Измерение напряженности электромагнитного поля

РЕФЕРАТ

На тему:

«Измерение напряженности электромагнитного поля и помех»

 

 

МИНСК, 2008

Основные понятия и классификация приборов для измерения напряженности электромагнитного поля и помех

 

Электромагнитная совместимость – это способность радиоэлектронных средств (РЭС) одновременно функционировать в реальных условиях эксплуатации с требуемым качеством при воздействии на них непреднамеренных помех и не создавать недопустимых радиопомех другим РЭС.

Помеха – любое нежелательное воздействие, которое ухудшает показатели качества полезного сигнала, устройства или системы.

Помехи заранее неизвестны, поэтому не могут быть полностью устранены.

В зависимости от источника возникновения помехи подразделяются на собственные, взаимные и внешние.

Собственные помехи возникают от источников, находящихся в данном устройстве, системе или канале связи (флюктуационные и контактные шумы, пульсации источников питания и т.д.).

Взаимные помехи, создаваемые влиянием каналов связи друг на друга, возникают вследствие недостаточного переходного затухания фильтров, разделяющих каналы, различных повреждений аппаратуры и т.д.

Внешние помехи возникают от внешних источников электромагнитных полей.

Они подразделяются на естественные и искусственные:

К естественным помехам относят земные (разряды в осадках, радиоизлучения нагретых предметов) и внеземные (солнечные, космические, радиоизлучение звезд);

Искусственные помехи подразделяются на станционные (радиовещание, телевидение, связь, локация) и индустриальные (энергетическое и промышленное оборудование и аппаратура широкого применения).

Приборы для измерения напряженности поля и помех образуют подгруппу П и делятся на:

П2 – индикаторы поля;

П3 – измерители напряженности поля;

П4 – измерители радиопомех;

П5 – приемники измерительные;

П6 – антенны измерительные.

 

Метод эталонной антенны

 

Если измерительную антенну поместить в ЭМП в плоскости, параллельной поляризации волны, то в ней будет индуцироваться ЭДС:

,                                                        (5)

где - действующая высота антенны.

Она всегда известна, так как при измерениях используются измерительные антенны вида П6 с известными параметрами. Значение ЭДС изменяется вольтметром.

Этот метод применяется для измерения напряженности сильных полей вблизи источников излучения и на практике реализуется с помощью простых измерительных устройств индикаторов поля вида П2.

 

Измерение помех в каналах связи

Наибольшее влияние на качество связи оказывают внешние помехи. Для техники связи характерно, что в телефонных и вещательных каналах измеряют не общее напряжение помех, а псофометрическое напряжение. При измерении такого напряжения учитываются избирательные свойства слуха человека.

 

Измерение внешних радиопомех

Измерение естественных радиопомех

Всю шкалу используемых частот можно условно разбить на три области:

1) от 1 Гц до 3 МГц, где преобладают атмосферные помехи от грозовых разрядов.

2) от 3 МГц до 1 ГГц, где преобладают космические шумы.

3) больше 10 ГГц, где преобладают атмосферные помехи от тепловых шумов.

При измерении естественных радиопомех надо учитывать также пассивные помехи, которые проявляются в виде отражений от земной и водной поверхности, облаков и т.д.

 

Измерение станционных помех

Основной источник станционных помех - побочные излучения передающих устройств, которые возникают в результате нелинейных искажений в радиопередающих устройствах.

Абсолютное значение мощности побочных излучений определяется путем измерения напряженности поля или плотности потока мощности, создаваемым этим побочным излучением в дальней от передатчика зоне, или путем измерения напряжения или мощности побочных излучений в фидерной линии. Соответственно измерения называются измерениями по полю или измерениями по тракту.

Результаты этих измерений позволяют рассчитать мощности побочных излучений.

В соответствующих нормативных документах установлены допустимые уровни радиопомех, приведены методики выполнения измерений и рекомендуемая измерительная аппаратура.

Измерители радиопомех

Структурные схемы измерителей радиопомех аналогичны рассмотренным выше схемам измерительных приемников и измерителей напряженности поля, но они имеют свои особенности, обусловленные характером помех.

Так как помехи имеют в основном случайный и импульсный характер, то, чтобы оценить их мешающее воздействие, они должны усредняться.

Усреднение выполняется с помощью квазипикового детектора.

Кроме квазипикового детектора в таких измерителях используются детекторы среднего, действующего и пикового значений.

Это позволяет получить дополнительные сведения о характере помех.

