют, что в общем случае граница между областями внеполосных и побочных излучений определяется частотами, которые отстоят от центральной частоты излучения передатчика на 250 % необходимой полосы. Еще одной границей области внеполосных излучений являются частоты, определяющие необходимую полосу излучения. Таким образом, если f0T рабочая частота передатчика, а Bн ширина необходимой полосы частот, то область внеполосных излучений является объединением областей (f0T– 2.5Bн, f0T– 0.5Bн) и (f0T+ 0.5Bн, f0T+ 2.5Bн). В этой области преобладают внеполосные сигнальные излучения. Однако, в ряде случаев граничные значения расстроек, разделяющих области внеполосных и побочных излучений, могут отличаться от 250 % необходимой полосы. Такие ситуации специально оговорены в [63]. В частности, в этой Рекомендации установлены нижнее (BL) и верхнее (BU) пороговые значения ширины необходимой полосы (Вн), между которыми граница областей внеполосных и побочных излучений определяется значением расстроек, составляющих ±2.5Bн. Если Bн < BL, то эта граница составляет 2.5BL, а при Bн > BU границу определяет сумма вида 1.5Bн + BU. ЗначенияBL и BU зависят от диапазона рабочих частот РЭС и представлены в табл. 7.1 [63]. Таблица 7.1 Границы областей внеполосных излучений относительно центральной частоты основного излучения в зависимости от диапазона рабочих частот передатчика и необходимой ширины полосы частот
Эта таблица почти полностью совпадает с нижней границей измерений побочных излучений, представленной в Нормах 18-07 [77]. Исключение составляет только широкополосный случай для f > 10 ГГц, где в Нормах 18-07 для всех передатчиков с рабочей частотой превышающей 10 ГГц граница, разделяющая сигнальные внеполосные излучения и побочные излучения определена значением 1.5Bн+500 МГц. Информацию о маске спектра можно получать разными способами. Наилучшим способом является использование маски спектра, которая представлена в стандарте на соответствующую радиотехнологию. Так, например, в стандарте GSM [64] представлены маски спектров для разных видов модуляции, применяемых в радиотехнологии. Маски охватывают не только область внеполосных излучений, но и область широкополосного шума. Другим способом является использование обобщенных масок для передатчиков различных радиослужб. Некоторые типичные маски спектров сигналов, используемых радиослужбами, представлены в Рекомендации МСЭ SM.1541 [62]. Маска спектра связывает значения спектральной плотности мощности излучаемого сигнала с расстройкой относительно центральной частоты излучения. Для масок, приводимых в Рекомендации МСЭ [62], этот диапазон составляет, либо 250 % необходимой полосы излучения, либо 250 % частотного разделения каналов. Спектральная плотность мощности обычно выражается, либо в децибелах относительно максимального значения спектральной плотности мощности в необходимой полосе излучения, либо в децибелах относительно мощности немодулированной несущей. В случаях, когда несущая отсутствует, например, в некоторых системах цифровой модуляции, в качестве опорного уровня, эквивалентного уровню несущей, используется средняя мощность сигнала. В отечественных стандартах отсутствуют предложения по обозначению указанных уровней спектральной плотности мощности. Поэтому в дальнейшем используются обозначения, предлагаемые в рекомендациях МСЭ. В частности, децибелы относительно мощности немодулированной несущей или средней мощности сигнала обозначаются dBc, а относительно максимального значения спектральной плотности мощности обозначаются dBsd. Для спектральной плотности мощности указывается эталонная ширина полосы, которой соответствует отображаемая мощность (или значение мощности относительно принятого опорного уровня). Для импульсных сигналов, применяемых, например, в