Электромагнитные помехи в гектометровом диапазоне

Для расчетов примем следующие данные: длина волны А = 140 м, частота 0 1,35 КТ с 1, длина антенны / 8 м, расстояние между

антенной и токонесущим проводом а 2,4 м, ширина полосы пропускания 20 кГц, радиус токонесущего провода г 0,7 см, напряжение на проводе V 27,5 кВ. Влиянием обшивки корпуса локомотива на величину принимаемого сигнала пренебрегаем.

Далее поддиапазоны гектометрового диапазона 2130 и 2150 МГц не разделяются, поскольку все данные относительно ЭМ помех для них оказываются идентичными.

Компонента помехи, вызванная коронными разрядами на контактном проводе

Для оценки напряженности ЭМ помех в точке расположения антенны воспользуемся методикой, предложенной в [11.3].

Определяем по формуле (11.4) величину критической напряженности поля Екр. Расчет дает Ек 29,3 кВ/см. Величину реальной напряженности поля Е0 у границы провода находим по формуле [11.3]

где С - погонная емкость линии в пФ, рассчитываемая по формуле (11.19), U - напряжение в кВ, Г - радиус провода в см.

Далее находим величину е / Е =0 147- Производя линейную

0 кр

экстраполяцию в область малых значений Е0кр> по графику рис.

11.3 находим амплитуду шумовой компоненты напряженности поля для частоты 1 МГц и при удалении от провода d = 50 м. Указанная амплитуда равна Е = 0,030 мкВ/м.

Из графика рис. 11.1 следует, что при расстояниях d до 60 метров спадание напряженности поля с расстоянием следует закону, близ-

Д-Г88

кому к а . Это позволяет пересчитать полученный уровень шумовой амплитуды напряженности поля для расстояния а = 2,4 м. В итоге получаем значение Е - 0,030-(50/2,4)1,88 мкВ/м = 9,05 мкВ/м.

Остается учесть разницу в частоте: график рис. 11.3 дает значения для частоты 1 МГц, а работа в гектометровом диапазоне идет на частоте 2,15 МГц. Как видно из графиков, представленных на рис. 11.2, вблизи частоты 1 МГц амплитуда напряженности падает с частотой на 12 Дб/МГц. Поэтому для частоты 2,15 МГц амплитуда напряженности поля составит 1,84 мкВ/м.

Найденное значение соответствует полному модулю вектора напряженности. Но помеховый ток в антенне гектометрового диапазона возбуждается лишь z-компонентой поля. Соотношение между модулем поля и его z-компонентой определяется величиной г| на графике рис.

11.8. Аргумент ак = асо0 для частоты 2,15 МГц равен 0,11. С помощью упомянутого графика находим, что jj.=0,96 и поэтому Е 1,77 мкВ/м.

Далее нужно учесть, что значение z-компоненты вектора электрической напряженности и ток в проводе связаны соотношением типа (11.35), согласно которому амплитуда тока выражается через амплитуду z-компоненты напряженности для частоты приемопередачи со0 по

формуле

Для функции следует использовать формулу (11.33), а

функцию можно найти по графику рис. 11.7. С учетом соотношения (11.78) формулу (11.75), определяющую амплитуду ЭДС электромагнитного шума в антенне, запишем в виде

При измерении поля квадратичным детектором все приведенные выше числовые данные, характеризующие напряженность поля и ток, относились к полосе частот, равной 1 Гц. Учитывая, что полоса приемного устройства составляет А = 20 кГц, из (11.79) получаем окончательно величину шумовой ЭДС в антенне:

Заметим, что эта величина превышает границу чувствительности используемых приемников гектометрового диапазона, которая, согласно данным, изложенным в п. 11.1, составляет 50-800 мкВ. Таким образом, ЭМ помеха от коронирующих проводов существенно сказывается на работе приемопередатчиков гектометрового диапазона.

В отношении точности проведенного расчета следует отметить, что основными источниками возможных ошибок являются, во-первых, весьма широкий диапазон допускаемых ошибок на графике рис. 11.4 (этот диапазон отмечен границами штриховых линий - верхней и нижней) и, во-вторых, возможной неточностью экстраполяции спектральной зависимости уровня помех по этому же графику для низких значений отношения Е0 / Екр ? Только первый из упомянутых факторов может дать ошибку в 3-4 раза. Именно эта величина и должна служить показателем меры достигаемой точности.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >