6922

Антенные устройства и среда распространения

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Антенные устройства и среда распространения Энергетические характеристики Степень воздействия ИП на РП зависит: от коэффициентов ослабления помех в фидерах...

Русский

2013-01-10

67 KB

10 чел.

Антенные устройства и среда распространения

Энергетические характеристики

Степень воздействия ИП на РП зависит:

  •  от коэффициентов ослабления помех в фидерах

Lфид = Lфип Lфрп Lкабип Lкабрп Lпотип Lпотрп

Lф , Lкаб, Lпот – коэффициенты ослабления НЭМП на частоте помехи обусловленные избирательными свойствами собственно фильтров, линии передачи, тепловыми потерями.

  •  от коэффициента ослабления помех антеннами

Lа = Lкуип Lкурп Lпл Lизбип Lизбрп

,

G(fп) и G(f0) – максимальный КУ антенн на частотах помехи и основной частоте.

F – значение нормированных ДН по мощности антенны ИП в направлении РП.

Lпл Lизб – коэффициенты ослабления помех на частоте помехи, обусловленные несовпадением поляризации, частотно-избирательными свойствами антенн.

  •  от коэффициента ослабления НЭМП в среде распространения

Lос = Lд LR Lзт Lметео Lион Lтроп

Коэффициент ослабления помех на частоте помехи

Lд – дифракция;

LR – рассеяние в свободном пространстве;

Lзт  - затенение антенн;

Lметео  - влияние метеорологических условий;

Lион  - ионосферное рассеяние;

Lтроп – тропосферное распространение.

При отсутствии влияния коэффициент равен 1.

Коэффициент ослабления помехи от ИП к РП

Lоп = Gип(f0) Gрп(f0) Lфид Lа Lос 

В случае если ИП и РП размещенных на объекте сложной геометрической формы и при расположении антенн в ближней зоне применяется параметр – коэффициент связи Lсв – который равен отношению мощности колебаний, возникающих на входе одной из антенн, к мощности колебания, поступающего на вход другой антенны. Тогда Lоп = Lфид Lсв

Для ЭМС имеет большое значение свойства антенн, фидеров и радиотрассы вне основной полосы частот, в том числе при значительных частотных расстройках.

Нелинейные свойства

Нелинейности в антеннах, фидерах, трассе практически отсутствуют или выражены слабо.

Причины возникновения:

  1.  использование активных антенн и активных ФАР. Нелинейные свойства способствуют формированию нежелательных излучений в передающих активных антенн или ухудшению частотно-избирательных свойств устройств использующие активные приемные антенны.
  2.  Применение в фидерах газоразрядных, полупроводниковых, ферритовых или сигнетоэлектрических элементов. При большой мощности излучения устройства становятся нелинейными.
  3.  Наличие контактных явлений в ВЧ соединителях и элементах конструкции антенн.
  4.  Возможность нарушения линейности радиотрассы при высоком уровне мощности. Ионизация от двигателей.

Характеристики фидеров влияющие на ЭМС

Желательно, чтобы частотная зависимость КУ антенны с фидером была прямоугольной.

Большинство реальных антенн не обладают ярко выраженной частотной избирательностью.

В окрестности основной полосы частот в линиях передачи обеспечивается распространение волны единственного типа.

Возможности частотной фильтрации ограничены конечной добротностью элементов фильтров. Повышение частотной избирательности вызывает рост потерь.

На частотах, значительно отстоящих от основной полосы не достаточное ослабление помех из-за:

  1.  фильтры на сосредоточенных элементах вне основной полосы частот имеют много экстремальную частотную характеристику из-за влияния паразитных емкостей и индуктивностей.
  2.  Фильтры на элементах линий передачи Т – волн с колебательными системами в виде отрезков линий длиной в четверть или половину длины волн могут иметь паразитные полосы прозрачности на частотах 2f0, 3 f0, 4 f0, 5 f0
  3.  Фильтры волноводного типа имеют полосы пропускания следствии резонансов на других собственных типах волн.
  4.  Образование полос пропускания на частотах, где условия согласования антенны и фидера частично выполняются.
  5.  На частотах гармоник в волноводах становиться возможным распространение более одного типа волн. Они отличаются от волн основного типа структурой электромагнитного поля и скоростью распространения. Передача энергии в нагрузку осуществляется не единственной волной, а несколькими. Вследствие интерференции волн в нагрузке появляются дополнительная частотная зависимость коэффициента передачи.

