18081

АНТЕНИ ТА ЕЛЕКТРОМАГНІТНА СУМІСНІСТЬ (ЕМС)

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

ЛЕКЦІЯ №10 з навчальної дисципліни ПРИКЛАДНІ ПИТАННЯ АНТЕННИХ ПРИСТРОЇВ ТЕМА 4: Антени та ЕМС. Моделювання та проектування антеннофідерних пристроїв ЗАНЯТТЯ 1: Антени та електромагнітна сумісність ЕМС 1. НАВЧАЛЬНІ ПИТАННЯ ...

Украинкский

2013-07-06

384 KB

3 чел.

6

PAGE  8

ЛЕКЦІЯ №10

з навчальної дисципліни

ПРИКЛАДНІ ПИТАННЯ АНТЕННИХ ПРИСТРОЇВ

ТЕМА 4: Антени та ЕМС. Моделювання та проектування антенно-фідерних пристроїв

ЗАНЯТТЯ 1: Антени та електромагнітна сумісність (ЕМС)

1. НАВЧАЛЬНІ ПИТАННЯ

  1.  ЕМС, її проблеми та методи їх розв’язання.

  1.  Технічні засоби підвищення перешкодостійкості антенних систем.

3. Активні методи боротьби з перешкодами.

II. НАВЧАЛЬНА ТА ВИХОВНА МЕТА

1. Вивчити особливості використання антен при вирішенні задач ЕМС, проблеми та методи їх розв’язання.

2.Вивчити особливості застосування технічних засобів по підвищенню перешкодостійкості антенних систем.

  1.  Вивчити особливості активних методів боротьби з перешкодами.

III. ЛІТЕРАТУРА ТА НАВЧАЛЬНО-МАТЕРІАЛЬНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

  1.  Чернышов В.П. Антенно-фидерные устройства радиосвязи и радиовещения. – М.: Связь, 1987.
  2.   Кочержевский Г.Н. и др.. Антенно фидерные устройства. – М.: Радио и связь, 1989. 
  3.   Белоцерковский Г.Б. Основы радиотехники и антенны. Ч.П. Антенны. – М.: Радио и связь, 1983.
  4.   В. Рамзей . Частотно независимые антенны. М.: Мир 1968.
  5.    Найденко Є.П. Електродинаміка та техніка НВЧ, конспект лекцій. – Житомир: ЖВІРЕ, 1998.
  6.   Должиков В.В. и др. Активные передающие антенны. – М.: Радио и связь, 1984.
  7.   Цыбаев Б.Г., Романов Б.С. Антенны-усилители. – М.: Радио и связь, 1980
  8.   Б.А.Панченко, Е.И. Нефёдов. Микрополосковые антенны. – М.: Радио и связь 1986. 
  9.   Проблемы антенной техники/ под ред. Л.Д. Бахраха, Д.И. Воскресенского. – М.: Радио и связь, 1989.
  10.   Ямпольский В.Г., Фролов О.П. Антенны и ЭМС. – М.: Радио и связь, 1989.
  11.  В.И. Болшаченков, И.Д. Прилепский. Электродинамика и техника СВЧ.
  12.  Діапозитиви.
  13.  Наочні посібники (буклеты, проспекты, рекламные материалы).
  14.  Технічні засоби навчання.

  1.  ЕМС, її проблеми та методи їх розв’язання.

Вимоги до антен по параметрах електромагнітної сумісності

Розвиток супутникових систем зв'язку супроводжується зростаючим завантаженням діапазонів радіочастот. Спільне використання тих самих смуг частот різними супутниковими й наземними радіослужбами, що допускається Регламентом радіозв'язку, ускладнює електромагнітну обстановку. У такий спосіб виникає проблема електромагнітної сумісності (ЭМС). Ця проблема стосується забезпечення сумісності між супутниковими системами й сумісності супутникових систем з наземними службами.

При визначенні умов сумісності супутникових систем з наземними службами необхідно враховувати вплив перешкод у смугах частот для ліній Космос - Земля:

від передавачів космічних станцій приймачам наземних станцій;

від передавачів наземних станцій приймачам ЗС; у смугах частот для ліній Земля - Космос:

від передавачів наземних станцій приймачам ЗС;

у смугах частот для ліній Земля - Космос:

від передавачів ЗС приймачам наземних станцій.

