Радиоэлектронные системы Основы построения и теория. Справочник . Под ред. Я.Д. Ширмана (2007) (1151789), страница 91
Текст из файла (страница 91)
24.10. Учитывает особенности конкретных целей, изменение значений о,р с изменением их ракурса и все источники флюктуаций, включая вращение элементов целей. 13.3. А/здитивные маскирующие помехи Аддитивные помехи различают по их происхождению, способу создания и вызываемому эффекту.
По происхождению различают адднтивные помехи: ° внутриприемные (флюктуационные шумы приемников) и природного происхождения; ° взаимные; ° преднамеренные. По способу создания различают аддитивные помехи: > активные, т.е. помехи в виде прямых излучений; 3' пассивные, формируемые в результате отражения зондирующих сигналов от мешающих отражателей; > комбинированные (активно-пасснвные). По вызываемому эффекту различают адднтивные помехи: ° маскирующие (подавляющие); ° имитирующие (ложные цели). Запита от помех — важный элемент построения устройств обработки принимаемых колебаний.
13.3.1. Особенности флюктуационнык шумов Шумы вызываются случайными движениями электронов в резисторах, электронных приборах и т.д. Классической моделью формирования игума является модель его возникновения в резисторе, находящемся в условиях термодинамического равновесия с внешней средой, т.е. отсутствия теплообмена. Шумы радиоаппаратуры сопоставляются с шумами резистора. Спектральная плотность шума резистора в ра- диодиапазоне.
Поясняется на примере двух резисторов, связанных согласованным по входу и выходу четырехполюс- Я ником-фильтром без потерь с полосой про- апов .Т Таях пУсканил П =.1ппх - /т!о еи е (рис. 13.10). Резисторы обмениваются энерги Рис. !3.10 ей через четырехполюсник. Напряжение каждого резистора можно разбить на ортогональные составляющие. Пусть напряжение на интервале времени Т» ПП описывается наложением ТП косинусоидальных и ТП синусоидальных гармоник ряда Фурье.
Возможность выбора амплитуды напрюкения такой гармоники рассматривается как степень свободы. Известно, что в ус- ловиях термодинамического равновесия на каждую степень свободы приходится средняя энергия Эо=1сТ/2, где 1с = 1,38 10 Дж/град — постоянная Больцмана, а Т -зз — температура системы в градусах Кельвина. Помножив ее на число гармоник 2ТП и поделив на интервал времени, находят среднюю обмениваемую мощность /Лст. Спектральная плотность этой мощности находится путем деления этой мощности на полосу П: /!/о = //)ст / П = 1сТ .
(13.28) Выражение мохсно обосновать и при другом понимании степеней свободы. Напряжение резисторов рассматривается как последовательность радиоимпульсов частоты (/пах — /' !о)/2 (см. теорему комплексных отсчетов, разд. 13.6.1). Энергия на степень свободы — это энергия квадратурной составляющей такого радиоимпульса.
Средняя его энергия э„= г(йт/г) = йт= гэ,. (!3.29) Умножив (13.29) на число комплексных отсчетов в единицу времени (секунду) П и относя результат к полосе частот П, найдем совпадающее с (13.28) значение л/о= э пт=э Законы распределения энергии комплексных отсчетов шума в радиодиапазоне. Каждый отсчет шума в этом диапазоне образован в результате большого числа наложений, его напряжение распределено поэтому по нормальному закону (рис. 13.4,а). Случайные амплитуды игума распределены тогда по релеевскому закону (рис. 13,4,6), а мгновенные мои/ности и энергии атсчетав— по экспоненциальному закону (рис. 13.4,в), т.е. р(Э)= — е ~~~~.
1сТ (13.30) Шумы в оптическом диапазоне. Результаты классической термодинамики (13.28)-(13.30) неприменимы при значительном расширении полосы частот. Средняя мощность шума/с/О(/т -я,„;а) не может неограниченно возрастать с расширением полосы частот П. Постулат Планка устранил возникшее противоречие. Согласно ему энергия колебаний принимает только дискретные значения Э„= и/!Т(п = О, 1, 2, ...), пропорциональные частоте /: Обмен энергией осуществляется квантами ///; где /с и 6,63 10 Дж с- постоянная Планка.
Величина /// мала в радиодиапвзоне, что позволяло считать распределение энергии Э, непрерывным (7.2Ц. Вероятности Р„дискретных уровней энергии Э„при малых /!/'согласно (13.30) распределены экспоненцнально — иь// сст Рп= Рос где из условия их нормирования ХР 1 /о с!+ Ч~~ Т) о значение Ро = 1+/!//)ст. Среднее значение обмениваемой энергии Э,р(/,Т) определяется тогда равенством //Т (13ЭЦ В пределах радиодиапазана, где /!/'«1ст, значения 195 )ОООО )ш )))О~ й 1 с.
Ы Й !ОО 1О ЧО' Кш = )ш.азлл л ГО. 1 )ОО 1ОООО 100000 Час юга. М! 'и !ООО 196 е = ! + /)1'/)сТ и Э, (7") ч )сТ = зУЧ, ьп кт см. (13.28). Это можно трактовать как )У( У) )УЧ. За пред«гани радиодиапазона интенсивность тепловых шумов падает вследствие квантования обмениваемых энергий. Частота угу»я, соответствующая условию /!Упжв )сТ, пРинимаетсЯ за гРаницУ междУ Радио- и оптическим диапазонами.
