ГСС

Cj KS Др, 20мкГм 1

(сигналу^ R, 160 ГСС \

(noyiexaJJ /р^ /ео

Рис. 6.62. Схема двухсиг-иальиого эквивалента антенны

вает не хуже 60 дБ, но это, как правило, приемники с двойны преобразованием частоты.

Избирательность по промежуточной частоте' проверяется так же, как и по зеркальному каналу. Проверку избирательности желательно проводить на тех частотах, которые наиболее близки к fnp. Если на входе приемника включен специальный контур (фильтр-пробка), настроенный на промежуточную частоту, то ослабление по промежуточной частоте очень велико (до 100 дБ).

Рассмотренные методы проверки избирательности приемника являются 0д1юсигиальными. Однако па входе приемника в реальных условиях действуют много сигналов и среди них могут быть мешающие сигналы, уровень которых значительно превышает уровень полезного сигнала. Для оценки работы приемника в присутствии мешающих сигналов применяют двухснгнальный метод проверки избирательности. При этом на вход приемника подают одновременно два сигнала, один имитирует полезный сигнал, другой - сигнал помехи. Генераторы сигнала и помехи подсоединяют к приемнику с помощью двухсигнального эквивалента антенны (рис. 6.62). Оба ГСС расстраивают относительно друг друга на 9 кГц {Fu\000 Гц, глубина 30%). Уровень /выхгсс (сигнал),на который настроен приемник, должен быть равен значению чувствительности приемника, регулятор громкости устанавливают в положение, при котором Увых.пр=УРс1/?зЕ. Второй ГСС (помеха) при этом должен быть выключен. Затем включают ГСС помехи и выключают модуляцию сигнального ГСС. Увеличивают Увыхгсс (помеха) до тех пор, пока на выходе прием1шка не будет напряжение на 20 дБ меньше нормального, что сответствует появлению перекрестной модуляции (в динамике будет сльипен тон 1000 Гц).

Отношение (в децибелах) уровня Увыхгсс помехи к чувствительности приемника на частоте настройки и будет характеризовав избирательность приемника в присутствии помехи. Эта величина должна быть не хуже 5...8 дБ относительной избирательно-ности по соседнему каналу. Худшее значение говорит о том, что частотная избирательность входных цепей недостаточна или же режим работы УРЧ, преобразователя частоты не соответствует расчетному. 222

Двухсигнальным методом можно проверять избирательность и по внеполосовым сигналам. Методика измерения такая же, только ГСС (помеха) настраивают на частоты, соответствующие внеполосовым сигналам.

6.9. ПОМЕХИ РАДИОПРИЕМУ

Характеристика радиопомех. Помехой называется любое воздействие на сигнал, принимаемый радиоприемником, и искажающее принимаемое сообщение. Помехи могут быть как внешние, так и внутренние. Внешние помехи могут быть естественными и пскусственными. К естественным помехам относят атмосферные и космические. Атмосферные помехи создаются грозовыми и электрическими разрядами в атмосфере. Многолетние наблюдения показывают, что ежесекундно в атмосфере Земли происходит более 100 сильных грозовых разрядов. Электромагнитные колебания, создаваемые ими, распространяются на расстояния до 20 тыс. км. Пользуясь статистическими данными, можно прогнозировать сред-невероятностный уровень атмосферных помех в месте размещения радиоприемника. Действие атмосферных помех уменьшается с ростом частоты радиоканала.

Космические помехи - это электромагнитные колеба1Шя теплового происхождения. Источником таких помех является Солнце, Луна, ионизированный газ и др. Число источников помех велико, и поэтому интенсивность космических помех характеризуется уровнем общего фона. Спектр помех достаточно широк. С ростом частоты уровень космических помех убывает со скоростью 20 дБ па декаду и па частотах около 5 ГГц его практически можно считать равным нулю.

Искусственные помехи создаются промынтленными установками, излучением и переизлучением других радиосредств. Промышленные помехи создаются различными установками производственного и бытового назначения. Мощность излучаемых электромагнитных колебаний отдельного источника невелика. Однако в крупных населенных пунктах общий фон промышленных помех может оказаться весьма значительным. Спектральная плотность таких помех уменынается с ростом частоты, и в диапазоне СВЧ уровень промышленных помех становится меньше уровня собственных Hiy-мов радиоприемника.