радиолокации, при описании маски спектра используется выраженное в децибелах отношение максимальной пиковой мощности в необходимой полосе излучения и пиковой мощности в области внеполосного излучения (обозначается dBpp), полученное в одной и той же эталонной полосе измерения. Маска спектра не включает дискретные спектральные составляющие, которые в некоторых случаях могут присутствовать в области внеполосных излучений. В  качестве примеров на рис. 7.2 и 7.3 представлены маски спектров из Рекомендации МСЭ [62]. На рис. 7.2 изображена маска спектра для передатчика ОВЧ ЧМ звукового вещания с сеткой частот, в которой ширина канала составляет 200 кГц. Точки излома спектральной маски для рассматриваемого сигнала ОВЧ ЧМ-вещания приведены в табл. 7.2. Таблица 7.2 Точки излома спектральной маски для рис. 7.2
В данном случае область внеполосных излучений простирается от расстроек ±100 кГц (±0.5×200 кГц) до ±500 кГц (2.5×200 кГц). Относительный уровень спектральной плотности мощности, отображаемый маской, соответствует полосе частот 1 кГц. В качестве опорного уровня принят уровень средней мощности в полосе канала 200 кГц, что означает, что мощность в полосе канала, приходящаяся на полосу 1 кГц, составляет 10 lg (1 кГц/200 кГц) = –23 дБ относительно средней мощности, излучаемой передатчиком в этом канале. Н  а рис.7.3 изображены обобщенные спектральные маски излучений для цифровых фиксированных служб, работающих на частотах выше 30 МГц. В табл. 7.3 представлены точки излома рассматриваемых масок. Таблица 7.3 Точки излома масок спектров, представленных на рис. 7.3
Маски спектра описывают значения ослабления спектральной плотности мощности внеполосных излучений относительно максимального значения спектральной плотности мощности в занимаемой полосе частот, принятого в качестве опорного. Хотя спектральная маска не рассматривает дискретных спектральных линий в области внеполосных излучений, на средний уровень мощности этих линий в Рекомендациях МСЭ [61], [62] установлены ограничения, снижающие общий уровень помех в полосах соседних каналов. Маски спектров, рассмотренные выше, используют кусочно-линейное представление ограничительной линии спектра. Наряду с ним существуют математические модели, использующие кусочно-логарифмический вид представления маски в форме [16] M(f) = M(fi) + Milg (f / fi), (7.1) где M(f) – значение спектральной плотности мощности относительно максимума при расстройке fотносительно центральной частоты спектра, дБ, а fi f fi+1, и i – номер участка, на котором описывается маска спектра; fi – расстройка, соответствующая границе i-го участка маски; Mi – скорость изменения спектральной маски на i-ом участке, дБ/дек. П  ри логарифмическом масштабе по оси абсцисс (ось f), маска, описываемая выражением (7.1), будет иметь вид, представленный на рис. 7.4. Внешне она похожа на маски, представленные на рис. 7.2 и 7.3. Однако при построении последних по оси частот использовалась линейная шкала, в то время как на рис. 7.4 шкала логарифмическая. При построении маски согласно выражению (7.1) достаточно построить ее для значений f> 0. Для отрицательных расстроек (f< 0) маска спектра может быть получена зеркальным отображением маски при положительных расстройках (на рис. 7.4 обозначена пунктиром). Параметры математической модели вида (7.1) для некоторых видов сигналов приведены в табл. 7.4 [16]. Значения параметров модели, представляемой выражением (7.1), получают, либо на основании экспериментальных исследований спектров радиосигналов, либо посредством теоретического анализа спектров функций, которые описывают сигналы во временной области. При теоретических разработках спектральных масок могут использоваться некоторые свойства преобразования Фурье. В частности, так получены параметры маски спектра симметричного трапецеидального импульса, представленные в табл. 7.4. Таблица 7.4 Параметры модели (7.1)
