18. Интермодуляция в радиоприемном устройстве

Интермодуляция в радиоприемном устройстве – возникновение отклика на выходе радиоприемного устройства в результате взаимодействия на его нелинейных элементах двух или более радиопомех.

Обусловлена нелинейными эффектами преобразования колебаний двух и более помех в смесителе или в каскадах перед ним. В цепях до смесителя – возникает при действии интенсивных радиопомех, амплитуды которых соответствуют нелинейному участку характеристики активного элемента и сигнала.

Коэффициент интермодуляции - Отношение отклика, возникающего в результате интермодуляции в радиоприемном устройстве, к заданному отклику на полезный радиосигнал.

- для УВЧ

- для смесителя

Уровень восприимчивости к интермодуляции - минимальный уровень двух одинаковых по значению радиопомех на входе радиоприемного устройства, при котором коэффициент интермодуляции равен заданному значению.

Динамический диапазон по интермодуляции - отношение уровня восприимчивости к интермодуляции к чувствительности радиоприемного устройства.

Характеристика частотной избирательности по интермодуляции - Зависимость уровня восприимчивости к интермодуляции от частоты одного испытательного сигнала при частоте второго испытательного сигнала, при которой возникает интермодуляция в радиоприемном устройстве.

27. Обеспечение электромагнитной совместимости: расчет затухания сигналов

Одним из наиболее важных аспектов в ходе решения задач ЭМС является выбор модели распространения радиосигналов. Задачей расчёта радиолинии является определение уровня мощности радиосигнала на входе приёмного устройства и сопоставление его с уровнем сигнала, обеспечивающего заданное качество связи.

1. Распространение радиоволн и энергетические соотношения для линий спутниковой связи

   1. Распространение радиоволн в свободном пространстве

При распространении радиоволн в свободном пространстве амплитуда волны убывает с увеличением расстояния от излучателя за счет сферической расходимости фронта волны. Фаза волны изменяется только за счет изменения расстояния.

Площадь поверхности сферы Земли с радиусом d равна 4πd², следовательно, плотность потока мощности на расстоянии d от изотропного излучателя равна:

Если передающая антенна имеет коэффициент усиления G_пер, дБ, то Р_эиим передатчика (излучателя) определяется выражением:

где Р_пер – мощность передатчика, дБВт,

b_пер – потери в фидерном тракте передатчика.

На большом расстоянии от излучателя (дальняя зона) сферический фронт волны в пределах приемной антенны можно считать плоским с большой точностью. Вследствие этого мощность сигнала на входе приёмника определяется эффективной площадью приемной антенны:

где S_пр – эффективная площадь приемной антенны, м²

b_пр – потери в фидерном тракте приемника, дБ

Эффективная площадь антенны связана с её коэффициентом усиления соотношением, дБм²:

Где λ – длина волны несущей, м.

Полученные выражения позволяют найти суммарные потери передачи в свободном пространстве L₀:

Реальные условия распространения радиоволн отличаются от идеализированных условий свободного пространства. На линиях космос-Земля радиосигнал проходит сквозь толщу атмосферы Земли, влияние которой пренебречь нельзя, поэтому, кроме уже рассмотренных потерь передачи в свободном пространстве, необходимо учитывать дополнительные потери: поглощение и деполяризация сигнала в гидрометеорах и поглощение энергии радиоволн в газах атмосферы.

2. Распространение радиоволн на наземных трассах

Совместное использование радиочастотного спектра наземными и спутниковыми службами требует оценки их ЭМС. Важнейшей составляющей такого анализа является расчет затухания сигналов вдоль наземных трасс.

Основные механизмы распространения сигналов:

Прямая видимость. Наиболее простой механизм распространения сигналов соответствует ситуации, когда распространение происходит в нормальных атмосферных условиях вдоль трассы в пределах прямой видимости.

Дифракция. Этот механизм относится к дифракционным явлениям, возникающим над локальным физическим горизонтом земной станции. За пределами прямой видимости в нормальных условиях влияние дифракции обычно является преобладающим.

Тропосферное рассеяние. Этот механизм определяет уровень «фоновых» помех для более длинных трасс (более 100-150 км), когда дифракционное поле становится очень слабым.

Поверхностные волноводы (поверхностное распространение). Это наиболее важный механизм кратковременных помех над водой и плоскими прибрежными зонами, который может привести к повышению уровня сигнала на больших расстояниях (более 500 км над морем).