73674

Вимоги до антен по параметрах електромагнітної сумісності

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Вимоги до антен по параметрах електромагнітної сумісності Розвиток супутникових систем звязку супроводжується зростаючим завантаженням діапазонів радіочастот. Передумови для рішення проблеми ЭМС створюють відомі просторова й частотна вибірковості антен. При аналізі діаграми спрямованості апертурних антен широко застосовуваних у супутниковому...

Украинкский

2014-12-19

370 KB

0 чел.

1.4. 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 накручено координацією, технічна частина якої складається в розрахунку взаємних перешкод між системами й у порівнянні отриманих результатів із установленими нормами. Якщо буде потреба розробляють заходу щодо зменшення створюваних перешкод і проводять повторну координацію. Потім треба 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


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

5181. Генетика и биополитический конфликт в 20 веке. Евгеника 50.5 KB
  Евгеника В 1883 году англичанин Фрэнсис Гальтон – кузен Чарльза Дарвина - заложил основы евгеники. Он считал, что большинство признаков у человека являются наследственными, и их можно улучшить путём контролируемых браков. В позитивной гене...
5182. Генетика и человек 241.5 KB
  Почему люди интересуются генетикой? Люди интересуются генетикой давно, правда, не всегда они называли вопросы наследования определенных признаков генетикой. Проще говоря, издревле человека интересовало, почему дети, как правило, похожи на своих роди...
5183. Генетика и эволюция. строение митотической хромосомы. Типы хромосом... 228.5 KB
  Строение митотической хромосомы. Типы хромосом, их число, размер. Кариотип и гиограмма. Хромосомы человека. Денверская классификация хромосом человека. В области первичной перетяжки располагается центромера – это пластинчатая структура, имею...
5185. Моногібридне та аналізуюче схрещування. Дигібридне схрещування. Інші лабораторні роботи 669.3 KB
  Моногібридне та аналізуюче схрещування. Дигібридне схрещування. Полігібридне схрещування. Взаємодія алельних генів. Взаємодія неалельних генів. Генетика статі. Успадкування ознак зчеплених зі статтю...
5186. Предмет генетики та її місце в системі природничих наук 1.24 MB
  Предмет генетики та її місце в системі природничих наук Предмет генетики та її місце в системі природничих наук Основні розділи генетики. Методи генетики. Гібридологічний аналіз, його значення. Історія генетики, її витоки, ет...
5187. Системы скрещивания. Гетерозис. Искусственный отбор 148 KB
  Системы скрещивания. Гетерозис. Искусственный отбор. План лекции: Классификация типов скрещивания. Родственное скрещивание (инбридинг). Неродственное скрещивание (аутбридинг). Отдаленная гибридизация...
5188. Генетика. Биоэкология. Методологические основы генетики. Курс лекций 644.5 KB
  Лекция 1. Методологические основы генетики Предмет генетики Понятие о наследственности и изменчивости Методы генетических исследований Значение генетики для практики Современные проблемы генетики Предмет генетики. Возра...
5189. Предмет і завдання медичної генетики. Роль спадковості в патології людини 150 KB
  Предмет і завдання медичної генетики. Роль спадковості в патології людини Предмет та завдання медичної генетики. Значення генетики для медицини. Питома вага природженої та спадкової патології у структурі захворюваності й смертності...