Примечание. BT – ширина спектра на уровне минус 3 дБ; длительность импульса; длительность фронтов импульса. Рассмотрим этот пример подробнее. Преобразование Фурье S(ω) сигнала s(t) можно записать в виде S(ω) =  exp (–jωt)dt.Для построения маски спектра может быть использовано следующее свойство преобразования Фурье:  , (7.2)где s(n)(t) – n-я производная сигнала s(t). Вводя расстройку Δf относительно центральной частоты спектра, выражение (7.2) можно переписать следующим образом:  . (7.3) Маска спектра соответствует знаку равенства в выражении (7.3). Номер производной n определяет участок, на котором рассматривается спектральная маска, а точки пересечения кривых (7.3), принадлежащих соседним участкам, соответствуют границам участков.Для симметричного трапецеидального импульса с амплитудой А математическое выражение сигнала во временной области имеет вид:  Г  рафические изображения сигнала s(t) и его производных  и  представлены на рис. 7.5, а – в. Дифференцирование выполняется до получения -функций. Каждой производной соответствует свой участок ограничительной линии, формирующей маску спектра. Для рассматриваемого сигнала таких участков будет три, которые условно можно рассматривать как области низких, средних и высоких частот. Вспоминая, что геометрический смысл определенного интеграла – площадь под подынтегральной функцией в границах, задаваемых нижним и верхним пределами интеграла, легко получить для каждой из рассматриваемых областей, следующие соотношения:
S0(f)  =A(+); (7.4)
S1(f)  = ;(7.5)
S2(f)  . (7.6)Границу, разделяющую области НЧ и СЧ, найдем из условия S0(f1) = S1(f1), откуда |f1| = 1/π(τ + Δτ). Границу, разделяющую области СЧ и ВЧ, определяет условие S1(f2) = S2(f2) и |f2| = 1/(πΔτ) Как следует из (7.4), в области НЧ спектральная плотность напряжения рассматриваемого сигнала постоянна. Нормируя функцию спектральной плотности относительно S0(f), для положительных значений f можно записать:  (7.7)Нормированная функция S(Δf) представлена на рис. 7.6. Значения S(Δf) для Δf < 0 получены зеркальным отображением функции для Δf > 0. Переходя к логарифмической форме записи и выражая S(Δf) в децибелах в виде M(Δf) = 20 lg (S(Δf)), получим: M(f)  (7.8)Сравнивая (7.8) с (7.1), получим параметры маски для симметричного трапецеидального импульса, приведенные в табл. 7.4. Форма маски (по оси f используется логарифмическая шкала) представлена на рис. 7.7. Формула (7.1), а также полученные из нее для трапецеидального импульса соотношения (7.4) – (7.6), показывают, что ограничительная линия спектра формируется из гипербол высоких порядков вида аn/| Δf|n, где аn – некоторая постоянная, характерная для n-го участка спектра. Это свойство ограничительной линии может быть использовано для описания спектральной плотности мощности мешающего сигнала, если известна ширина его спектра на нескольких уровнях. В этом случае для спектральной плотности мощности ограничительная линия может быть составлена из гипербол высоких порядков, проходящих через известные точки [65]. Т  аким образом, имеется значительный набор средств для описания основного и внеполосных излучений передатчика. В зависимости от информации, которая имеется о сигнале, может быть выбран тот или иной вид описания. На практике обычно предпочтение отдают маскам спектра, которые предлагают стандарты на радиотехнологии и Рекомендации МСЭ. Поскольку на сегодняшний день маски, приводимые в стандартах и Рекомендациях МСЭ, не охватывают всех используемых радиосигналов (даже с учетом обобщенных масок), то для представления спектров используются и другие описания, рассмотренные выше.
