6923

Характеристики среды распространения влияющих на ЭМС

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Характеристики среды распространения влияющих на ЭМС Ослабление определяется: особенностями распространения радиоволн различных частотных диапазонов отражение и рассеяние в тропосфере образование тропосферных волноводов отраж...

Русский

2013-01-10

70 KB

9 чел.

Характеристики среды распространения влияющих на ЭМС

Ослабление определяется:

  •  особенностями распространения радиоволн различных частотных диапазонов
  •  отражение и рассеяние в тропосфере
  •  образование тропосферных волноводов
  •  отражение от ионизированных следов метеоров
  •  аномальное ионосферное распространение
  •  дифракцией на элементах рельефа поверхности
  •  многолучевым характером распространения радиоволн в условиях сильно пересеченной местности
  •  распространением направляемых радиоволн вдоль линий электропередачи

Ослабление радиоволн:

Lос = F lg fп +  lg r + H

fп – частота НЭМП в МГц; r – расстояние в км; F и - эмпирические коэффициенты, характеризующие зависимость затухания от расстояния и частоты; Н – постоянная, зависящая от потерь при распространении.

В свободном пространстве

Lос = 20 lg fп + 20 lg r + 32,4

Область прямой видимости

rпр =

hип, hрп – высота подъема соответственно антенн ИП и РП над поверхностью Земли в метрах; Rз – радиус Земли, k – отношение эквивалентного радиуса Земли, учитывающего рефракцию волн в тропосфере, определяется из выражения  = 4,12.

Следовательно rпр =

Область полутени и тени непосредственно за радиогоризонтом.

Напряженность поля в мВ м можно определить

Е = 173Lзт/r

Pип – мощность передатчика ИП в кВт

r- расстояние между ИП и РП в км

Lзт – коэффициент ослабления из-за затенения

Lзт = LE(X1) L1(Yип) L2(Yрп)

X1 = r/kзт – относительное расстояние, связанное с длиной трассы.

kзт = - масштаб расстояний

Rэф =  - эффективный радиус земного шара, радиус земли Rз = 6370 км.

= -0,04 м-1 – градиент индекса рефракции.

Yип = hип /H; Yрп = hрп /H – относительные высоты антенн.

H=  - масштаб высот в метрах.

Область дальнего тропосферного распространения

Распространение излучений происходит из-за сверхрефракции в тропосфере, приводящей к образованию линий канализации энергии – своеобразные волноводы.

Условие образования dN/dh  - 0,157 м-1

Условие распространения волн hв3/2 = кр 104/8,5

hв – высота волновода, кр – критическая длина волны, выше которой в волноводе распространение полей соответствующей частоты отсутствует.

Область ионосферного рассеяния радиоволн.

Уровень помех определяют экспериментально, так как он подвержен регулярным м нерегулярным изменениям.

Регулярные изменения – суточные и сезонные.

Нерегулярные изменения – флюктуации НЭМП относительно медианного за месяц значения для данного часа суток.

Потери определяются в дБ:

Lион = LМ + LМ() + LМ(I) + LМ(fп) + LМ(r) + LМип) + LМрп)

LМ – ослабление, определяемые по карте потерь (определяется при возмущенном состоянии ионосферы).

LМ() – поправка на географическое положение радиолинии.

LМ(I) – поправка на изменение солнечной активности.

LМ(fп) – поправка на изменение рабочей частоты радиолинии.

LМ(r) – поправка на длину радиолинии.

LМип) и LМрп) – поправки на КУ антенн ИП и РП, связанные со взаимной ориентации.

Влияние атмосферы на прохождение НЭМП

Ослабление, обусловленное поглощением в атмосфере.

Lметео = 10-r(1 + 2)/10

1 и 2 – удельные ослабления в парах воды и в молекулярном кислороде в дБкм.

Для fп < 10 ГГц Lметео  1

Излучение и прием корпусами радиоустройств, фидерами, ВЧ соединениями.

Физические принципы электромагнитного экранирования

Цель – ослабление электромагнитного поля в ограниченной части пространства.

Защитное действие экрана обычно характеризуется эффективностью экранирования:

Lэм = 20 lg E0/Eэ или Lэм = 20 lg Н0э

Е0, Н0 – без экрана, Еэ, Нэ – с экраном.

Случай 1: сплошные экраны

Для частот, при которых размеры экрана значительно меньше длины волны, характерно заметное различие в ослаблении экраном электрического и магнитных полей.

Причины зависимости Lэ от частоты:

 электрическая составляющая поля

- - - магнитная составляющая поля

1 – медный экран (t=0,79мм); 2 – медный экран (t=0,025мм); 3 – сталь (t=0,79мм); 4 – медь (t=0,025мм); 5 – сталь (t=0,025мм).

Электрическое поле

В электростатическом поле из-за концентрации зарядов на внешней стороне проводника поле внутри экрана отсутствует и Lэ = .

В переменном электрическом поле по мере повышения частоты в стенках экрана увеличивается ток, обусловленный сменой знаков индуцированных зарядов. Появление тока сопровождается появлением электрического поля внутри экрана из-за конечной проводимости материала, что приводит к уменьшению Lэ.

