Исследование возникновения внеполосных излучений радиопередатчиков

Исследование    возникновения     внеполосных    излучений   радиопередатчиков

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является изучение природы возникновения внеполосных излучений в радиопередатчиках, а также факторов, влияющих на их величину.

2. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Любое радиоэлектронное средство (РЭС) характеризуется совокупностью параметров, определяющих качество его функционирования в заданных условиях. Эти параметры делят на две группы. К первой относят те, которые отражают основные функции, выполняемые данным средством. Эти параметры принято называть функциональными. Вторую группу составляют параметры, влияющие на электромагнитную совместимость (ЭМС), определяющие способность данного средства функционировать совместно с другим РЭС. Это  - «параметры ЭМС». Обе группы параметров равноправны по своей значимости. Например, функциональные параметры радиопередатчика соответствуют требуемым, и он полностью выполняет свои основные функции по передаче информации с заданным качеством. Однако он может не отвечать требованиям ЭМС из-за нестабильности частоты или нежелательных излучений, создавая помехи другим радиоприёмникам.

Радиоприёмник с требуемыми значениями функциональных параметров способен обеспечить приём сигналов с нужным качеством в отсутствие помех. При воздействии радиопомех вследствие явлений блокирования, интермодуляции и др. качество приёма может не соответствовать требуемому.

Перечисленные параметры являются количественной мерой соответ-ствующих характеристик РЭС, влияющих на ЭМС. Эти характеристики в зависимости от класса устройств (радиопередающее, радиоприёмное, антенное и прочее индустриальное оборудование) объединены в группы и виды. К группам относят характеристики, определяющие ЭМС:

·  радиопередающих устройств – их излучения через антенны; восприимчивость к радиопомехам; излучения, относящиеся к индустриальным помехам;

·  радиоприёмных устройств – частотная избирательность, измеренная односигнальными и многосигнальными методами; восприимчивость; индустриальные радиоизлучения (например, гетеродина);

·  антенных устройств;

·  оборудования различного назначения – излучения, относящиеся к индустриальным радиопомехам.

Характеристиками ЭМС радиопередатчиков (ПРД) являются характеристики их излучений и восприимчивости к помехам различного происхождения. Все  передающие устройства РЭС практически излучают не только в необходимой  полосе, но и за её пределами. Излучения ПРД делятся на основные и нежелательные (неосновные). Средняя частота и полоса частот, в пределах которой данной станции разрешено излучение, называются присвоенными. Спектр мощности излучения ПРД на присвоенной частоте определяется видом модуляции полезного сигнала и содержит два компонента – основное и внеполосное излучения. Спектр основного излучения лежит в пределах необходимой полосы частот П_н. Это интервал частот, минимально необходимый для передачи сообщений с требуемыми скоростью и качеством. Величина П_н определяется видом сообщения и модуляции, скоростью передачи сигналов, длительностью импульсов, крутизной их фронтов, условиями прохождения радиоволн и т.д.

К нежелательным излучениям относят внеполосные, побочные и шумовые излучения. Внеполосные излучения занимают полосу частот, непосредственно прилегающую к П_н, и практически существуют у всех ПРД как следствие модуляции. Поэтому реальная полоса излучаемых частот сигналов всегда больше П_н, что изображено на рис 1. Составляющие спектра побочных излучений лежат вне полосы, занимаемой основным и внеполосным излучениями. Появление их связано с нелинейными процессами в тракте ПРД, кроме процесса модуляции несущего колебания полезным сигналом. Их удаление не сказывается на качестве формируемых радиосигналов, но улучшает ЭМС. Шумовые излучения возникают в результате паразитной модуляции внутренними шумами аппаратуры ВЧ несущего колебания. Кроме того, ПРД могут создавать индустриальные радиопомехи.

Внеполосное излучение. Внеполосное излучение связано с процессом модуляции сигнала. Обусловлено оно:

·  использованием сигналов с большей шириной спектра, чем это необходимо для выполнения станцией своей основной функции;

·  нелинейностью АХ  и ФЧХ тракта;

·  применением модулирующих сигналов излишне большого уровня;

·  ограничением амплитуды,  квантованием и др.

В результате в спектре излучаемых радиосигналов появляются составляющие, лежащие вне полосы П_н. Эти излучения неоправданно расширяют занимаемую полосу частот и могут создавать помехи станциям, работающим на соседних каналах.

Огибающая спектра внеполосных излучений представляет собой убывающую функцию от величины расстройки от присвоенной частоты. Поэтому одной из характеристик ЭМС ПРД является полоса частот П_з на уровне отсчёта –Х дБ. Значение П_з определяется как полоса частот, в пределах которой сосредоточено 99% излучаемой мощности. При П_з=П_н говорят, что излучение совершенное. Большинство ПРД имеет широкополосное несовершенное излучение, когда П_з > П_н.