В этом разделе рассмотрим способы описания побочных излучений радиопередатчиков на гармониках, субгармониках и комбинационные излучения. Интермодуляционные излучения рассматриваются при изучении нелинейных эффектов в приемо-передающей аппаратуре (гл. 9). Так же как и для основного излучения, основными параметрами, характеризующими побочные излучения, являются частота, мощность, а также спектральные характеристики излучений. Как уже отмечалось ранее, излучения на гармониках являются наиболее мощными излучениями после основного излучения передатчика. Излучения на субгармониках и комбинационные излучения имеют значительно меньшие уровни и характерны для передатчиков, несущая частота которых формируется путем определенных преобразований частоты задающего генератора передатчика. Уровни излучений на гармониках, субгармониках и комбинационных излучений зависят от многих факторов, которые трудно учесть в полной мере при аналитических расчетах. Информацию о параметрах этих излучений можно получить на основе: измерений на реальных передатчиках; математических моделей, полученных по результатам измерений или теоретических исследований; норм на уровни побочных излучений. Часто при вводе в эксплуатацию новых передатчиков информация об уровнях излучений передатчиков на гармониках и уровнях других побочных излучений, полученная по результатам измерений, бывает известна. Однако при анализе ЭМС совокупности РЭС результаты измерений побочных излучений передатчиков, входящих в исследуемую совокупность, чаще всего не известны. В этом случае основными источниками информации об уровнях побочных излучений служат эмпирические математические модели, либо используются нормы на уровни побочных излучений. Математическое моделирование является удобным средством исследования ЭМС РЭС в условиях недостаточной априорной информации, при частотном планировании, в задачах размещения радиосредств на объектах и т. п. Для аналитического описания среднего уровня излучений на гармониках, субгармониках и комбинационных излучений используется эмпирическая математическая модель вида PT(f) = PT(f0T) + Alg (f/f0T) + B, (7.9) где PT(f) – средняя мощность побочного излучения передатчика на частоте f, выраженная в децибелах относительно ватта, дБВт, или милливатта, дБм; PT(f0T) – средняя мощность основного излучения передатчика на его рабочей частоте f0T, выраженная в тех же единицах, что и PT(f); A – коэффициент, описывающий скорость спада мощности побочных излучений по мере отстройки от основной частоты, дБ/дек; B – постоянное ослабление побочного излучения по отношению к основному, дБ. Постоянные A и B, входящие в (7.9), определяют, обрабатывая результаты измерений мощности соответствующих побочных излучений. Поскольку на множестве радиопередающих устройств мощность побочных излучений является величиной случайной, то ее характеризуют не только средним значением, определяемым выражением (7.9), но и среднеквадратическим отклонением (СКО) σT. В общем случае коэффициенты А и В зависят от частоты и вида побочного излучения. Однако, если рассматривать передатчики одного диапазона частот, то значения А и В для конкретного вида побочного излучения изменяются мало, и их можно принять постоянными. Для передатчиков аналоговых сигналов, работающих в диапазонах ВЧ, ОВЧ и УВЧ, в табл. 7.5 представлены значения коэффициентов А и В, полученные по результатам измерений на ограниченном множестве передатчиков [16]. Коэффициенты, представленные в столбцах, характеризующихся условием f > f0T, относятся к модели, описывающей средние уровни излучений на гармониках (f= nf0T). Коэффициенты, представленные в столбцах, характеризующихся условием f < f0T, относятся к модели, описывающей средние уровни излучений на субгармониках (f = f0T/n) Таблица 7.5 Параметры модели (7.9)