У першому випадку при збігу смуг частот двох систем у напрямках Земля — Космос або Космос — Земля (лінії F1 і F2 на рис. 1.3, де а — при співпадаючих напрямках передачі; б — при реверсивному використанні смуг частот) ураховуються перешкоди:

Рис.2

а) створювані передавачем ЗС системи, що заважає, на бортовий прийомний пристрій системи, на яку впливає перешкода рис. (1.3, а, лінія 1);

б) від бортового передавача на прийомний пристрій земної станції іншої системи (рис. 1.3, а, лінія 2).

При реверсивному використанні частот, коли в одній системі смуга частот використовується для одного напрямку (наприклад, Земля - Космос), а в другій системі - для протилежного (Космос - Земля), перешкоди створюються:

а) передавачем ЗС системи, що заважає, прийомному пристрою ЗС системи, що піддається перешкоді (лінія 1 на рис. 1.3,в), і б) від бортового передавача системи, що заважає, на бортовий приймач іншої системи (лінія 2 на рис. 1.3,б).

Електромагнітна сумісність різних супутникових служб забезпечується координацією, технічна частина якої складається в розрахунку взаємних перешкод між системами й у порівнянні отриманих результатів із установленими нормами. Якщо буде потреба розробляють заходи щодо зменшення створюваних перешкод і проводять повторну координацію. Потім необхідна реєстрація частотних присвоєнь у МКРЧ.

Проблему ЭМС у рамках конкретної супутникової служби вирішують двома шляхами:

1) розробляють більше перешкодозахищені радіотехнічні системи;

2) проводять їхнє оптимальне проектування з погляду зменшення створюваних перешкод.

Передумови для рішення проблеми ЭМС створюють відомі просторова й частотна вибірковості антен. При аналізі діаграми спрямованості апертурних антен, широко застосовуваних у супутниковому зв'язку, прийнято виділяти три просторово-кутові області.

Перша область містить головний і трохи перших бічних пелюстків. Тут діаграма спрямованості (ДН) в основному визначається струмами на випромінюючій поверхні. Для розрахунку ДН у цій області використовують апертурний або фотополяриметр методи.

У другій області (область далекого бічного випромінювання) ДН антени визначається як струмами на випромінюючій поверхні, так і прямим полем опромінювача. Помітний вплив на рівень далекого бічного випромінювання робить випромінювання струмів, що наводяться на елементи кріплення антени, і струмів, що затікають на тіньову сторону дзеркала. Для розрахунку ДН у цій області використовують дифракційні методи, в основному метод геометричної теорії дифракції.

У третій області, до якої ставиться область заднього випромінювання, ДН в основному визначається дифракційними явищами на крайках антени й елементах її конструкції. Тут вона розраховується також методом геометричної теорії дифракції.

Зазначені методи дозволяють визначати спрямовані властивості будь-яких апертурних антен. При цьому, як правило, уводяться певні відступи від реальної антени й розглядається ідеалізована схема. Діаграма спрямованості реальної антени із цієї причини, а також через погрішності виготовлення й взаємного розташування елементів антени буде відрізнятися від результатів розрахунку. При практичному використанні антени виникають додаткові причини, що спотворюють її спрямовані властивості. Ці причини обумовлені впливом розмірів і форми конструкції, на якій розташована антена, впливом поруч розташованих інших антен і т.п. Як відзначається [13], при оцінці впливу спрямованих властивостей антени на рівень ЭМС необхідно враховувати всі ці фактори. Багато хто з них можуть бути визначені тільки експериментальним шляхом.

З метою дотримання необхідних умов ЭМС у цей час прийнято порівнювати ДН антени супутникового зв'язку з так званою довідковою діаграмою спрямованості. Остання являє собою графічне зображення огинаючої що рекомендується ДН щодо ізотропного випромінювача (у децибелах).

Розглянемо довідкові діаграми спрямованості антен земних станцій фіксованої супутникової служби, пропоновані документами МККР.