Еп,мкВ/м

1000

OJOOl

0.01 0,1 I Ю ЮО ЮОО f,Mrn

Рис. 6.63. Зависимость уровня помех от частоты

На рис. 6.63 приведены графики, иллюстрирующие примерную зависимость уровня помех от частоты. Кривая / соответствует максимальной напряженности поля атмосферных помех, пересчитанной к полосе 1 кГц, кривая 2 - минимальному уровню атмосферных помех. Кривая I? показывает зависимость напряженности поля промышленных помех для современного города при ненаправленных антеннах приемника. Кривая 4 показывает средний уровень собственных шумтэв приемника первого класса. Кривые 5 и 6 характеризуют усредненный максимальный и минимальный уровень космических помех за сутки. Из приведенных графиков можно сделать вывод, что на длинных, средних и коротких волнах основную роль играют внешние помехи (атмосферные, промышленные и искусственные), а в диапазонах УКВ и СВЧ - собственные шумы приемника и космические помехи.

По своей структуре все виды помех можно разделить на две большие группы: флуктуационные (шумовые) и сосредоточенные (во времени и по частоте).

Флуктуационная помеха присутствует на входе приемника постоянно, так как имеет более широкий спектр, чем сигнал. Сосредоточенная помеха (по частоте) имеет более узкий спектр, чем спектр сигнала. Это в основном помехи других радиосредств плн же комбинационные помехи, возникающие в приемнике. Сосредоточенная помеха (по времени)-это непериодическая последовательность одиночных импульсов, длительность которых меньн1е, а интервал следования больп)е длительности переходных процессов в тракте приемника.

Помехоустойчивость - радиоприемника. Помехоустойчивость - это способность приемника обеспечивать прием информации при действии помех с заданной достоверностью приема. Достоверность приема зависит от видов помехи, передаваемой информации, схемы построения приемника. Различают потенциальную и реальную помехоустойчивость. Потенциальная помехоустойчивость приемника характеризуется максимально возможной достоверностью приема при заданной структуре помехи и данном виде сигнала. Приемник, реализующий потенциальную помехоустойчивость, называется идеальным. В реальном приемнике характеристики отдельных ка-

скадов отличаются от идеальных, поэтому вводят понятие реальной помехоустойчивости, которая всегда хуже потенциальной.

Количественно помехоустойчивость оценивают уровнем сигнала в антенне при заданном уровне помехи, при котором информация принимается с заданной достоверностью. Приемники, реализующие различные принципы работы, различные варианты построения отдельных трактов, можно сравнивать по степени приближения реальной помехоустойчивости к потенциальной.

Способы защиты радиоприемников от помех. Зашита приемников от помех основана на использовании различий характеристик сигнала и помех. Применяют различные способы борьбы с помехами: частотную, пространственную, поляризационную временную, амплитудную, кодовую избирательность, компенсационные схемы, схему ШОУ и др. Рассмотрим некоторые из них.

Флуктуанионную помеху полностью устранить невозможно, так как часть спектра помехи всегда накладывается на спектр сигнала. Для уменьшения влияния флуктуационной помехи на качество приема применяют частотно-избирательные цепи в радиотракте приемника.

Пространственная избирательность основана на применении антенн с диаграммой направленности заданной формы и ориентации. Особенно широко этот способ стали применять в радиоприемных устройствах, работающих с антеннами типа фазированных антенных решеток в диапазоне СВЧ.

Поляризационная избирательность основана на различиях поляризации полей сигнала и помех. Этот способ применяют при защите приемника от действия атмосферных помех.

Временная избирательность применяется в основном в импульс-пых системах. Основана на различии длительности импульсных помех и рабочих сигналов. Хорошие результаты дает дополнительная реализация метода накопления периодических сигналов на фоне белого шума.

Для защиты от импульсных помех, отличающихся по амплитуде от полезного сигнала, применяют: ограничитель снизу, который отделяет полезный сигнал от импульсных помех меньшей амплитуды, ограничитель сверху, отделяющий полезный сигнал от импульсных помех больпшй амплитуды.

Компенсационный метод защиты от помех основан на применении устройства, состоящего из двух трактов: рабочего и компенсационного. Рабочий тракт настроен на частоту сигнала, а компенсационный расстроен на частоту Д/к. При незначительных расстройках импульсная помеха в рабочем и компенсационном трактах идентична и может быть скомпенсирована. Однако требования к рабочему и компенсационному трактам должны быть достаточно жесткими, так как сигналы должны иметь одинаковые не только 15-1140 225-

частоты, но и фазы, а это трудно реализовать. Более простым способом защиты от импульсных помех является коррекционный способ, основанный на по.мехоустойчивом кодировании с избыточностью. Неплохие результаты дает применение в тракте УПЧ схемы ШОУ. В широкополосном линейном усилителе амплитуда помехи будет иметь большое пиковое значение и малую длительность. Ограничитель выравнивает амплитуду сигнала и помехи. В узкополосном усилителе относительный уровень помехи уменьшается вследствие его растяжения во времени.

