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

5 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

51471. Отношения между классами. Интерфейсы, делегаты и события 40.52 KB
  Отношения между классами. Понятие отношения между классами. Классы с событиями. Обработчик события: всегда принадлежит классу зажигающему событие; никогда не принадлежит классу зажигающему событие; может принадлежать классу зажигающему событие; принадлежит только одному классу слушающему событие; может принадлежать многим классам слушающим события. Отметьте истинные высказывания: все события имеют одинаковую сигнатуру из двух аргументов с одними и теми же типами; все события имеют сигнатуру из двух аргументов но с...
51472. Основы проектирования баз данных средствами СУБД 474.58 KB
  Основы проектирования баз данных средствами СУБД. Основные понятия баз данных. Основные понятия реляционной модели данных. Задачи для самостоятельного решения по теме Основы проектирования баз данных средствами СУБД ccess.
51473. Технология работы с данными в среде Visual Studio .NET 969.72 KB
  Создание приложений для обработки данных в среде Visul Studio . Примеры разработки приложений для работы с базами данных СУБД ccess. Создание приложений для обработки данных в среде Visul Studio .NET С самого своего рождения программирование решало задачи обработки данных поэтому практически во всех приложениях данные в том или ином виде хранятся в некоторых хранилищах а сами приложения предоставляют способы просмотра редактирования обновления и использования этих данных рис.
51474. Средства создания Web-сайтов. Введение в разработку Web-приложений 1.06 MB
  Введение в разработку Webприложений. Webстраницы Webсайты Webсервисы и Webприложений. Средства создания Webсайтов. Примеры создания простых Webсайтов средствами языка HTML.
51475. Создание Web-приложений средствами ASP.NET 1.1 MB
  Создание Webприложений средствами SP. Начало работы с Visul Studio и создание нового Webприложения NET Почти все крупномасштабные Webсайты на базе технологии SP.NET разрабатываются с использованием Visul Studio предлагаемой компанией Microsoft полнофункциональной среды разработки Webприложений гибкого и универсального инструмента проектирования и создания законченных приложений для платформы Windows.
51477. Определение отклика на гармоническое воздействие 397 KB
  Определить комплексную передаточную функцию КПФ и ее составляющие: модуль Hω и аргумент θω привести полученную КПФ к общему виду КПФ для цепи первого порядка. Схема исследуемого четырехполюсника Исходные данные цепи: Ом мГн Функции воздействия: и Решение Определение комплексной передаточной функции КПФ четырехполюсника Комплексная передаточная функция записывается: По формуле чужого сопротивления находим : Отсюда = Подставим полученное выражения для в формулу нахождения КПФ: Таким образом мы привели полученную КПФ к...
51478. Определение отклика на гармоническое воздействие при подключении и отключении источника 305 KB
  В лабораторной работе определен отклик цепи при подключении и отключении источника, построены необходимые графические изображения и таблицы
51479. Определение отклика на периодическое негармоническое воздействие 346.5 KB
  Построить спектр амплитуд и спектр фаз отклика. Определить действующее и среднее значение отклика мощность выделяемую на сопротивлении нагрузки. Определение отклика цепи Определим отклик.