Максимов М. В. - Защита от радиопомех, страница 4

Число таких разрядов может достигать нескольких тысяч. Если не учитывать местных гроз, уровень атмосферных шумов носит квазистациоиарный характер. Он зависит от географических координат пункта приема и сравнительно медленно изменяется в течение суток и от сезона к сезону. Это позволяет прогнозировать уровень атмосферных помех. Такие прогнозы подытожены в специальном отчете № 322 [59[ Х пленарной ассамблеи Международного консультативного Комитета по радио (МККР). Для характеристики атмосферных помех МККР были предложены две величины: эффективный коэффициент помех, представляющий энергетическую характеристику, и распределение вероятности амплитуд (АРД вЂ” в обозначениях Отчета), с помощью которых можно в большинстве случаев удовлетворить потребность практики.

Распределение вероятности амплитуд имеет важное значение в тех случаях, когда требуется знание вероятности превышения помехой определенного уровня (например, в случае радиосвязи с помощью бинарных амплитудных посылок). Эффективный коэффициент атмосферных помех определяется соотношением: [ит„— Р йТ Ь~,„,. Рэ г Р гР когтй 18 Здесь Р, — мощность помех (в ваттах), получаемая от короткой эквивалентной антенны без потерь (т.

е. к. п. д. т), = !) над идеально проводящей поверхностью Земли. 19 Удобно величину располагаемой мощности Р, отдаваемой антенной в согласованную нагрузку, выразить в виде соотношения Р = )сТ,Ц,„„ (1.1.27) где Т, — некоторая эквивалентная шумовая температура, характеризующая интенсивность помех.

Такое представление не является строгим, поскольку атмосферные помехи значительно узкополосиее, других составляющих шумов антенны. Однако обычно в пределах сравнительно узкой эквивалентной полосы приемника спектр помех можно считать РавномеРным и, следовательно, коэффициент га можно определить как отношение шумовых температур: ~а Та(Та.

(1.1.28) В упомянутом отчете МККР приведены таблицы для 7а, в децибелах: )г, =-10 Щ, (дБ). Для вычисления средне- квадратического значения напряженности поля Е„„атмосферных радиопомех для полосы приемника 1 кГц™пользуются соотношением 159! Е, = Р, — 65,5 + 20 !я 7'. (1.1.29) Здесь Е, дано в децибелах относительно 1 мкВ)м для полосы 1 кГц, 1 — частота, МГц.

Величину напряженности поля помех для любой полосы Л7,„, (Гц), отличной от 1 кГц, получают добавлением к Е, величины !О !8Ь|,„„ — 30. Для медианного значения величины Р, = Р, поля помех (в децибелах относительно ьТай~ аи а) составлены ка Рты земного шаРа, на котоРые нанесены усредненные линии одинаковых уровней Р, для длины волны). =- 300 м (! =- 1 МГц).

Весь год при этом разбит на четыре сезона (зима, весна, лето, осень), а сутки— на 6 отрезков по 4 ч в каждом. Для пересчета значений Р, на другие частоты каждой карте ставится в соответствие график зависимости усредненных значений Р, от частоты, приведенный на рис. 1.7 (чнсла, которыми помечены кривые, соответствуют значениями Р,„, на частоте ! = 1 МГц), Мощность помех резко убывает с частотой, и лишь в области частот 4 — 20 МГц имеет место некоторый подъем кривых, На частотах, превышающих 20 — 30 МГц, атмосферные помехи можно не учитывать. На рис. 1.7 штрих-пунктирной кривой помечен ожидаемый уровень индустриальных помех в «спокойных» районах 20 чв бд Рис.

ъ7. йш4бббд дгдзбд ~ г б б ~а д7 Р, бгдг. вдали от больших городов и крупных населенных пунктов, линий передач и сосредоточенных источников индустриального шума. Здесь же пунктиром нанесена кривая космического фонового шума. Другая характеристика — АРД вЂ” это величина, показывающая процент времени Г (Е), в течение которого не превышается заданный уровень помех.

Установлено, что 1 (Е) подчиняется закону распределения, который можно аппроксимировать двумя следующими законами [67): 1(Е)ии (Р ~0 9 1+1, Ес.-,Е, Ви ~(Е)=с0~0„9 1+1, Е)Е . Ри значения Е, не превышаемыевтечение90% и 1044 времени каждого 6-часового интервала; Š— медианное значение шумов; 2 ' я бз(г) = — ~е — "' 4х. к О 21 Величина Е связана с медианным значением Е,„соотношением (1.!.29). В Основным параметром для О, н Р является частота 7. « !59! для каждого семейства Е, приведено соответствующее ему семейство 0„ н О, для всех районов земного шара. Там же содержатся и другие графики, характеризующие различные параметры атмосферных помех.