Сосредоточенные помехи, как правило, обусловлены работой посторонних радиостанций. Сосредоточенные помехи различают по расположению спектра помехи относительно спектра сигнала: спектр помехи сосредоточен в полосе частот, занимаемой сигналом, спектр помехи лежит вне полосы частот сигнала (прием по соседнему каналу, прием по побочны-М каналам). Методы борьбы с со-средоточе1П1Ыми помехами в основном сводятся к повышению избирательности приемника, при этом стремятся обеспечить минимально допустимую полосу пропускания при максимально большой прямоугольности. В широкополосных системах применяют способ. ос1Юваннын на исключении ( вырезании ) тех участков спектра, которые подвержены наиболее мощным сосредоточенным помехам.

Ослабление сосредоточенной и импульсной помех, действующих одновременно, вызывает определенные трудности в силу того, что меры защиты от импульсных и сосредоточенных помех достаточно противоречивы. Подавление импульсных помех тем эффективнее, чем шире полоса избирательных цепей приемника, а подавление сосредоточенных помех тем эффективнее, чем уже полоса пропускания на входе приемника. Для подавления импульсных помех после широкополосного усилителя ставят ограничитель, а при воздействии мощной сосредоточенной помехи после ограничения появляются комбинационные частоты. Для эффективного подавления импульсной и сосредоточенной помех, действующих одновременно, применяют широкополосные системы с последующим ограничением импульсных помех и узкополосной фильтрацией участка спектра, пораженного сосредоточенной помехой.

Кондуктивные помехи создаются многочисленными электротех-нически.ми, электронными и радиоэлектронными устройствами. Примером такой помехи может служить бортовая сеть электропитания . самолета с частотой 400 Гц. Средой распространения помех и являются токопроводящие элементы механических конструкций, экраны кабелей и монтажная схема с больншм числом проводников. Основное средство ослабления кондуктивных помех-их фильтрация посредством помехоподавляющих фильтров НЧ различных типов: Г-, Т-, П-образных и многозвенных. Поме-хоподавляющие фильтры включают между сетью электропитания

и источником помех в каждый незаземленный провод сети питания по возможности ближе к источнику помех.

Внутренние помехи - это собственные шумы приемника. Существенное влияние на качество приема оказывают собственные шумы приемника, относящиеся к виду флуктуационных помех, возникающих в любой цепи, имеющей активное сопротивление. Беспорядочное тепловое движение электронов между двумя ближайшими столкновениями с другими электронами или с атомами вещества вызывают импульсы ЭДС, длительность которых равна длительности свободного пробега. Среднее время пробега очень мало (10- с). Спектр таких импульсов бесконечно широк, занимает полосу от единиц герц до 10 Гц и называется белым шумом . Известно, что действующее 3iia4einie шумового напряжения при комнатной температуре 70=293 К (20°С) определяется выражением t/n,=0,125y7?i/, где шумовое напряжение, мкВ; R - сопротивление, кОм; - полоса частот, в пределах которой измеряется шумовое сопротивление, кГц.

Наиболее опасны шумы входных элементов приемника, так как они потом значительно усиливаются. На входе приемника действуют шумы антенны, связа1шые с сопротивлением потерь антетты /л, шу.мы входных контуров, обусловленные активной составляющей сопротивления потерь Гк, и др.

Как уже отмечалось, флуктуациоиные шумы принцнпнально неустранимы и являются основной причиной, ограничивающей чувствительность приемника. Для оценки шумовых свойств источника сигнала используют отношение средней мощности сигнала к средней мощности шума PclPm- Это отношение часто называют коэффициентом различимости:

Dp - Рс.вых/Р ш.

в любом четырехполюснике, через который проходит сигнал и шум, отнон1ение Рс/Рт ухудшается, так как добавляются собственные П1умы четырехполюсника. Количественно ухудшение этого отношения определяется коэффициентом шума

(6.5)

Рс.вых/Рш.вых

Коэффициентом шума называют частное от деления отношении сигнал/шум по мощности на входе и выходе четырехполюсника. Выражение (6.5) можно переписать в следующем виде:

ш. вых

где (р=-Рс.вых/Яс.вх -коэффициент передачи четырехполюсника по м0н1н0сти. Произведение /СрРш-вх представляет собой мощность 15* 227