ЛИТЕРАТУРА

 

1Метрология и электроизмерения в телекоммуникационных системах: Учебник для вузов /А.С. Сигов, Ю.Д. Белик. и др./ Под ред. В.И. Нефедова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2005.

2Бакланов И.Г. Технологии измерений в современных телекоммуникациях. – М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2007.

3Метрология, стандартизация и измерения в технике связи: Учеб. пособие для вузов /Под ред. Б.П. Хромого. – М.: Радио и связь, 2006.

РЕФЕРАТ

На тему:

«Измерение напряженности электромагнитного поля и помех»

 

 

МИНСК, 2008

Основные понятия и классификация приборов для измерения напряженности электромагнитного поля и помех

 

Электромагнитная совместимость – это способность радиоэлектронных средств (РЭС) одновременно функционировать в реальных условиях эксплуатации с требуемым качеством при воздействии на них непреднамеренных помех и не создавать недопустимых радиопомех другим РЭС.

Помеха – любое нежелательное воздействие, которое ухудшает показатели качества полезного сигнала, устройства или системы.

Помехи заранее неизвестны, поэтому не могут быть полностью устранены.

В зависимости от источника возникновения помехи подразделяются на собственные, взаимные и внешние.

Собственные помехи возникают от источников, находящихся в данном устройстве, системе или канале связи (флюктуационные и контактные шумы, пульсации источников питания и т.д.).

Взаимные помехи, создаваемые влиянием каналов связи друг на друга, возникают вследствие недостаточного переходного затухания фильтров, разделяющих каналы, различных повреждений аппаратуры и т.д.

Внешние помехи возникают от внешних источников электромагнитных полей.

Они подразделяются на естественные и искусственные:

К естественным помехам относят земные (разряды в осадках, радиоизлучения нагретых предметов) и внеземные (солнечные, космические, радиоизлучение звезд);

Искусственные помехи подразделяются на станционные (радиовещание, телевидение, связь, локация) и индустриальные (энергетическое и промышленное оборудование и аппаратура широкого применения).

Приборы для измерения напряженности поля и помех образуют подгруппу П и делятся на:

П2 – индикаторы поля;

П3 – измерители напряженности поля;

П4 – измерители радиопомех;

П5 – приемники измерительные;

П6 – антенны измерительные.

 

Измерение напряженности электромагнитного поля

Напряженность поля необходимо измерять для определения диаграмм направленности антенн, дальности действия радиостанций и ретрансляторов, наличия паразитных излучений, качества экранирования устройств и других характеристик, определяющих качество радиосвязи, телевидения, радиовещания и телефонной связи.

Напряженность электромагнитного поля (ЭМП) характеризуется векторами:

- - плотность потока энергии (вектор Умова-Пойнтинга) (Вт/м²);

-  - напряженность электрического поля (В/м);

-  - напряженность магнитного поля (А/м).

Эти векторы перпендикулярны друг другу и связаны между собой соотношениями:

,                                                 (1)

Для воздушного пространства волновое сопротивление среды (W) равно

.

Тогда

П = Е²/120π = Н²·120π.                                                   (2)

Из формулы (1.19) видно, что для определения интенсивности поля можно измерять любой из трех векторов.

Еще одной характеристикой поля является плотность потока мощности, проходящей через поверхность площадью S, которая равна:

Р = П·S.                                                          (3)

Напряженность Е можно вычислить по результатам измерения мощности из выражения

Е= ,                                                (4),

где S_эфф – эффективная площадь антенны.

Для измерения интенсивности ЭМП используют два метода:

1) метод эталонной антенны;

2) метод сравнения.

При измерении векторов Е и Н большое значение имеет ориентация их в пространстве, характеризующая плоскость поляризации ЭМП, которая может быть линейной, круговой и эллиптической.

По отношению к земной поверхности существует две линейные поляризации:

1) вертикальная;

2) горизонтальная.

 

Метод эталонной антенны

 

Если измерительную антенну поместить в ЭМП в плоскости, параллельной поляризации волны, то в ней будет индуцироваться ЭДС:

,                                                        (5)

где - действующая высота антенны.

Она всегда известна, так как при измерениях используются измерительные антенны вида П6 с известными параметрами. Значение ЭДС изменяется вольтметром.

Этот метод применяется для измерения напряженности сильных полей вблизи источников излучения и на практике реализуется с помощью простых измерительных устройств индикаторов поля вида П2.