Для координації й оцінки взаємних перешкод у діапазоні частот 2...30 Ггц рекомендовані наступні вирази довідкових діаграм спрямованості [10, 18, 21]:

а) для антен ЗС із D/> 100, де D — діаметр розкриву антени;  — довжина хвилі,

 1.4

де G ()огинаюча діаграми спрямованості, дБ;

— кутова координата, град;

б) для антени ЗС із D/<100 пропонується використовувати довідкову ДН, аналогічну довідкової ДН для радіорелейних ліній зв'язку:

 1.5

Кут 1 відповідає напрямку максимуму першого бічного пелюстка діаграми спрямованості (1100 /D); кут 2напрямку, починаючи з якого приймається G () =— 10 дБ.

Якщо відсутні дані про реальні діаграми спрямованості антен ЗС, то Регламентом радіозв'язку рекомендовано користуватися іншими довідковими діаграмами:

а) для антен ЗС із D/100

1.6

де Gмaкс — коефіцієнт підсилення антени в головному напрямку, дБ; G1 =2+15 D/- коефіцієнт підсилення антени в напрямку першого бічного пелюстка, дБ

б) для антен з D/<100

1.7

Довідкові діаграми (1.4), (1.5) при D/ = 65 показані на рис. 1.4 (криві 1 і 2 відповідно), а діаграми (1.6), (1.7) — на рис. 1.5 (крива 1 для D/=150, крива 2 для D/, = 40).

 Рис.1.4

 Рис.1.5

Для бортових антен фіксованої супутникової служби довідкова діаграма спрямованості має вигляд:

1.8

де  0,5 — половина ширини головного пелюстка за рівнем 3 дБ;

1, — кут, при якому G ()= — 10 дБ.

Довідкова діаграма, що відповідає (1.8), у відносному масштабі G () -Gмaкс представлена на рис. 1.6.

 Рис.1.6

Довідкові діаграми призначені для використання при розрахунку очікуваних перешкод, однак вони не відбивають спрямованих властивостей антен. Виключення представляє довідкова діаграма, наведена в Рекомендації 580 МККР, прийнятої в 1982 р., для встановлюваних послу 1987 р. антен ЗС із відношенням D/100. Такі антени повинні забезпечувати діаграму, 90% бічних пелюстків якої не перевищують рівня, певного наступним виразу:

Це вимога повинне виконуватися для будь-яких напрямків у межах ±3° від напрямку на геостаціонарну орбіту.

До спрямованих властивостей антен радіомовної супутникової служби Регламентом радіозв'язку пред'являються більше тверді вимоги. Огинаючі довідкових діаграм спрямованості тут є обов'язковими, тому що перевищення рівня бічних пелюстків приведе до порушення критерію припустимих перешкод. У бортових передавальних антен діаграми спрямованості повинні задовольняти вимогам:

для основної поляризації:

б) для перехресної поляризації

Значення 0,5 визначається розмірами зони обслуговування. У Плані ВАКР-77 0,5хв =0,6°. Огинаючі діаграми спрямованості передавальних антен ШСЗ показані на рис. 1.7, де по осі абсцис відкладені значення /0,5 -

 Рис 1.7

Для прийомних антен ЗС огинаючі діаграм спрямованості визначені міжнародними документами у вигляді наступних функцій:

а) для індивідуального прийому на основній поляризації

де кут, відлічуваний від напрямку максимуму прийому. (У Плані ВАКР-77 величина 0,5 для індивідуального прийому прийнята рівної 2°);

б) для колективного прийому на основній поляризації

(Значення 0,5 для колективного прийому прийнято рівним 1°.)

в) для індивідуального й колективного прийому з перехресною поляризацією

Графіки (1.13), (1.14) представлені на рис. 1.8, де по осі абсцис відкладені значення /0,5 -

Для прийомних антен ШСЗ і передавальних антен ЗС є аналогічні рекомендації.

Слід зазначити, що міжнародні рекомендації періодично переглядаються. Це підтверджує тенденцію жорсткості вимог до діаграм спрямованості антен супутникового зв'язку.

 Рис.1.8

2.Технічні засоби підвищення перешкодостійкості антенних систем. 

