Вопрос 1 Работа радиоприемных устройств в условиях помех

Лекция 23 ПОМЕХИ РАДИОПРИЕМА.

Под помехами принято понимать всякое постороннее электри­ческое воздействие на приемник, вызывающее в его оконечном устройстве дополнительный нежелательный эффект; звук или шум в телефонах, засветы на экране индикатора РЛС, срабатывание исполнительных устройств. Помехи наравне с полезным сигналом изводят в антенне дополнительные ЭДС, что затрудняет прием полезного сигнала и требует принятия специальных мер борьбы.

Помехи подразделяются на внутренние и внешние.

Внутрен­ние помехи возникают в самом радиоприемном устройстве и называются собственными шумами при­емника, каскада.

Внешние помехи обычно классифицируют по происхождению:

1. сигналы различных радиостанций;

2. атмосферные помехи;

3. промышленные помехи;

4. космические помехи.

Независимо от происхождения помехи подразделяются на

· сосредоточенные,

· импульсные

· случайные (флюктуационные).

Сосредоточенным помехам присуще наличие определенной ча­стот несущего колебания. Это сигналы различных посторонних радиостанций, частоты которых отличаются от частоты настройки приемника. Борьба с такими помехами в приемниках осуществляется с помощью избирательных цепей. ---------1группа

Собственные шумы и космические помехи являются чисто случайными и борьба с ними ведется специальным подбором схем и методовобработки принимаемых сигналов.

Атмосферные и промышленные помехи являются преимущественно импульсными. Их действие вызывает в колебательных контур­ах приемного устройства свободные затухающие колебания.

Атмосферные помехи обусловлены различными естественными электрическими процессами, возникающими в атмосфере. Основным источником помех являются грозовые разряды, которые представляют собой мощную электрическую дугу, вызванную большой разностью потенциалов в миллионы вольт с силой токаа сотня тысяч ампер. Такой мощный электрический разряд созда­ет электромагнитное поле, действие которого распространяется на сотни километров и создает помехи радиоприему. Атмосферные по­мехи являются следствием и других электромагнитных процессов в земной атмосфере, ультрафиолетовых лучей, радиоактивных излучений и т. д.

Данные многолетних наблюдений, опытов и исследований ат­мосферы советскими и зарубежными исследователями по­зволяют установить ряд закономерностей. Возникновение грозо­вых разрядов зависит от передвижения воздушных масс, которое, в свою очередь, определяется интенсивностью солнечного свече­ния. На степень проявления атмосферных помех оказывают влия­ние время года, время суток и условия распространения радио­волн различного диапазона. Летом воздействие помех на прием­ник сильнее, чем зимой. В районах земного шара с высокой гео­графической широтой (вблизи полюсов) влияние помех более значительно, чем в районах с низкой широтой (вблизи экватора).

Исследования спектрального состава импульсных помех показывают, что всякая импульсная помеха, воздействующая на при­емник, имеет сплошной спектр и может быть представлена бес­конечным рядом гармонических ЭДС в бесконечной полосе.

Рисунок 2.1– Спектральная плотность помехи

Спектр является убывающим и основная его энерге­тическая плотность концентрируется вблизи нуля, т.е. на более вязких частотах. Такая помеха оказывает большое воздействие в диапазонах длинных и средних волн и в меньшей степени — в диапазонах УКВ.

Степень влияния помех зависит от ширины полосы пропуска­ния приемника: чем шире полоса пропускания, тем больше мощ­ность помехи, проникающей на выход радиоприемника.

Борьба с помехами преследует основную цель — получить на доходе радиоприемника такое превышение уровня сигнала надуровнем помехи,при котором возможна нормальная работа оконченного устройства. Для повышения помехоустойчивости линий радиосвязи используется различные методы. Правильный выбор диапазона частот радиосвязи (в зависимости от загруженности радиодиапазона) способствует значительному уменьшению влия­ния помех. Импульсные помехи можно частично подавить путем использования в схеме радиоприемного устройства каскада ограничения помех.

Помехи подобного рода могут возникать при полете самоле­та. На металлических частях самолета, находящегося в движении, на счет трения о воздух наводятся электростатические заряды, величина которых постоянно изменяется, вследствие чего в об­шивке самолета возникают уравнительные токи между отдельны­ми частями обшивки—электрические разряды, порождающие по­мехи в антенне приемника. Для уменьшения этих токов между металлическими частями самолета должен быть хороший электрический контакт или, как говорят, должна быть обеспечена металлизация самолета.

Промышленные помехи возникают в результате воздействия на приемник электромагнитных полей, которые появляются при ра­боте различных электрических установок. Такие помехи возни­кают главным образом при резких изменениях тока, сопровож­дающихся появлением искры или электрической дуги. Наиболее распространенными источниками промышленных помех являются коллекторные двигатели, генераторы тока, телеграфные аппараты, различные виды выключателей и переключающие устройства, си­стемы зажигания в самолетах и автомобилях, рентгеновские уста­новки. Промышленные помехи действуют преимущественно на приемники, расположенные в непосредственной близости от ис­точников, и имеют с ними общее электропитание. Интенсивность помех зависит также и от числа источников.

Основными путями проникновения промышленных помех в радиоприемник являются антенна и электрическая сеть переменноготока питания электрооборудования. Проникновение в ра­диоприемник через антенну помех можно ослабить, применяя ан­тенны, обладающие направленными свойствами (например, ра­мочные, ферритовые антенны, антенные решетки и т. п.). У ан­тенн с горизонтальной активной частью влияние помех можно ослабить, экранируя вертикальный провод (снижение) антенны.

Для зашиты радиоприемника от проникновения помех через сеть переменного тока в цепи питания первичной обмотки сило­вого трансформатора блока питания приемника применяют специ­альные фильтры (рисунок 1.2, а, б).

Рисунок 1.2, а - Дрос­сельный фильтр

К таким схемам относятся дрос­сельные емкостные фильтры и шунтирующие конденсаторы. В догме, приведенной на, фильтр L_AP, С1…С4 пропускает ток с частотой 50 Гц или 400 Гц (на борту самолета), протекающий в цели питания, и отфильтровывает составляющие токов помех, имеющие более высокочастотные составлявшие и возникающие под действием мешающих сигналов. Аналогичное назначение имеет емкостной фильтр С1, С2 см. рисунок 1.2, б.

Рисунок 1.2, б - Емкостной фильтр С1, С2

Борьба с промышленными помехами в точке приема весьма затруднительная, поэтому уровень промышленных помех следует уменьшить в местах их возникновения. Эффективным средством подавления помех является экранировка систем зажигания в двигателях в электроустановках, которые питаются от общей электросети, необходимо включить специальные сглаживающие и режекторные фильтры, искрящие коммутационные устройства следует снабжать искрогасителями. Правила эксплуатации и технического обслуживания предусматривают ряд мер, направленных на подавление помех в самих электроустановках (например, замер и регулировка давления щеток коллекторов и т. п.).

Космические помехи обусловлены электромагнитными процессами в космосе. К ним относятся радиоизлучения солнца, звезд, межзвездного пространства, галактики и т. д. Самым мощным источником является солнце, причем интенсивность помех сильно зависит от его активности.

В диапазоне 1…2 ГГц преобладают помехи за счет радиоизлучений межзвездного пространства галактики, их интенсив­ность возрастает с уменьшением частоты.

Проникновение космических помех через атмосферу земли зависят от частоты помех: так, помехи с частотами ниже 30 МГц через атмосферу не проходят. Ослабление космических помех обеспечивается применением остронаправленных антенн.

Дата добавления: 2014-01-07