2.5.Функциональные параметры и параметры эмс рецепторов помех

РЭС, выступая в качестве рецептора НЭМП, может воспринимать поме­хи через антенну, помимо антенны, а также распространяющимся по цепям питания, по цепям заземления.

Параметрами ЭМС для рецепторов НЭМП являются восприимчивость ре­цептора к помехам различного вида, при этом под восприимчивостью ре­цептора к НЭМП понимается свойство рецептора быть подверженным (реаги­ровать) действию помех.

Классификация параметров ЭМС рецепторов помех приведена на рис 1.2.

2.6. Характеристики радиоприемных устройств

2.6.1. Каналы приема

Радиоприемное устройство, состоящее из радиоприемника, антенны, фидера и вспомогательных устройств, предназначено, для выделения сигналов из радиоизлучений с заданной избиратель­ностью по направлению, полосе частот и времени. Пространствен­ная избирательность обеспечивается поляризационными и на­правленными свойствами антенн, частотная, и отчасти временная избирательность — свойствами радиоприемника. Воздействие по­мех, проявляющееся как прием нежелательных радиоизлучений может осуществляться как через антенну, так и помимо нее — через корпус, соединения, цепи питания и т. д.

Идеальный с точки зрения ЭМС радиоприемник должен при­нимать полезные сигналы только в пределах необходимой полосы частот для данного сообщения, причем только через антенный вход. Любой реальный приемник в той или иной мере обладает способностью к приему сигналов за пределами требуемой полосы частот. Свойство приемника реагировать на электромагнитные помехи, воздействующие через антенну или помимо нее, в том- числе через корпус, экран, по цепям питания и управления, характеризу­ется восприимчивостью. Восприимчивость радиоприемника к электромагнитным помехам зависит от путей воздействия, частотной расстройки и интенсивности помех.

Для описания воздействия помех через антенный вход пользу­ются понятием «канал приема».

Основным каналом приема назы­вается полоса частот, находящаяся в полосе пропускания прием­ника и предназначенная для приема полезных сигналов. Она со­ответствует необходимой полосе частот для принимаемого сооб­щения. Любой реальный приемник обладает восприимчивостью вне основного канала, как на частотах, непосредственно примыкающих к необходимой полосе частот, так и в более широкой полосе. Рассмотрим процессы, приводящие к приему помех за пределами необходимой полосы частот.

Прямое прохождение помех. Из-за неидеальной частотной из­бирательности линейных каскадов приемника (преселектора, фильтров в каскадах УРЧ и главным образом каскадов УПЧ) характеристика частотной избирательности всегда отличается от прямоугольной. Показателем прямоугольности данной характерактеристики является коэффициент прямоугольности — отношение поло­сы пропускания приемника, измеренной на уровне X дБ (например, на уровне 60 дБ), к полосе пропускания приемника, измерен­ной на уровне 3 дБ:

Кп=Вх/Вз.

Значительное число радиоприемников имеет высокое значение Кп. Из-за существенного отличия ха­рактеристики частотной избирательности от прямоугольной становится возможным прием помех с частотами, примыкающими к основному каналу приема. Указанный механизм приема, обусловленный только недостаточно высокой избирательностью линейных каскадов радиоприемника, часто называется прямым прохождением помех.

Побочные каналы приема. Побочным каналом приема радиоприемника называется полоса частот, находящаяся за пределами основного канала приема, в которой сигнал проходит на выход приемника. К побочным относятся канал приема на промежуточной частоте, комбинационные каналы приема, зеркальный канал и канал на субгармониках частоты настройки.

В супергетеродинных приемниках образование побочных каналов приема связано с процессом преобразования частоты. Частотная избирательность определяется главным образом каскадами УПЧ, так как избирательность цепей, предшествующих смесителю значительно меньше избирательности УПЧ. (Указанное свойство принципиально и связано с тем, что частотная избирательность не может быть эффективной во входных каскадах без значительного снижения чувствительности приемника). Поэтому на смеситель приемника поступают электромагнитные колебания как полезного сигнала, так и помех, уровень которых соизмерим с амплитудой полезного сигнала или даже значительно больше в полосах частот с относительными расстройками от единиц до десятков ­процентов.

