Анализ помех при моделировании задач радиоприема

 

Атмосферные помехи обусловлены электрическими процессами в атмосфере и, прежде всего грозовыми разрядами.

Индустриальные помехи обусловлены работой электрических устройств и агрегатов. Источники индустриальных помех – контактные выключатели, скользящие контакты электрических машин и т. д. В силу импульсивного характера спектральная плотность индустриальных помех уменьшается с ростом частоты и практически в дм диапазоне уровень этих помех становится меньше уровня собственных импульсов РПрУ.

Зависимость напряженности поля индустриальных помех для современного города при неправильных антеннах приемника

                Е_п

        Мкв/М

            100

              10

              1

          1.10^-1

          1.10^-2

          1.10^-3

 

                    0,01      01      1       10                       f,МГц

Собственные шумы приемника обусловлены хаотическим движением носителей заряда в элементах самого РпрУ. Основными источниками этих шумов являются активные элементы, резисторы и другие элементы схемы. Этот вид помех особенно сказывается при длинах волн, менее 1 м.

Пассивные помехи обусловлены искажением сигнала из-за случайных изменений состояния канала связи. Такие помехи вызывают случайную модуляцию сигнала по амплитуде и фазе и проявляются только при прохождении сигнала по каналу. Один из них распространенных видов таких помех в радиоканалах замирания сигнала, которые чаще всего являются следствием многолучевого распространения радиоволн.

Для космических помех

Помехи от посторонних радиостанций обусловлены:

а) нарушением регламента распределения рабочих частот;

б)недостаточной стабильностью частот передатчиков;

в) плохой фильтрацией гармоник сигнала в передатчиках;

г) нелинейными процессами в каналах, ведущими к перекрестным помехам.

В диапазоне декаметровых волн (3¸30мГц) помехи от посторонних радиостанций являются основными источниками помех, определяющими качество связи. нередки случаи, когда в полосе пропускания приемника существуют одновременно сигналы от десяти и более станций.

Космические помехи вызваны радиоизлучением Солнца и других небесных тел.

Мощность грозовых разрядов значительна. Грозовой разряд имеет импульсивный характер с длительностью импульсов до нескольких десятков миллисекунд.

Вследствие значительной мощности и большой протяженности, грозовые разряды могут создавать помехи, значительно превышающие уровень полезного сигнала. Центрами наибольшей грозовой активности являются экваториальные области земли. В среднем за секунду на земле происходит около 100 грозовых разрядов.

Зависимость напряженности поля атмосферных помех, пересчитанных к полосе  частот 1 кГц. от частоты имеет вид

Таким образом, в метровом диапазоне волн атмосферные помехи мало влияют.

 

Общая модель принимаемых сигналов

U_{с.п. =  +} U_{п. ,}где

k – мульт. пом.

U – изл. перед. сигн.

U_{п. –} аддитивн. пом.

,где

– инф. пар. сигн.

– инф. пар. шума

При моделировании задач радиоприема наиболее полной является модель аддитивной смеси сигнала, помехи и шума

Выводы

по разделу 2

1.  На пр-е устройства в общем случ. могут воздействовать аддитивные и мультипликативные помехи.

2.  Внутренние шумы возникают в пассивных элементах и в активных приборах, работа которых связана с наличием управляемых потоков носителей заряда.

3.  Предел чувствительности приемника ограничивается его внутренними шумами.

4.  Шумовые свойства усилит. каскада и линейного тракта приемника можно оценить с помощью либо коэффициент шума, либо шумов  темп.

5.  Результировать коэффициент шума многокаскадного устройства в основном определяется коэффициентом шума и коэффициентом усиления мощности его первых каскадов. Для снижения результата коэффициента шума надо стремится обеспечить в первом каскаде меньшее значение N₁и большее К_р1.

1.3.1. Избирательность

Функция избирательности заключается в выделении полезного сигнала  (или заключенной в нем информации) из помех, воздействующих на радиоприемное устройство).

Основными источниками помех являются:

1.  Работающие радиопередающие системы.

2.  Действующие технические и бытовые объекты (промышленные помехи.

3.  Электрические разряды в атмосфере и космические источники излучения.

4.  Хаотическая флуктуация носителей зарядов в элементах самого приемника собственные или как их еще называют внутренние шумы.

Для оценки чувствительности приемника с учетом влияния собственных шумов введено понятие реальной чувствительности.

Реальной чувствительностью называют чувствительность приемника, измеренная при заданном отношении сигнал/шум на выходе приемника

_{р вых.}Обычно это отношение находится в пределах 3¸10 (3 – для приемников связи; 10 – для приемников звукового вещания).

Одинаковые приемники при работе на разные оконечные приборы покажут различную реальную чувствительность.

Для исключения влияние детектора и оконечного прибора введено понятие пороговой чувствительности.

Пороговой чувствительностью называется номинальная (т.е. при согласовании) мощность сигнала в антенне, при которой на выходе линейной части приемника обеспечивается отношение сигнал/шум=1.

В диапазоне дм, см, мм чувствительность оценивают также в единицах мощности сигнала. Это делают потому, что основными помехами в этих диапазонах обычно являются собственные шумы приемника, которые удобно оценивать средней мощностью в силу их флюктационного характера.

У современных приемников

¸вт.

Основные электрические требования:

1.  Диапазон частот (задается нижней и высшей частотами, в пределах которых приемник должен принимать радиосигналы. Количественная оценка частотного диапазона характеризуется коэффициентом перекрытия).

2.  Выходное напряжение (выходная мощность) определяется техническими данными оконечного устройства.

Для связных и радиовещательных приемников выходная мощность колеблется от 0,1 до 10 вт.

3.  Чувствительность (способность приемника принимать слабые сигналы, обеспечивая уверенную работу оконечного устройства).

Количественная оценка чувствительности зависит от типа и назначения приемника.

Для вещательных приемников чувствительность определяют как минимальную эдс  в антенне нормально модулированного сигнала, которая обеспечивает нормальную выходную мощность. За нормальную модуляцию (при АМ) принимают коэффициент модуляции m=0,3 на частоте F_м= 400Гц, за нормальную мощность Р_н=50 Мвт. для приемников с выходной мощностью

Р_вых.>150 мвт.

Для приемников с выходной мощностью 150 мвт. и менее нормальной выходной мощностью считают мощность 5 мвт.

b_н – относительная источность настройки частота гетеродипа;

b_п – относительная источность настройки

С – скорость распр. Р/В

V_{р –} радиальная _{скорость} перемещения

_Мах.                                  (АМ)

          (ЧМ)

 – индекс частичной мод.

621.396                    Итоги науки и техники.Сер. Радиотехника, т.39,М.:ВИНИТИ.1989

Согласно Международному регламенту радиосвязи и ГОСТ – 24375 – 80,мм диапазон волн охватывает радиоприемник длиной 10     1мм

(частоты f=30     300ГГц) и называются диапазон крайне высоких частот.

Клич С.М. Радиоприемные устройства мм диапазона волн.

80-е годы освоения мм волн.