УДК 621.396.61

Проблемы шумовых излучений и методов исследования
мощных каскадов радиопередатчиков

Е.Г. Пименов, Г.Т. Пименов

E-mail: tiger8.6@mail.ru

      Как указывается в [1], проблема шумовых радиоизлучений (ШИ) радиопередающих устройств (РПДУ) возникла в конце 1970-х годов, когда усложнение систем связи привело к росту количественного состава радиоэлектронных средств, увеличению их концентрации на ограниченных территориях и плотному размещению каналов связи по частотному диапазону.
     К тому же бытовавшее в те годы мнение, что помехи от ШИ по сравнению с помехами, обусловленными другими видами нежелательных излучений (НИ), приобретают значение лишь при мощностях передатчиков более 1 кВт, привело к тому, что вопросам шумоподавления должного внимания не уделялось. В результате, например, при анализе помех в системах связи управления движением воздушного транспорта, было установлено, что 30% из них составляют помехи, вызванные ШИ РПДУ [1].
     Они имеют широкий сплошной спектр и, несмотря на сравнительно низкий уровень, могут сделать непригодным для радиосвязи значительные полосы частот.
     Величина мощности собственных шумов РПДУ зависит от мощности шумов возбудителя, коэффициента усиления РПДУ и его собственного коэффициента шума, который в свою очередь определяется его элементной базой – усилительными элементами и их шумовыми характеристиками.
     Проблема заключается в том, что существующая импортная и особенно отечественная элементная база в своем большинстве не содержит сведений о коэффициенте шума усилительных элементов (транзисторов), затрудняя процесс проектирования РПДУ, удовлетворяющего заданным требованиям по шумовым излучениям. В этой связи проектирование усилителей мощности радиопередающих устройств во многом основано на интуиции и опыте разработчика. При этом, разные разработчики, чаще всего, по-разному решают поставленные перед ними задачи, достигая требуемых результатов.
     Кроме того, в известной учебной и научной литературе материал, посвященный этой проблеме, не всегда представлен в удобном для проектирования виде или полностью отсутствует.
     Желание создать помехоустойчивые системы связи привело к применению методов расширенного спектра (spread-spectrum – SS), особенно при разработке военных систем управления и связи [2].
   Наибольшее распространение получил метод скачкообразной псевдослучайной перестройки частоты (frequencyhopping – FH) в определенной полосе частот.
     Применение данного метода в системах радиосвязи КВ диапазона приводит к проблеме обеспечения работоспособности РПДУ в полосе перестройки скачкообразно меняющейся частоты. При работе радиопередающего устройства в режиме FH его оконечная ступень должна обеспечивать требуемые параметры при работе в режиме рассогласования, связанного с узкой полосой его согласования с нагрузкой.
     Исследование работы мощных каскадов радиопередатчиков, работающих в режиме рассогласования, в литературе чаще всего приводится в виде анализа его работы для двух характерных точек круга КСВ – точки минимального активного сопротивления нагрузки и точки его максимального значения. При этом анализ проводится без учета нелинейных эффектов, происходящих в транзисторе, и только для проверки допустимости режима по предельным его параметрам и не проводится анализ изменений основных энергетических характеристик каскада и его выходных параметров с учетом нелинейности транзисторов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для решения поставленных проблемных вопросов требуется решить следующие задачи:

разработать методику оценки шумовых свойств активных элементов (в частности, полевых транзисторов, как наиболее перспективных активных элементов, применяемых в РПДУ) по представляемым паспортным значениям их физической модели с целью применения полученных результатов для оценки шумовых параметров трактов РПДУ;
разработать методику распределения нелинейных и шумовых требований к РПДУ по его составным частям;
разработать методы оценки и моделирования основных характеристик оконечной ступени тракта РПДУ при его работе в рассогласованном режиме с применением нелинейной модели транзисторов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Воронин А.А. Шумовые излучения радиопередающих устройств, чем они опасны // Информост. Радиоэлектроника и телекоммуникации.-2004.-№4(34).
Бернард Скляр. Цифровая связь. Теоретически основы и практическое применение. Второе издание, исправленное. – Москва-Санкт-Петербург-Киев, издательский дом «Вильямс», 2003. – 1104 с.