10. Измерение параметров побочных излучений

Привет, Вы узнаете о том , что такое параметры побочных излучений , Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое параметры побочных излучений , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Электромагнитная совместимость.

Побочные излучения количественно характеризуются абсолютной, относительной или эквивалентной излучаемой мощностью, которую выражают через напряженность поля, плотность потока мощности, или, косвенно, через напряжение или мощность колебаний в фидере антенны на частотах побочных излучений.

Абсолютное значение мощности побочного излучения выражают через плотность потока мощности _пи, или напряженность поля E_пи, а для фидерных линий – через среднюю мощность P_пк ли напряжение U_пк в фидере на частотах побочных колебаний.

Относительное значение мощности побочного излучения _отн – это отношение плотности потока мощности _пи или напряженности поля E_пи побочного излучения к плотности потока мощности ₀ или напряженности поля E₀ основного излучения, взятых в одних и тех же единицах измерения и выраженных в децибелах:

(10.1)

Относительные уровни мощности P_отн или напряжения U_отн побочного колебания в фидере антенны соответственно равны:

, (10.2)

где P₀ и U₀ – средние значения мощности и напряжения основного колебания, выраженные в тех же единицах измерения.

Часто измеряют не плотность потока мощности, а его спектральную плотностьS , значение которой определяют по формуле:

, где f – эффективная полоса пропускания измерительного устройства.

10.2. Методы измерений

Абсолютное значение мощности побочных излучений радиопередающих устройств определяют путем измерения напряженности поля или плотности потока мощности, создаваемого данным побочным излучение в дальней зоне, или путем измерения напряжения или мощности побочных колебаний в фидерной линии на частоте побочного излучения.

Первый метод является прямым и позволяет делать наиболее правильные выводы об уровнях мощности побочных излучений, т.е. оценивать эти излучения как помехи РЭС другим РЭС и службам. Во многих случаях этот метод (в особенности для передатчиков дециметровых, сантиметровых и миллиметровых волн) является единственным, однако, для него необходимы специальные измерительные приборы и значительное время.

Второй метод это косвенный метод измерения мощности побочных излучений он является простым и более распространенным, несмотря на возможные расхождения между измеренной мощностью колебаний в фидерной линии и мощностью побочных излучений.

10.3. Измерение напряженности поля и плотности потока мощности

Для проведения измерений необходим набор измерительных приборов, с помощью которых можно обнаружить частоты побочных излучений, провести калибровку измерительного тракта и измерить напряженность поля. Этот набор должен обеспечивать измерения во всей требуемой полосе частот.

Функциональная схема установки для проведений таких измерений изображена на рис. 10.1. Она содержит измерительную антенну, высокочастотные переключатели, аттенюаторы, перестраиваемый фильтр, высокочастотный генератор сигналов и измерительный приемник. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Перестраиваемый фильтр служит для подавления основного излучения передатчика на входе измерительного приемника.

В процессе измерений обычно используют: антенны серии П6 с калиброванным усилением, аттенюаторы серии Д2 или Д4 с регулируемым затуханием, измерительные приемники серии П5. Установку для измерений мощности побочных излучений размещают на открытой площадке в направлении оси главного максимума ДН антенны передатчика в дальней зоне, избегая наличия близлежащих переотражающих предметов.

Номиналы частот излучений на гармониках и субгармониках нетрудно определить расчетным путем, частоты других видов побочных излучений определяют, перестраивая измерительный приемник. Для исключения приема излучения по побочным каналам приема измерительного приемника на его вход дополнительно подключают полосовой фильтр, настраиваемый на частоту обнаруженного побочного излучения, избегая тем самым приема по побочным каналам.

Показанная на рис. 10.1 схема измерительной установки позволяет проводить прямое или косвенное (методом замещения) измерение напряженности поля побочных излучений. Прямые измерения занимают меньше времени, но могут иметь значительные погрешности, поэтому для уменьшения погрешностей (в особенности, если применяются связные приемники или селективные микровольтметры) измерения следует проводить методом замещения.

Рисунок 10.1 - Схема измерительной установки для измерений побочных излучений

Для проведения прямого измерения напряженности поля на каждой выявленной частоте побочного излучения вначале калибруют высокочастотный тракт с помощью генератора сигналов настраиваемого на частоту побочного излучения, определяя коэффициент затухания тракта K .