Любые нерегулярности по разному влияют на распространение волн различных типов.

Появление волн высших типов и взаимное преобразование их происходит при всяком изменении поперечного сечения волновода или нарушения прямолинейности линии передачи.

Характеристики антенных устройств влияющих на ЭМС

Направленные свойства антенн, поляризационные соотношения.

Излучение (прием) вне требуемого сектора углов и вне необходимой полосы частот должно отсутствовать.

Невозможно:

  •  построить антенну не имеющую излучение вне требуемого сектора углов. При конечной длине антенны ее ДН имеет ненулевые значения за пределами любого конечного интервала – есть боковые и задние лепестки;
  •  иметь идеальную поляризационную структуру – наведенные в элементах конструкции объекта токи искажают поляризацию сигнала;
  •  построить антенну в которой отсутствует излучение вне необходимой полосы частот – из-за конечной добротности.

Если в тракте распространяются волны нескольких типов, каждому из них соответствует свое парциальное распределение поля в апертуре и своя парциональная диаграмма направленности Fn().

Результирующая ДН является суперпозицией парциональных диаграмм

F() =  An Fn()

An – комплексная амплитуда волны n-го типа, зависит от волнового состава, от относительных амплитуд и фазовых сдвигов между волнами различных типов.

Частотные зависимости КУ также имеют многоэкстремальный характер и аппроксимируются простыми зависимостями вида:

(дБ)

G(f) = i  fi  f fi+1 

где - среднее значение КУ в основной полосе частот и на частоте f.

G(f) – СКО КУ, i – СКО КУ в полосе fi  f  fi+1 ; C, D – постоянные; Lпл – ослабление вследствие несовпадения поляризации.

На рис.1. F – отдельные реализации и усредненная ДН.

F – СКО ДН от среднего значения и аппроксимация.

Взаимная связь антенн

Коэффициент связи антенн определяется:

  •  размерами и расстоянием между антеннами;
  •  распределением полей в апертурах;
  •  взаимной ориентацией;
  •  формой и размерами объекта.

Для r  /2 Lсв определяют реактивные поля Lсв  -10 дБ и возрастает быстрее 1/r2.

Значение формы и размера объекта:

  1.  из-за преимущественно прямолинейного распространения радиоволн существуют области тени.
  2.  Из-за отражений от окружающих предметов и дифракции в области тени могут существовать интенсивные электромагнитные поля.
  3.  Результирующее поле – сумма всех перечисленных полей.

Тип антенны

КУ, дБ

Частота

Поляризация

КУср, дБ

СКО КУ, дБ

КНД, дБ

Lпл, дБ

ДНср

СКО ДН, дБ

Высоко направленная

>25

Основ/

Основ/

Побоч/

Основ/

Ортог/

Любая

G(f0)

G(f0)-20

G(f0)-13

2

3

3

0

0

-13

0

-20

0

-10

-10

-10

14

14

14

Средне направленная

10 … 25

Основ/

Основ/

Побоч/

Основ/

Ортог/

Любая

G(f0)

G(f0)-20

G(f0)

2

3

3

0

0

-10

0

-20

0

-10

-10

-10

14

14

14

Слабо направленная

<10

Основ/

Основ/

Побоч/

Основ/

Ортог/

Любая

G(f0)

G(f0)-16

G(f0)

1

2

2

0

0

- G(f0)