Смеситель производит нелинейное преобразование колебаний гетеродина и помех, в результате образуются колебания гармоник комбинационных частот вида: |m1fс+m2fг+m3fп|, m1,m2,m3=0, ± 1, ± 2,...

где fс, fг, fп - соответственно частоты сигнала, гетеродина и по­мехи.

В результате преобразования частоты сигнала супергетеродинного приемника в полосу про­пускания УПЧ может попасть одна из частот биений сигнала и гетероди­на: fс-fг или fг-fс.

Однако кроме нее в полосе пропускания УПЧ могут оказаться некото­рые другие составляющие преобразования частот сигнала, гетеродина и помехи, что и обуславливает образование побочных каналов приема. Так как уровень колебаний на частоте гетеродина обычно на несколько порядков пре­вышают амплитуду сигнала и помехи, то наиболее восприимчивым приемник оказывается для помех с частотами:

|m2fг+m3fп|; m2, m3 = 0, ± 1, ± 2,...

При этом частотное условие возникновения побочных каналов приема имеет вид

|m2fг+m3fп| принадлежит [fпч-Δfпч/2, fпч+Δfпч/2],

где fпч и Δfпч - среднее значение промежуточной частоты и

ширина полосы частот УПЧ.

Из последнего выражения следуют частные случаи:

1. Образование побочного канала приема на ПЧ (при m2 = 0, m3 = 1): fп=fпч,

2.Образование зеркального канала приема (при m2=1, m3=1): fп=fпч ± fг ("-" при нижней настройке гетеродина). Это наиболее уязвимый канал приема помехи.

3.Образование канала приема на субгармонике fп=fс/m3; (m2=1).

4. Образование комбинационных каналов при других значениях m2 и m3:

Как следует из последнего соотношения количество побочных комбинационных каналов (ПКК) приема достаточно велико.

Число побочных каналов приема и восприимчивость приемника к меша­ющим сигналам в этих каналах тем больше, чем выше степень нелинейности смесителя и меньше величина N=|m2|+|m3|, называемая порядком преобра­зования.

Восприимчивость по наиболее опасному ПКК - зеркальному каналу мо­жет составлять до 20дБ относительно восприимчивости по основному кана­лу приема, то есть восприимчивость приемника при приеме помехи по зеркальному каналу всего на 20дБ (в 100 раз) ниже, чем при приеме по основ­ному каналу. В то же время восприимчивость по другим побочным каналам приема ниже восприимчивости по основному каналу на 50...80 дБ.

Побочные каналы приема присущи также некоторым другим устройствам, в которых имеет место преобразование частоты, на­пример параметрическому усилителю. Здесь, в частности, возможен нежелательный прием на частотах гармоник сигнала или в зависимости от значения частоты накачки на некоторых не крат­ных им частотах. В приемниках прямого усиления, в которых от­сутствует преобразование частоты, побочные каналы приема обу­словлены наличием паразитных полос пропускания линейных час­тотно-избирательных устройств.

Преобразование шумов гетеродина. Действие помехи может привести к увеличению собственных шумов приемника. Этот про­цесс можно представить следующим образом. Колебание гетеро­дина содержит составляющие его шумового энергетического спектра, занимающие достаточно широкую полосу частот. Биения некоторых из этих составляющих с колебаниями, соответствую­щими сигналу и помехе, могут попасть в полосу пропускания УПЧ. При наличии только сигнала их спектральная плотность пропорциональна UcUшг, где Uшг – средняя спектральная плот­ность шумового напряжения гетеродина. При наличии помехи воз­никают дополнительные составляющие с амплитудами, примерно равными UпUшг, Таким образом, достаточно интенсивная помеха при условии Uп>>Uс не соответствующая комбинационному каналу, вызыва­ет рост шумов преобразования, которые приводят к снижению отношения сигнал-шум в приемнике из-за влияния преобразован­ных шумов гетеродина.