Заметим, что излучения на субгармониках во всех рассматриваемых диапазонах частот описываются моделью с одними и теми же коэффициентами, что можно объяснить, скорее всего, недостаточным объемом данных о результатах измерений по каждому из рассматриваемых диапазонов частот. В то же время для излучений на гармониках коэффициенты модели изменяются при переходе от одного частотного диапазона к другому. В каждом из частотных диапазонов, представленных в табл. 7.5, при определении коэффициентов A и B учитывалась только принадлежность передатчика к соответствующему диапазону частот, без акцента на функциональное назначение передатчика. Следствием этого является достаточно большое среднеквадратическое отклонение (СКО) уровней, определяемых выражением (7.9). Например, по результатам измерений излучений на гармониках (f> f0T), которые были выполнены только для передатчиков сухопутной подвижной службы (f > 30 МГц) были получены [65] следующие значения коэффициентов модели (7.9): A = –21.6 дБ/дек, B = –68 дБ и T =10.6 дБ. В этом примере значение СКО еще относительно велико, хотя ниже, чем приведенное в табл. 7.5 для диапазонов ОВЧ и УВЧ. Если ввести дополнительные ограничения на виды рассматриваемых передатчиков, то можно ожидать более точных математических моделей, описывающих побочные излучения этих передатчиков. Уровень мощности комбинационных излучений зависит от ряда факторов, одним из которых является качество фильтрации в каскадах формирования и усиления несущей частоты. Обычно фильтры обеспечивают достаточно высокое подавление побочных колебаний этого вида, в результате чего уровень мощности комбинационных излучений невысокий. Для передатчиков диапазона ВЧ при частотной отстройке на 10 % и более уровень комбинационных излучений может быть подавлен на 80 дБ относительно уровня несущей, а в диапазоне ОВЧ в радиостанциях с частотной модуляцией это отношение достигает значения 130 дБ [66]. Широких экспериментальных исследований для определения значений коэффициентов A и B и преставления мощности комбинационных излучений в виде (7.9) не проводилось. Для передатчиков диапазона ВЧ при частотных отстройках, лежащих в пределах от 1 до 10% относительно центральной частоты передатчика можно положить A = –160 дБ/дек, B = –39 дБ [67]. При отсутствии данных об уровнях побочных излучений передатчика могут быть использованы национальные нормы на допустимые значения этих уровней или ограничения на уровни побочных излучений, предлагаемые в Рекомендациях МСЭ. Использование норм и ограничений соответствует ситуации наихудшего случая, поскольку предполагает, что уровни побочных излучений имеют максимально допустимые значения и не зависят от отстройки от центральной частоты основного излучения. Нормы устанавливают ограничения на мощность побочных излучений в пределах контрольной ширины полосы частот, которая используется при измерениях побочных излучений и имеет следующие значения:
Как специальный случай контрольная полоса в области побочных излучений всех космических служб составляет 4 кГц. В табл. 7.6 представлены абсолютные уровни побочных излучений, предложенные в Рек. МСЭ-Р SM.329-10 [61]. Отметим, что требования к максимальным уровням побочных излучений, сформулированные в Нормах 18-07 [77], почти полностью совпадают с предложениями Рек. МСЭ-Р SM.329-10. Таблица 7.6 Предельные значения мощности побочных излучений в контрольной полосе
Примечание. P – средняя мощность в антенно-фидерном тракте, Вт; Pпик – пиковая мощность огибающей в антенно-фидерном тракте, Вт; ОБП – одна боковая полоса. При оценке мощности побочных излучений следует, если это возможно, производить коррекцию их уровня с учетом реальной ширины полосы, занимаемой побочным излучением. Что касается маски спектра побочных излучений, то в задачах оценки ЭМС РЭС в деталях ее не рассматривают. Для излучений на субгармониках и для комбинационных излучений оценивают только уровень мощности, полагая, что спектр является δ-функцией. Для амплитудно- и частотно-модулированных сигналов ввиду малых уровней излучений на гармониках форму их спектра можно принять прямоугольной с постоянной спектральной плотностью мощности. При этом ширина спектра на уровне минус 3 дБ для сигналов с амплитудной модуляцией (однополосной или с двумя боковыми полосами) оценивается соотношением B3n = (1 + ξ n)B3, где n – номер гармоники;B3n – ширина спектра n-й гармоники на уровне 3 дБ; B3 – ширина спектра основного излучения на уровне 3 дБ. Значение коэффициента ξ лежит в интервале 0,26…0,3. Для сигналов с частотной модуляцией это соотношение имеет вид B3n = nB3 Для сигналов с фазовой манипуляцией на четных гармониках спектр становится более узким. На нечетных гармониках ширина спектра не больше, чем на основной частоте. Оценка ширины спектра на гармониках усложняется, и для этого типа сигналов часто также ограничиваются оценкой только мощности гармоник.