При Т = 300 К значение ~„'~зв ш = 6 ЗТц, багра« = 50 мкм, см. табл.1.1. Шумы радиоприемного устройства. Условия их образования отличаются от условий термодинамического равновесия. Усиливаются шумы: ° антенны; ° первых каскадов приемника. Шумовая температура приемного устройства. Шумы антенно-фидерного устройства и первых каскадов (линейной части) приемника мысленно заменяют шумами резистора, подключенного на вход приемника и разогретого до температуры Тш. Приемник после этого считается нешумящим, что позволяет пересчитывать все шумы к его входу. Шумовка температура учитывает, таким образом, все перечисленные шумы. Коэффициент шума приемника. Это его шумовка характеристика без учета особенностей работы антенны в окружающем пространстве.
Измеряется после замены антенны на эквивалент при комнатной температуре ТО = 290 К. Определяется отношением измеренного значениЯ шУмовой темпеРатУРы Тш язв к ТО: Выражение спектральной плотности мощности шума через коэффициент шума и шумовую температуру приемной антенны. Разность Кш — 1 = (Тш «зм — ТО))ТО характеризует отношение спектральной плотности шумов приемника (без антенны) к спектральной плотности шумов резистора при комнатной температуре.
Добавляя спектральную плотность шумов антенны с шумовой температурой Т, (разд. 13.3.2), находят спектральную плотность мощности шума: УО = 11ТО(Кш — 1) + )сТа = )сТО(Кш — 1+ Та)ТО) (13.32) 13.3.2. Разноаидности непреднамеренных аддитианых помех Аддитивные помех« — это ° шумовые н импульсные помехи природного происхождения, влияющие на «температуру» антенны; ° индустриальные взаимные помехи (разд. 6.2 и 6.3). Шумы природного происхождения и их влияние на «температуру» антенны. К шумам природного происхождения относятся шумовые излучения, приходящие из Галактики, от Солнца и планет Солнечной системы, участков поверхности Земли.
Шумовая температура антенны учитывает прием приходящих излучений и температуру материала антенны. Аддитивность шумовых температур обусловлена авдитивностью определяемых ими спектральных плотностей мощности шума. Шумовая температура антенны Тз находится как сумма шумовых температур пространства Тев с весом з)з, где пш — коэффициент полезного действия антенны, н материала антенны Тчаз с массой (! — з)а): 'Га = з)аТпр + (1 з)а)Тмат ° Шучовая течперашури пространства Тва складывается из яркостных температур Т„участков пространства, наблюдаемых с весами, пропорциональными их угловым размерам и коэффициентам усиления антенны в направлениях на эти участки.
Яркосшвой температурой произвольного тела называют температуру абсолютно черного тела, обеспечивающего одинаковую с ним спектральную интенсивность излучения при равных угловых размерах. Если истинные температуры и угловые размеры тел одинаковы, сильнее излучают тела, поглощающие внешние излучения.
На рис. 13.1! приведен график яркостных температур чистого неба Т„для различных углов места е, учитывающее наряду с тепловым излучением атмосферы равномерный фон космоса. Рис. 1331 пв данным 10.70, 2.261 Наряду с равномерным фоном, возможен прием излучений дискретных источников, особенно Солнца. Фотосфера Солнца имеет угловой размер 7 10 ' стерадиана, в отсутствие возмущений его яркостная температура обратно пропорциональна Г и при у" =400 МГц составляет около 5 10' 'К. Импульсные атмосферные помехи. Роль атмосферных помех, особенно импульсных, возрастает с понижением частоты. Так, помехи от ближних гроз имеют импульсный характер.
Индустриальные помехи создаются системами зажигания автомобилей, реле холодильников и кондиционеров, цепями разверток электронно-лучевых трубок, измерительными и медицинскими приборами, коронирующей высоковольтной аппаратурой, линиями электропередачи и т.д. Проявляются в виде групп импульсов 1...6 ис, оказывающих вблизи автострад и маскирующее действие. Наложение помех от ряда удаленных источников образует «фоновую» составляющую помех, повышая на низких частотах (рис. 13.11) шумовую температуру пространства. Спектральные составляющие импульсов влияют даже в СВЧ диапазоне. Интенсивность космических помех на частотах 30...!00 МГц зависит от текущего состояния ионосферы.
Разряды электризации обшивки самолета влияют на работу его сверхдлинноволновой навигационной аппаратуры. Взаимные помехи. Защита увязывается с защитой от других видов помех. О технических и организационных мероприятиях ЭМС см. в разд, 6.3. 13.3.3. Особенности формирования и воздействия преднамеренных активных маскирующих помех Создание преднамеренных активных маскирующих помех как составная часть РЭБ рассматривалась в разд. 6.4. Ниже детализируются принципы формирования и воздействия этих помех. Помехи формируются с учетом предварительной и исполнительной (оперативной) информации средств радиоэлектронной разведки (РЭР), на основе которой включаются те нли иные частотно-поляризационные каналы и выбирается степень прицельности помех.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