Викладач кафедри

   О.Р. Рихальський


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

77276. САМОКАЛИБРУЮЩАЯСЯ МАСШТАБИРУЕМАЯ СИСТЕМА ВВОДА ТРЁХМЕРНЫХ ЖЕСТОВ 62.5 KB
  Традиционные методы калибровки оптических камер требуют больших усилий со стороны пользователей и больших вычислительных ресурсов. Описываемый метод может работать в системах включающих в себя различные типы камер. Ключевые слова: калибровка оптические камеры алгоритм SCLBLE SELFCLIBRTING 3DGESTURE INPUT SYSTEM . Поэтому нами была разработана собственная технология основанная на единственной вебкамере и обыкновенном фонарике который пользователь держит в руке.
77277. Веб-ориентированная среда поддержки удаленного рендеринга и онлайн-визуализации 28.5 KB
  Классический подход к высокопроизводительным вычислениям подразумевает пакетное исполнение параллельных программ. При этом в определенных случаях практически ценным оказывается наблюдение за состоянием считающейся задачи и возможность управления ей. В простейшем варианте это может быть вывод в лог-файл по ходу счета значений переменных программы. Более сложные случаи требуют наличия специальной системы онлайн-визуализации для наблюдения и управления задачей.
77278. Задачи визуализации программного обеспечения параллельных и распределенных вычислений 4.55 MB
  Также рассматриваются проблема формализации и или верификации визуализации в том числе в рамках теории принятия решений. Приводятся примеры визуализации используемой в процессе разработки системного программного обеспечения нижнего уровня для современных процессоров с параллельной архитектурой. Использование визуализации в области параллельных вычислений началось примерно в это же время.
77279. TAG CLOUD FOR THE INFORMATION DATA FILTRATION 27.5 KB
  The ppliction of the theory of rough sets is considered to solve the problems of visuliztion nd processing of dt. The theory of rough sets cn be considered to be one of the wys of developing the Freges ide of uncertinty. In this pproch uncertinty is defined through the boundry of set. If our knowledge is not enough for strict definition of set then its boundry is not null otherwise the set is stndrd.
77280. THREAD EFFICENCY ON SHARED MEMORY SYSTEMS 22.5 KB
  Bkhterev IMM UrB RS It is trdition to think tht computtion decomposition into tsks executed in prllel on the shred memory systems is more effective with threds but not with processes. Usully this point of view grounds on tht the switching cpu execution context between processes is more expensive thn the switching between threds. If it is specified then it is execution context ssocited wit TLB Trnsltion Lookside Buffer which should be reset nd filled with new vlues when the processor is being switched between execution of different...
77281. To Reality of Automation Debugging of Programs with Large Executing Time 23 KB
  Shrf Yekterinburg Debugging is process of locliztion nd correction of progrm errors. Modern debuggers supporting monitoring during progrm execution help in locliztion of errors. But lmost ll of monitoring control nd the dt nlysis re entrusted to progrmmers.
77282. Удалённая визуализация для инженерных вычислений 14 KB
  В отличие от этапа расчёта стадии предварительной обработки данных и последующий за расчётом анализ требуют интерактивного взаимодействия с оператором. Возникает задача передачи исходных данных от компьютера пользователя к вычислительным ресурсам и задача передачи результатов расчётов обратно. Последняя задача выглядит особенно ресурсоёмкой в связи с тем что время затрачиваемое на передачу может оказаться весьма продолжительным в связи с большим объемом передаваемых данных. Кроме того в связи с современным спросом на услуги вычисления...
77283. Utilizing pattern recognition algorithms to capture gesture-based languages without using marking devices 21.5 KB
  Regrding the forementioned conditions it is importnt to reserch modern ptternrecognition lgorithms. This work includes nlysis of vrious imge trnsformtion lgorithms used for pttern recognition nd combintions of such lgorithms to improve results. Firstly these lgorithms include object edge detection lgorithms lgorithms to trnsform bitmp imges to vector grphics outline nlysis lgorithms neurl net lgorithms.
77284. Среда поддержки интерактивной визуализации для суперкомпьютерных вычислений 662 KB
  Возможностью визуализации состояния программы во время её работы занимается так называемая онлайнвизуализация. Также её иногда называют визуализацией по ходу вычислений – в противовес традиционной визуализации после вычислений которая проводится после полного завершения расчётов. Более сложные случаи требуют наличия специальной системы для поддержки онлайнвизуализации.