Более детальные исследования законов распределения амплитуд помех для частот 20 — 30 МГц и сверхнизких частот проводятся в !72, 138, 139!. 4. Индустриальные помехи Индустриальные помехи вызываются работающими электрическими аппаратами, системой зажигания двигателей внутреннего сгорания различного назначения, а также электрическими линиями передач. Спектр индустриальных помех и нх интенсивность зависят не только от характера источников, но н от степени и эффективности мер, принятых для их локализации (экранировка местных источников).

Наибольший уровень этих помех характерен для больших городов, индустриальных центров, а также для движущихся объектов (автомобилей, самолетов и т. п.). Уровень и спектр индустриальных помех с трудом поддается прогнозированию и расчету (за исключением помех от линий электропередач). Для каждого случая эти данные контролируются экспериментально с помощью специальных измерительных приемников. Некоторые данные об уровне индустриальных помех в пунктах, удаленных от их источников, содержатся в Отчете № 822 МККР.

Имеются нормы, ограничивающие уровни индустриальных радиопомех, источники которых расположены в городах и поселках. 1,2. ПАССИВНЫЕ РАДИОПОМЕХИ 1. Мешающие отражения от земной поверхности Общая характеристика мешающих отражений. Радиосигналы, излучаемые как по основному, так н по боковым лепесткам диаграммы направленности передающей антенны, отражаются земной поверхностью н, поступая н тупая на вход приемника, мешают его работе.

Отражения от поверхности 22 Земли сказываются на работе наземных РЛС тем сильнее, чем выше поднята антенна РЛС над земной поверхностью, Самолетные РЛС в большей степени подвержены действию мешающих отражений от земной поверхности, чем наземные. Зто связано с движением самолета н характером отражения от Земли при различных углах визирования.

Интенсивность мешающих отражений зависит от многих факторов: прежде всего от длины волны, поляризации сигнала, структуры, физических и химических свойств отражающей площадки, угла визирования и т. п. Отражение волн от земной поверхности может быть зеркальным идиффузным. Чисто зеркальное отражение имеет место только для идеально гладких (зеркальных) поверхностей, которыми, например, иногда можно считать бетонные дорожки аэродромов и асфальтированные шоссе. Реальные земные поверхности (трава, лес, пашня) создают как зеркальные, так и диффузные отражения. Часто зеркальную составляющую называют когерентной, а диффузную — некогерентной. Диаграмма направленности зеркальной составляющей излучения имеет ту же форму, гго и при отражении волн от идеально гладкой поверхности !167!.

Диаграмма направленности диффузной составляющей излучения имеет форму, близкую к сфере, касательной к поверхности земли. Доля рассеянного диффузного излучения зависит в основном от степени неровности (шероховатости). Вид отражения (диффузный нли зеркальный) по-разному сказывается на работе РЛС. Так, зеркальное отражение вызывает изрезанность диаграммы направленности, появление ложных целей — «двойников» и часто приводит к систематическим ошибкам измерения координат. Зеркальные отражения иногда эквивалентны действию имитирующих помех.

Интенсивность зеркальных мешающих отражений оценивают с помощью коэффициента отражения к, р, определяемого как отношение отраженной мощностй Р„„ к падающей Р„д. Коэффициент отражения к„, определяющий долю мощности отраженной волны, сильйо зависит не только от вида поверхности и угла В между нормалью к облучаемой площадке и направлением на РЛС, но и от поляризации сигнала. На рис. 1.8 приведены зависимости коэффициента отражения к„р от В,р для радиоволн с горизонтальной и вер- тз тикальной (нормальной) поляризациями (148, 74!. Эти зависимости получены для длины волны 10 см (сплошная линия) и 1 см (пунктир) для гладкой земной поверхности. При некоторых углах О„р, называемых углами Брюстера, наблюдается явление полйого преломления, и отраженная волна отсутствует либо энергия ее очень мала. Физически это объясняется тем, что при падении электромагнитной волны из оптически менее плотной среды в среду, более плотную, волна после преломления на границе раздела двух сред полностью переходит в более плотную среду (землю) и там поглощается.

Это интересное явление может быть использовано в радиолокации для устранения мешающих зеркальных отражений путем соответствующего выбора позиции РЛС. Чаще всего в радиолокации встречаются с диффузным отражением, которое порождает случайный помеховый сигнал, оказывающий маскирующее действие. Энергетически мешающее влияние маскирующего диффузного отражения оценивается значением удельной эффективной площади рассеяния (ЭПР) 5 отражающего участка земной поверхности. Удельная ЭПР 5, представляет собой эффективную площадь рассеяния, приходящуюся на единицу площади поверхности отражения.