0

-16

0

0

-13

-3

6

8

6


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

30249. NetBIOS, NetBEUI и Server Message Blocks 123.28 KB
  NetBEUI NetBIOS Extended User Interfce расширенный пользовательский интерфейс сетевой BIOS это один из наиболее старых но все еще использующихся протоколов для локальных сетей и он продолжает оставаться прекрасным решением для сравнительно небольших сетей так как издержки на его обслуживание меньше чем требуемые для более комплексных протоколов. NetBEUI был разработан в середине 1980х с целью предоставить сетевые транспортные услуги для программ базирующихся на NetBIOS Network Bsic Input Output System сетевая базовая...
30250. WinSock или Windows socket 275.57 KB
  Существуют две версии WinSock: WinSock 1.1 поддерживает только протокол TCP IP; WinSock 2. WinSock 1.1 состояла в решении проблемы то цель WinSock 2.
30251. Виды сетей 629.35 KB
  Используя единый кабель каждый компьютер требует только одной точки подключения к сети при этом он может полноценно взаимодействовать с любым другим компьютером в группе. Геометрически ЛВС всегда ограничена по размерам небольшой площадью в силу электрических свойств кабеля используемого для построения сети и относительно небольшим количеством компьютеров которые могут разделять одну сетевую среду передачи данных. Для поддержки вычислительных систем большего размера были разработаны специальные устройства которые позволили объединять две...
30252. Эталонная модель взаимодействия открытых систем 347.85 KB
  Каждый уровень предоставляет услуги уровням расположенным непосредственно ниже и выше его в стеке. Служебная информация представляет собой заголовки и иногда постинформацию которые обрамляют данные полученные с вышележащего уровня. В известном смысле форма состоящая из заголовков и хвостов это оболочка которая является носителем сообщения полученного от вышележащего уровня. В сущности протоколы выполняющиеся на различных уровнях взаимодействуют с протоколами расположенными на точно таком же уровне другого компьютера.
30253. Ethernet 1.3 MB
  Хотя оба эти типа фреймов формально содержат поле âтипаâ оно применяется только для обозначения обшей длины пакета а не типа используемого протокола поэтому фреймы этих двух типов подходят только для протоколов 1PX SPX. С этого момента переходим к описанию полей фрейма канального уровня перечень которых приведен ниже. В этом поле находится МАСадрес получателя. В этом поле находится МАСадрес отправителя.
30254. Основные методы (школы) литературоведения. Мифологический метод 37.5 KB
  Мифологический метод Мифологическое литературоведение. Как особый метод мифологическое литературоведение сформировалось в 30ые г. в Западной Европе хотя еще со времен Средневековья существовала герменевтика истолкование священных изотерических текстов которая имела филологическое и мифологическое понимание. Философская основа классической мифологической школы стала эстетика Шеллинга братьев Шлегеллей которые утверждали что в основе всякой культуры литературы оказывается мифология.
30255. Основные методы (школы) литературоведения. Мифологический метод в русском литературоведении 37.5 KB
  Мифологический метод в русском литературоведении Мифологическое литературоведение. Как особый метод мифологическое литературоведение сформировалось в 30ые г. в Западной Европе хотя еще со времен Средневековья существовала герменевтика истолкование священных изотерических текстов которая имела филологическое и мифологическое понимание. Философская основа классической мифологической школы стала эстетика Шеллинга братьев Шлегеллей которые утверждали что в основе всякой культуры литературы оказывается мифология.
30256. Основные методы (школы) литературоведения. Основные методы (школы) литературоведения. Психоаналитический метод 31 KB
  Психоаналитический метод Эта влиятельная в литературоведении школа возникла на основе учения австрийского психиатра и психолога Зигмунда Фрейда 1856 1939 и его последователей.
30257. Основные методы (школы) литературоведения. Формальный метод 26.5 KB
  Формальный метод Общество изучения поэтического языка научное объединение созданное в 1916 18 группой лингвистов Е. Печатный орган Сборники по теории поэтического языка в. были теория поэтического языка и стиха Поливанов Якубинский Брик; Эйхенбаум Мелодика русского лирического стиха 1922; Тынянов Проблема стихотворного языка 1924 2 изд.