После этого, как указано в инструкции к прибору, измеряют напряженность поля побочного излучения с помощью измерительного приемника E_ип. Искомое значение напряженности поля E_пис учетом затухания в измерительном тракте равно

E_пи = E_ип / K . (10.3)

Таким методом измеряют напряженность поля побочных излучений на частотах, значительно отстоящих от частоты основного излучения. При измерении интермодуляционных, комбинационных и паразитных побочных излучений, частоты которых лежат в интервале 10... 15% от частоты основного излучения, на результаты измерения будут влиять затухание полосового фильтра, настроенного на частоту основного излучения. Для уменьшения погрешности в этом случае измерение проводят методом замещения.

При этих измерениях вначале настраивают на частоту побочного излучения измерительный приемник. Регулируя затухание аттенюатора, добиваются того, чтобы показания индикаторного прибора примерно в два раза превышали уровень собственных шумов приемника. Далее на вход приемника подключают генератор сигналов настроенный на ту же частоту и регулируют уровень его выходного сигнала U_г с таким расчетом, чтобы показания индикаторного прибора приемника было равно ранее измеренному уровню побочного излучения. Тогда напряженность поля будет равна

E_пи = 2U _г / S_эфф K , (10.4)

где S_эфф – эффективная площадь измерительной антенны на частоте побочного излучения.

Аналогично измеряют плотность потока мощности побочных излучений, установив при этом полосу пропускания УПЧ приемника равную 1 МГц.

В этом случае ориентируют измерительную антенну на максимум принимаемого излучения, регулируют затухание аттенюатора так, чтобы показание индикаторного прибора приходилось на середину шкалы. Фиксируют это значение и, не меняя настойки аттенюатора, подключают к входу измерительной установки генератор сигналов. Регулируя на частоте побочного излучения выходную мощность P_г добиваются прежних показаний индикаторного прибора. Искомое значение плотности потока мощности побочного излучения _пи рассчитывают по формуле

, (10.5)

где K_в – коэффициент передачи волноводного тракта по мощности. Спектральную. Измерения спектральной плотности потока мощности побочного излучения проводят аналогично, установив полосу пропускания измерительного приемника f равной 100 кГц, а расчет выполняют по формуле:

Напряженность поля, плотность потока мощности и спектральную плотность потока мощности основного излучения измеряют описанными методами, исключив полосовой фильтр и регулируя уровень измеряемого сигнала переменным аттенюатором. Относительный уровень мощности побочного излучения определяют по формуле (10.1).

10.4. Измерения мощности побочных излучений в фидерном тракте

Рассмотренные выше методы определения мощности побочных излучений достаточно сложны и трудоемки. Поэтому, при возможности, мощность побочных излучений определяют, измеряя мощности соответствующих колебаний в фидерном тракте.

На частотах до 1900 МГц применяют одноволновый метод, использующий направленные ответвители, включаемые в фидерный тракт передатчика. Один из них предназначен для измерения мощности падающей волны, другой - отраженной волны. Функциональная схема установки для проведения измерений показана на рис. 10.2. В передатчиках с симметричным выходом ответвители включают в оба фидера. Перестраиваемый фильтр служит для снижения мощности основного колебания поступающего на вход измерительного приемника.

, (10.6)

где L₀₁ и L₀₂ - переходные ослабления ответвителей на частоте основного колебания.

Рисунок 10.2 - Схема измерений мощности побочных колебаний в фидере

После этого измерительный приемник настраивают на частоту выбранного побочного колебания и аналогично предыдущему проводят измерения мощности побочного колебания P_пк , поступающего от передатчика к антенне

, (10.7)

где ^L_п1 и ^L_п2 переходные ослабления ответвителей 1 и 2, а ^P_{пк пад} и ^P_{пк отр}  мощности падающей и отраженной волн побочного колебания в фидере. Относительный уровень побочных колебаний определяют по формулам (10.2).

10.5. Измерение мощности побочных излучений на активной нагрузке

Мощность побочных колебаний передатчиков небольшой мощности удобно и просто определять по мощности рассеиваемой на активном широкополосном сопротивлении или эквиваленте антенны, включенных на выходе передатчика. Функциональная схема измерений показана на рис. 10.3.

Рисунок 10.3 - Схема измерений мощности побочных колебаний

Измерение проводят методом замещения, определив предварительно значения частот побочных колебаний. Мощность побочных колебаний определяют, измеряя напряжение U _а ,создаваемое передатчиком на эквиваленте антенны, начиная с самых низких частот. Зная сопротивление активной нагрузки или эквивалента антенны R_а ,мощность побочного колебания рассчитывают по формуле:

. (10.8)

Исследование, описанное в статье про параметры побочных излучений , подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое параметры побочных излучений и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Электромагнитная совместимость

Из статьи мы узнали кратко, но содержательно про параметры побочных излучений