Характеристики и параметры ЭМС радиоприемников: Методические указания по выполнению лабораторной работы

Электромогнитная  совместимость  РЭС

Лабораторная работа № 3

Характеристики  и  параметры  ЭМС  радиоприемников

Краткие теоретические сведения

Каналы приёма

Радиоприёмное устройство включает в себя собственно радиоприёмник, антенну, фидер и вспомогательные устройства. Его назначение  -  выделение сигналов из радиоизлучений с заданной избирательностью по направлению, полосе частот и времени.

Свойство ПРМ реагировать на НЭМП, воздействующие через антенну или помимо её, называют восприимчивостью. Восприимчивость ПРМ к НЭМП зависит от каналов проникновения, частотной расстройки и интенсивности помех. Основной канал приёма (ОКП) занимает участок частот, лежащий в пределах необходимой полосы пропускания () и предназначенный для прохождения полезного сигнала на выход. Неосновные каналы, по которым помеха может проходить на выход ПРМ, находятся вне ОКП и подразделяются на побочные (ПКП) и внеполосные (ВКП).

Побочный канал – это канал, номинальная частота которого имеет фиксированное значение для конкретного ПРМ и его фиксированной настройки. К ПКП относятся комбинационные каналы, включая зеркальный, канал приёма на ПЧ, на субгармониках и др. Комбинационный канал образуется в смесителе ПРМ в результате нелинейного взаимодействия помехи или её гармоники с колебаниями гетеродина или его гармоникой.

Внеполосный канал приёма – это неосновной канал, номинальная частота которого может принимать разное значение в зависимости от частоты мешающего сигнала при фиксированной частоте настройки ПРМ. К ВКП относятся каналы блокирования, перекрёстные и интермодуляционные.

Характеристики и параметры ЭМС при односигнальном воздействии

При оценке ЭМС ПРМ в случае односигнального воздействия через антенну рассматривается прохождение сигнала по ОКП. Этот механизм приёма обусловлен только недостаточно высокой избирательностью линейных каскадов ПРМ и называется прямым прохождением помех. Частотная избирательность линейных каскадов ПРМ задаётся преселектором, фильтрами УРЧ и УПЧ. Характеристика частотной избирательности всегда неидеальна и отличается от прямоугольной.

Для количественной оценки односигнальной избирательности используют коэффициент ослабления  , где  и – коэффициенты усиления ТРЧ на частоте  и при расстройке от неё на . Для идеальной прямоугольной ХЧИ  дБ в полосе пропускания и  вне её.

Характеристики и параметры ЭМС при многосигнальном воздействии

 Многосигнальная избирательность ПРМ – способность различать полезные и мешающие сигналы, частоты которых лежат вне ОКП, а уровни таковы, что вызывают нелинейные эффекты. Основные характеристики, определяющие ЭМС при многосигнальном воздействии: побочные каналы приёма, блокирование, перекрёстные и интермодуляционные искажения сигналов, вторичная модуляция сигналов.

Побочные каналы приема

В супергетеродинных приёмниках образование побочных каналов приёма связано с процессом преобразования частоты. Частотная избирательность ПРМ определяется в основном каскадами УПЧ. На смеситель ПРМ поступают как полезный сигнал, так и помеховый, уровни которых могут быть соизмеримы.

В смесителе производится нелинейное преобразование колебаний сигнала, гетеродина и помех. В результате образуются колебания гармоник и комбинационных частот вида , где ,, = 0,  ±1,  ±2,...;  , ,  – соответственно частоты сигнала, гетеродина и помехи. Число составляющих тем больше, чем выше степень нелинейности смесителя, а их амплитуда тем больше, чем выше степень нелинейности и меньше порядок преобразования .

В полосу пропускания УПЧ должна попасть одна из частот биений сигнала и гетеродина:  или . Амплитуда колебаний гетеродина обычно значительно выше амплитуды сигнала и помехи, поэтому наиболее существенны помехи вида . Таким образом, частотное условие возникновения побочных каналов приёма в супергетеродинном ПРМ имеет вид

.

Частные случаи:

а)  - прием на ПЧ  ();

б)  -  приём по зеркальному каналу, когда  ;

в) При fп= fг±fпч/2 – прием по полузеркальному каналу (mг=m_n= ±2),

г)  - приём на субгармониках частоты настройки ().

Все остальные частоты, удовлетворяющие этому условию, образуют  комбинационные каналы приёма (ККП). С точки зрения уменьшения числа комбинационных каналов приёма идеальным является смеситель с квадратичной характеристикой. В этом случае существуют преобразованные частоты только 2-го порядка:  и . Частота принимаемого сигнала равна , и возможен приём помехи только  по зеркальному каналу ()и на ПЧ (за счёт прямого прохождения, если не равен нулю первый коэффициент разложения функции передачи). Чем больше характеристика смесителя отличается от квадратичной, тем больше число преобразованных составляющих, тем больше потенциально возможных побочных каналов приёма. Восприимчивость ПРМ по конкретному побочному каналу тем больше, чем меньше частотная отстройка данного канала от частоты сигнала и меньше порядок преобразования.

В супергетеродинных ПРМ возможен ещё один механизм воздействия помех. Если на ПРМ действует достаточно интенсивная модулированная помеха с несущей частотой, близкой к частоте гетеродина, происходит преобразование частотных составляющих спектра сигнала и помехи. В результате принимаемый сигнал оказывается промодулированным частотой модуляции помехи.

Внеполосные каналы приема

При наличии интенсивной помехи суммарный уровень сигнала и помехи выходит за пределы линейного участка АХ усилителя или квадратичного участка характеристики смесителя. Линейность передаточной функции этих устройств нарушается, и сигнал становится зависимым от уровня помехи. Это проявляется в виде эффекта блокирования и перекрёстных искажений.