2.1. Классификация источников помех

Источники электромагнитной энергии классифицируются в ос­новном по картине их проявления в диапазоне частот, иными словами, по излучаемому ими высокочастотному спектру. Разли­чают узкополосные и широкополосные источники. Как уже отмечалось, процесс называется узкополосным, когда энергия спектра сосредоточена в основном в относительно узкой полосе частот около некоторой фиксированной частоты ω₀ или широкополосным, если указанное условие не выполняется (рис. 2.1.).

Дадим количественные оценки определения широкополосного и узкополосного источника для чего введем понятие энергетического спектра импульсного или периодического процесса.

Для импульсного процесса энергетический спектр определяется формулой:

,

где Т – длительность импульса.

Для периодического процесса

,

Где приn=0 и при .

Пусть энергетический спектр процесса имеет максимальное значение при частоте равное. Тогдашириной полосы энергетического спектра назовем величину площади под кривой энергетического спектра, отнесенную к величине энергетического спектра на частоте :

.

Эту величину можно трактовать как ширину равномерного в полосе энергетического спектра процесса, эквивалентного данному по средней мощности.

С учетом введенного определения условие узкополосности процесса определяется количественно, как. Если данное условие не выполняется, процесс следует рассматривать как широкополосный.

Источники узкополосных помех, как правило, являются искусственно со­зданными человеком. Это, например радиопередатчики, кото­рые на предоставленных им частотах излучают больше мощнос­ти, чем допустимо, любительские радиопередатчики, устройства, излучающие высшие гармоники, возникающие вследствие нели­нейности элементов передатчиков, медицинские и промышлен­ные высокочастотные генераторы или просто электросеть часто­той 50 Гц. Такие источники характеризуются амплитудой или действующим значением помехи при соответствующей частоте (линейчатый спектр).

Рис. 2.1. Разделение передатчиков электромагнитной энергии на узкополосные и широкополосные источники

Широкополосные помехи обладают спектром с очень плотно или даже бесконечно близко расположенными друг к другу спек­тральными линиями (непрерывный спектр, спектральная плотность распреде­ления амплитуд). Типичные представители - это естественные помехи (например, космический шум), а также все непериодические переходные процессы.

Источники широкополосных помех целесообразно подразде­лить также на источники шумовых и переходных помех. Шумо­вые помехи состоят из многих, вплотную соседствующих или пе­рекрывающихся импульсов различной амплитуды, которые нельзя разделить. Переходные помехи четко отличимы одна от другой и обладают сравнительно малой степенью повторяемости, проявляются в виде импульсов. Помехи могут быть распределе­ны статистически, например, при короне на воздушной линии, быть периодическими, например в цепях фазовой отсечки тиристорных устройств или непериодическими, например при вык­лючении катушек реле. Классическая электромагнитная совмес­тимость, главной целью которой был контроль радиопомех, и современная интерпретация электромагнитной совместимости существенно различаются. Согласно первой, вполне могут быть допущены отдельные переходные импульсные помехи, т. е. од­норазовые или редко повторяющиеся помехи в виде импульсов, в то время как при определенных обстоятельствах од­нократный импульс помехи в устройствах управления электро­станцией может привести к дорогостоящим простоям, а в авиа­ционных и космических устройствах - к тяжелым последствиям.

Источники периодических несинусоидальных помех, напри­мер сети вентильных преобразователей тока с линейчатым спек­тром высших гармоник, являются в зависимости от ширины по­лосы приемника узкополосными или широкополосными источ­никами, так как одна или несколько линий спектра могут быть расположены внутри полосы приемника. Широкополосные сиг­налы следует различать и по когерентности. При когерентных широкополосных сигналах реакция приемника пропорциональ­на ширине его полосы. Для некогерентных сигналов, спектраль­ные составляющие которых соотносятся произвольно, реакция приемника пропорциональна квадратному корню ширины его полосы.