2.3. Количественное описание неосновных излучений

Для точного количественного описания нежелательных радиоирзлуче­ний требуется детальный анализ явлений, вызывающих конкретный вид из­лучений, что связано с исследованием прохождения сложного негармони­ческого колебания через цепи с нелинейными характеристика­ми. Эта задача чрезвычайно сложна, и ее решение в общем случае неиз­вестно.

В практике ЭМС используются приближенные описания побочного и внеполосного излучений – модели нежелательных излучений. В основу их положена аппроксимация реального энергетического спектра колебаний простыми зависимостями. Наиболее удобна кусочно-линейная аппроксимация

В соответствии с ней частотное распределение мощности вблизи ос­новной частоты, зависящее от параметров модуляции, выраженное через ослабление мощности внеполосных излучений в децибелах относительно максимального значения в необходимой полосе частот Вн, принятого за 0, представляется в виде

M (∆f)=M(∆fi)+Milg(∆f/∆fi), ∆f[∆fi,∆fi+1], (2.3)

где M(Δfi)-снижение мощности внеполосных излучений не краю полосы Δfi в децибеллах, относительно 0 дБ (в НТД M(Δfi) часто представляют в виде значения Хi на краю полосы Вxi); Mi – наклон огибающей спектра в пределах (fi+1)-й полосы (∆fi+1), характеризует скорость убывания спектральных составляющих в зависимости от расстройки, определяемую как

причем должно обеспечиваться условие M(∆fi+1)>M(∆fi).Число интервалов ∆f зависит от требуемой точности аппроксимации исследуемого излучения. Значения ∆f, Mi, M(∆fi) берутся из НТД, ре­зультатов измерений или, если такие сведения отсутствуют, синтезируются на основе усредненных данных для определенного класса излучений. Уровень внеполосных излучений радиопередающих устройств, в кото­рых используется модуляция несущей частоты импульсами с плоской верши­ной, можно оценить, например, следующим образом.Вначале находят значения величин M(∆fi) в децибелах из соотношений

M(∆fi1)=0 при ∆f1=1/πτmin,

M(∆fi2)=20lg(τф/τmin) при ∆f2=1/πτф,

M(∆fi3)=20lg(η²/τminτф) при ∆f3=1/πη,

где tmin- минимальная длительность импульса;

τф – длительность фронта импульса;

η - параметр скругления фронта импульса;

η=0.02τmin;

за 0 принимается максимальное значение мощности сигнала в полосе Вн.

Для этого класса излучения, начиная с ∆f3=1/πη, скорость спада ограничительной линии спектра составляет 60 дБ на дека­ду и поэтому можно ограничится только вычислением М(∆f3).

Затем определяют значения Мi:

M1= M(∆f2)-M(∆f1) , M2= M(∆f3)-M(∆f2) , ... lg∆f2-lg∆f1, lg∆f3-lg∆f2

и рассчитывают M(∆f) по формуле (2.3).

Для других классов излучений ∆f1, ∆f2, ∆f3, ..., M(∆f1), M(∆f2), M(∆f3) ,..., M1(∆f), M2(∆f), M3(∆f)... определяют аналогично, ис­пользуя соответствующие выражения для оценки координат характерных то­чек ограничительных линий внеполосных излучений, обычно приводимых в НТД.

Для количественного описания излучений на гармониках можно вос­пользоваться выражением

Рип(m fо)=Pип(fо)+Algm+B, (2.4)

а интермодуляционных и других паразитных излучений:

Рип(fп)=Pип(fо)+A'lg(fп/fо)+B', (2.5)

где Pип(fо) – уровень основного излучения; дБВт;

m – номер гармони­ки;

fп – частота побочного излучения;

A,B,A',B'- коэффициенты аппрокси­мации, получаемые по результатам обработки информации о параметрах пе­редатчиков аналогичного типа.

Ориентировочные значения коэффициентов А и B приведены в таблице

Диапазон частот передатчиков,МГц	А,дБ/декада	В, дБ	σ,дБ
<30	- 70	-20	10
30-300	- 80	- 30	15
>300	- 60	- 40	20
Усредненные данные	-70	-30	20

Совокупность описаний вида (1)-(3) с определенными коэффициентами A,B,A',B' представляет собой детерминированную модель нежелательных излучений радиопередающего устройства.

Иногда достоверность описания нежелательных излучений с помощью рассмотренной модели оказывается недостаточной. Это связано с наличием разбросов параметров ЭМС от образца к образцу и недостаточностью имею­щейся информации о свойствах конкретного устройства.

В этом случае исходные данные для количественных описаний оцени­ваются путем анализа и статистической обработки информации о парамет­рах конкретной партии устройств.

Для статистического описания излучений радиопередающего устройс­тва находят частотные зависимости среднего значения мощности Рип(fо), Рип(fп), Рип(mfо) и среднеквадратические отклонения (СКО) σ, причем также с использованием кусочно-линейной аппроксимации. Средние значения определяют соотношениями (1)-(3), а СКО выбирают равными не­которому постоянному значению в пределах известного интервала частот.

В таблице в качестве иллюстрации приведены значения А, B и σ, характеризующие излучения на гармониках. Модель излучения передатчика на гармониках приведена на рис. 2.3

Рис. 2.3 Математическая модель представления излучений передатчика на гармониках

Рассмотрим пример. Радиопередающее устройство, мощность которого равна 100 Вт (50 дБм), характеризуется значениями параметров: А= -60 дБ/декада, В= -20 дБ при m =1 и σип =10 дБ. Среднюю мощность, излучаемую передатчиком на любой гармонике, можно найти из соотношения (2.4):

Рип(mfо) = + 30 - 60lgm – 20 = 10 - 60lgm дБВт.

Например, для 2, 5 и 10 гармоник, соответственно:

Рип(2fо) =10 - 60lg2 = -8 дБВт,

Рип(5fо) = 10 - 60lg5 = -32 дБВт, Рип(10fо) = 10 - 60lg10 = -50 дБВт.