При увеличении частоты усиливается поверхностный эффект: токи концентрируются у поверхности, и поле внутри экрана ослабляется.

На НЧ Lэ увеличивается с увеличением толщины экрана и увеличением проводимости материала.

Магнитное поле.

В постоянном магнитном поле действенны экраны с относительной магнитной проницаемостью больше 1. Экранирование – замыкание силовых линий магнитного поля в толще экрана.

В переменном поле по мере увеличения частоты Lэ возрастает, это связано с появлением вихревых токов. Далее при увеличении частоты Lэ возрастает за счет поверхностного эффекта.

Эффективность Lэ выше при увеличении толщины стенок и магнитной проницаемости материала.

Минимум Lэ на НЧ так как толщина экрана меньше глубины проникновения электромагнитного поля.

Электромагнитное поле.

На более ВЧ – различие в Lэ электрической и магнитной составляющих исчезают.

Случай 2. Не сплошные экраны.

Экраны имеют зазоры, вентиляционные отверстия, люки. Их наличие уменьшает Lэ.

На НЧ Lэ связана с отношением площади поверхности экрана к суммарной площади отверстий.

На ВЧ линейный размер экрана сопоставим с длиной волны. Внутренняя область экрана представляет собой объемный резонатор обладающий собственными резонансными частотами и возбуждаемый внешним полем через отверстия и зазоры.

Большие отверстия - худшая Lэ; меньшие отверстия – лучшая Lэ, с выбросами частотной характеристики.

Наихудший случай – размер отверстий кратен половине длины волны помехи.

Экранирование фидеров

В любых фидерах часть мощности расходуется на излучение в окружающее пространство.

Эффективность экранирования Lэ : Lэ = 10 lg Р0изл

Р0 – мощность проходящая; Ризл – мощность излученная.

Причины появления:

  1.  некоторые типы линий передачи обладают потерями на излучение: полосковые, диэлектрические волноводы, гибкие коаксиальные волноводы с не сплошной внешней поверхностью.
  2.  Различные разъемные соединения волноводов, соединители, коаксиально-волноводные переходы.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17493. Методи наближеного розв’язання рівнянь в редакторі Excel 364.5 KB
  ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 3 Методи наближеного розвязання рівнянь в редакторі Excel Мета роботи: навчитися знаходити корені рівняння за допомогою редактора Excel визначати точність знайденого розвязку. Загальні положення про корені рівняння та точність знайденого розвяз
17494. Використання логічних операторів в редакторі Excel для пошуку рішень 505.5 KB
  ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 4 Використання логічних операторів в редакторі Excel для пошуку рішень Мета роботи: навчитися користуватися логічними операторами для пошуку правильних рішень логічних задач. Загальні положення про використання логічних операторів В таблиці 1 н
17495. Розв’язання рівнянь методом ітерацій в MathCAD 520.5 KB
  ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 5 Розвязання рівнянь методом ітерацій в MathCAD Мета роботи: навчитися користуватися базовими командами і функціями розвязувати рівняння за допомогою методів хорд і дотичних. Загальні відомості про базові функції MathCAD Рядок меню розміщується у в...
17496. Розв’язання алгебраїчних рівнянь за допомогою вбудованих функцій root та polyroots 191 KB
  ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 6 Розвязання алгебраїчних рівнянь за допомогою вбудованих функцій root та polyroots Мета роботи: навчитися користуватися вбудованими функціями розвязувати рівняння за допомогою функцій root та polyroots. Загальні положення розвязання алгебраїчного рівня...
17497. Масиви в MathCAD 777 KB
  ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 7 Масиви в MathCAD Мета роботи: навчитися оперувати масивами в MathCAD та розвязувати лінійні рівняння за допомогою матриць. Створення масивів в MathCAD В обчислювальній математиці складені в певному порядку числові дані називаються масивами масивами ан...
17498. Символьні обчислення в MathCAD 407 KB
  ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 8 Символьні обчислення в MathCAD Мета роботи: навчитися обчислювати похідні першого та вищих порядків границі розкладати функцію в ряд будувати 3D графіки. Символьне обчислення похідних Для символьних обчислень використовується меню операцій Sy...
17499. Работа з таблицами и формулами в Microsoft Word 34.5 KB
  Тема: Работа з таблицами и формулами в Microsoft Word Цель : научиться делать вычисления с помощью формул Ход работы: Расчет № Лс61 Расход по командировочному удостоверению № 4/092005 от 02 09 2005 г. №№ п./п. Наим...
17500. Побудова графіків в редакторі Excel 68 KB
  ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 2 Побудова графіків в редакторі Excel Мета роботи: навчитися користуватися таблицями для обчислення даних редагувати таблиці створювати графіки на основі таблиць даних прогнозувати дані. Завдання на лабораторну роботу: Заповнити таблицю дан...
17501. ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ ИЗ ЭЛЕКТРОКОРУНДА КАРБОРУНДА 191 KB
  Лабораторная работа №66 ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ ИЗ ЭЛЕКТРОКОРУНДА КАРБОРУНДА Цель работы: ознакомиться с различными видами шлифовальных кругов из электрокорунда и карборунда и их маркировкой с основными видами шлифования; научиться подб