Шумовые излучения передатчиков находятся за пределами необходимой полосы частот передатчика и непосредственно примыкают к ней. Уровень мощности шумовых излучений значительно меньше уровня мощности основного излучения. Однако, при относительно малом пространственном разнесении антенн радиопередатчиков и радиоприемных устройств шумовые излучения, попадая в полосу основного канала приема, могут снизить чувствительность приемника и качество приема полезного сигнала. С шумовыми излучениями необходимо считаться, в первую очередь, когда приемные и передающие устройства размещаются на одном объекте. Полоса частот, в пределах которой широкополосный шум передатчика может повлиять на качество приема полезного сигнала, достаточно широкая. В диапазоне ВЧ интервал частотных расстроек, в пределах которого широкополосный шум представляет практический интерес с точки зрения ЭМС, составляет 3…20 % от частоты, на которой работает передатчик. В диапазонах ОВЧ и УВЧ влияние широкополосного шума рассматривают до расстроек, составляющих 6…10 МГц относительно центральной частоты передатчика. Шумовые излучения характеризуют либо ослаблением, либо значением спектральной плотности мощности шума относительно мощности несущей (при ее отсутствии относительно средней мощности излучения) в зависимости от величины отстройки от рабочей частоты передатчика. Значения ослабления выражают в децибелах [дБ]. При этом спектральная плотность мощности шумовых излучений может рассматриваться как в полосе 1 Гц, так и в другой полосе B, отличной от 1 Гц. В зависимости от этого значения спектральной плотности указывают либо в dBc/Гц (при полосе 1 Гц), либо в dBc/B ( при полосе B 1 Гц). Числовые значения ослабления спектральной плотности мощности шума и значения спектральной плотности мощности шума относительно несущей при одинаковых полосах измерений и отстройках совпадают по модулю, но различаются знаком. Ослабление спектральной плотности мощности шума относительно мощности несущей описывают со знаком «плюс», а уровень спектральной плотности мощности шума относительно мощности несущей – со знаком «минус». Для описания шумовых излучений используют эмпирические математические модели или информацию о шумовых излучениях, содержащуюся в описаниях передатчиков (если такая информация есть) и стандартах на некоторые радиотехнологии. Модели, как и описания шумовых излучений в технической документации, рассматривают шум в одной боковой полосе при положительных отстройках от центральной частоты излучения (f > 0) и за пределами необходимой полосы излучения или канала, используемого передатчиком. Вид эмпирической модели определяется видом функции, используемой для описания экспериментальных данных. Обычно модель описывает среднее значение данных эксперимента, хотя могут быть описаны и другие уровни распределений экспериментальных данных. Для представления ослабления спектральной плотности мощности шума передатчика, работающего в диапазоне ВЧ, может быть использована модель вида AN(Δf) = AN0 α/æ2 , где AN(Δf) – ослабление спектральной плотности мощности шума передатчика, измеренной в полосе 1Гц относительно мощности несущей при отстройке Δf относительно центральной частоты основного излучения передатчика, дБ; AN0 – ослабление спектральной плотности мощности шума передатчика при максимальной частотной отстройке, для которой выполнялись измерения, дБ; æ – относительная частотная отстройка (æ = Δf/f0T, где f0T – центральная частота основного излучения передатчика), æ > (2…3) % f0T; α – постоянный коэффициент, который определяют по результатам измерений спектральной плотности мощности шума при нескольких отстройках Δf. Например, для судовых передатчиков связи диапазона ВЧ можно взять AN0 = 160 дБ, α = 0,04. Другая форма представления для ослабления спектральной плотности мощности шума использует логарифмическую зависимость вида AN(Δf) = AN0 + ANlg (2Δf/Bкан). Здесь AN0 ослабление спектральной плотности мощности шумовых излучений передатчика при минимальной частотной отстройке Δf = Bкан/2, дБ; AN – скорость убывания спектральной плотности мощности шумовых излучений, дБ/дек; Bкан – ширина используемого