Шумовые излучения передатчиков находятся за пределами необходимой полосы частот передатчика и непосредственно примыкают к ней. Уровень мощности шумовых излучений значительно меньше уровня мощности основного излучения. Однако, при относительно малом пространственном разнесении антенн радиопередатчиков и радиоприемных устройств шумовые излучения, попадая в полосу основного канала приема, могут снизить чувствительность приемника и качество приема полезного сигнала. С шумовыми излучениями необходимо считаться, в первую очередь, когда приемные и передающие устройства размещаются на одном объекте. Полоса частот, в пределах которой широкополосный шум передатчика может повлиять на качество приема полезного сигнала, достаточно широкая. В диапазоне ВЧ интервал частотных расстроек, в пределах которого широкополосный шум представляет практический интерес с точки зрения ЭМС, составляет 3…20 % от частоты, на которой работает передатчик. В диапазонах ОВЧ и УВЧ влияние широкополосного шума рассматривают до расстроек, составляющих
6…10 МГц относительно центральной частоты передатчика.
Шумовые излучения характеризуют либо ослаблением, либо значением спектральной плотности мощности шума относительно мощности несущей (при ее отсутствии относительно средней мощности излучения) в зависимости от величины отстройки от рабочей частоты передатчика. Значения ослабления выражают в децибелах [дБ]. При этом спектральная плотность мощности шумовых излучений может рассматриваться как в полосе 1 Гц, так и в другой полосе B, отличной от 1 Гц. В зависимости от этого значения спектральной плотности указывают либо в dBc/Гц (при полосе 1 Гц), либо в dBc/B ( при полосе B ¹ 1 Гц). Числовые значения ослабления спектральной плотности мощности шума и значения спектральной плотности мощности шума относительно несущей при одинаковых полосах измерений и отстройках совпадают по модулю, но различаются знаком. Ослабление спектральной плотности мощности шума относительно мощности несущей описывают со знаком «плюс», а уровень спектральной плотности мощности шума относительно мощности несущей – со знаком «минус».
Для описания шумовых излучений используют эмпирические математические модели или информацию о шумовых излучениях, содержащуюся в описаниях передатчиков (если такая информация есть) и стандартах на некоторые радиотехнологии. Модели, как и описания шумовых излучений в технической документации, рассматривают шум в одной боковой полосе при положительных отстройках от центральной частоты излучения (Df > 0) и за пределами необходимой полосы излучения или канала, используемого передатчиком. Вид эмпирической модели определяется видом функции, используемой для описания экспериментальных данных. Обычно модель описывает среднее значение данных эксперимента, хотя могут быть описаны и другие уровни распределений экспериментальных данных.
Для представления ослабления спектральной плотности мощности шума передатчика, работающего в диапазоне ВЧ, может быть использована модель вида AN(Δf) = AN0 - α/æ2 , где AN(Δf) – ослабление спектральной плотности мощности шума передатчика, измеренной в полосе 1Гц относительно мощности несущей при отстройке Δf относительно центральной частоты основного излучения передатчика, дБ; AN0 – ослабление спектральной плотности мощности шума передатчика при максимальной частотной отстройке, для которой выполнялись измерения, дБ; æ – относительная частотная отстройка (æ = Δf/f0T, где f0T – центральная частота основного излучения передатчика),
æ > (2…3) % f0T; α – постоянный коэффициент, который определяют по результатам измерений спектральной плотности мощности шума при нескольких отстройках Δf.
Например, для судовых передатчиков связи диапазона ВЧ можно взять AN0 = 160 дБ, α = 0,04.
Другая форма представления для ослабления спектральной плотности мощности шума использует логарифмическую зависимость вида AN(Δf) = AN0 + AN lg (2Δf/Bкан). Здесь AN0 - ослабление спектральной плотности мощности шумовых излучений передатчика при минимальной частотной отстройке Δf = Bкан/2, дБ; AN – скорость убывания спектральной плотности мощности шумовых излучений, дБ/дек; Bкан – ширина используемого радиочастотного канала, Δf > Bкан/2.
Минимальное значение AN0 составляет 60…80 дБ, а значения AN изменяются от 10 дБ/дек для широкополосных передатчиков до 50…60 дБ/дек для узкополосных передатчиков. Если AN0 и AN неизвестны, для ориентировочных предварительных расчетов можно взять:
- для передатчиков диапазона ВЧ AN0 = 80 дБ, AN = 23 дБ/дек;
- для передатчиков диапазона ОВЧ AN0 = 70 дБ, AN = 33 дБ/дек.
При решении задач присвоения частот подвижным средствам в системе управления использованием радиочастотного спектра при Федеральной комиссии связи (США) использовалась эмпирическая модель для представления ослабления спектральной плотности мощности шумовых излучений в одной боковой полосе в виде [31]
AN(Δf) = AN0 + AN lg (Δf), (7.10)
где отстройка Δf выражена в мегагерцах, а постоянные AN0 в децибелах, и AN в децибелах на декаду.
Значения AN0 и AN, полученные по результатам натурных измерений, представлены в табл. 7.7 для диапазонов частот, в которых проводились измерения. При использовании коэффициентов, представленных в табл. 7.7, уравнение (7.10) дает значения ослабления, которые на одно стандартное отклонение ниже среднего ослабления для каждого диапазона, и, следовательно, уровни шумовых излучений, полученные таким образом, будут выше среднего значения на одно стандартное отклонение.
Таблица 7.7