радиочастотного канала, Δf > Bкан/2. Минимальное значение AN0 составляет 60…80 дБ, а значения AN изменяются от 10 дБ/дек для широкополосных передатчиков до 50…60 дБ/дек для узкополосных передатчиков. Если AN0 и AN неизвестны, для ориентировочных предварительных расчетов можно взять: для передатчиков диапазона ВЧ AN0 = 80 дБ, AN = 23 дБ/дек; для передатчиков диапазона ОВЧ AN0 = 70 дБ, AN = 33 дБ/дек. При решении задач присвоения частот подвижным средствам в системе управления использованием радиочастотного спектра при Федеральной комиссии связи (США) использовалась эмпирическая модель для представления ослабления спектральной плотности мощности шумовых излучений в одной боковой полосе в виде [31] AN(Δf) = AN0 + ANlg (Δf), (7.10) где отстройка Δf выражена в мегагерцах, а постоянные AN0 в децибелах, и AN в децибелах на декаду. Значения AN0 и AN, полученные по результатам натурных измерений, представлены в табл. 7.7 для диапазонов частот, в которых проводились измерения. При использовании коэффициентов, представленных в табл. 7.7, уравнение (7.10) дает значения ослабления, которые на одно стандартное отклонение ниже среднего ослабления для каждого диапазона, и, следовательно, уровни шумовых излучений, полученные таким образом, будут выше среднего значения на одно стандартное отклонение. Таблица 7.7 Параметры эмпирической модели, представленной выражением (7.10)
Примечания: 1. Значения, помеченные *, справедливы до Δf ≤ 0.5 МГц; 2. Значения, помеченные **, справедливы, начиная с Δf > 0.5 МГц. И  нформация о шумовых излучениях в стандартах на современные средства связи обычно представлена в виде спектральной плотности мощности шума LN(Δf), измеренной в некоторой полосе Bизм, относительно уровня передаваемой мощности, dBc/Bизм. В табл. 7.8 и на рис.7.8 приведены и показаны значения максимальной мощности шумовых излучений передатчиков мощностью от 15 до 40 Вт в полосе 18 кГц для транкинговой системы TETRA, работающей на частотах выше 700 МГц [68]. В табл. 7.9 и на рис. 7.9 представлена информация о шумовых излучениях одного из вариантов системы GSM [64]. Из рис. 7.8, 7.9 видно, что ограничительная линия спектральной плотности мощности является ступенчатой функцией при ограничениях, заданных на интервалах расстроек. Если ограничения определены для фиксированных значений Δf, то для Δf, лежащих между ними, ограничения определяются посредством линейной интерполяции между заданными значениями. Рассмотренные способы описания шумовых излучений позволяют оценить мощность шума, которую передатчик излучает в заданной полосе B. Если выбрана модель, описывающая ослабление спектральной плотности мощности шума AN(Δf) и известна мощность PT [дБм], излучаемая передатчиком, то можно оценить максимальный уровень шума, который этот передатчик может излучать в полосе B, центр которой отстроен от центральной частоты передатчика на Δf. Так, мощность шума [дБм], излучаемая передатчиком в полосе 1 Гц при отстройке Δf, составит pN(Δf) = PT AN(Δf). Перейдя от децибел относительно милливатта к милливаттам, найдем PN(Δf) =  (7.11)и, проинтегрировав полученное выражение в интервале (Δf B/2, Δf + B/2), получим требуемую мощность в милливаттах. Если используется информация из стандарта на средство связи в форме относительной мощности шумовых излученийLN(Δf) в полосе Bизм, то для сформулированной задачи pN(Δf) = PT + LN(Δf) 10 lg (Bизм), а последующая процедура расчета повторяет операции, рассмотренные выше с моделью AN(Δf), начиная с выражения (7.11). Расчет значительно упрощается, если на интервале (Δf B/2, Δf + B/2) LN(Δf) = const. В этом случае PN(Δf) = PT + LN(Δf) + 10 lg (B/Bизм), [дБм]. В заключение отметим, что теоретические исследования и практические измерения показывают, что шумовые излучения передатчиков во многих случаях представляют более опасную помеху, чем блокирование приемника. Поскольку шумовая помеха обычно является помехой по основному каналу приема, то нет эффективных методов борьбы с ней. Любое снижение шума может быть достигнуто только путем селективной фильтрации в мешающем передатчике. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||