Исследование и оценка параметров сигналов в распределенных информационных системах. Для студентов технических специальностей

 – соответственно радиальные составляющие векторов электрического и магнитного полей;

I

 – ток антенны, равномерно распределенный по всей длине вибратора;

?, ? – соответственно магнитная и диэлектрическая проницаемости воздуха.

Все составляющие полей вибраторов (пропорциональные 1/г, 1/г

, 1/г

) требуется учитывать, когда приемная антенна находится в промежуточной зоне, ограниченной пределами r = ?/2? и r = 10?.

В ближней зоне, т. е. на расстоянии r <<?, преобладают составляющие, пропорциональные 1/r

для E

, E

, Н

и Н

и пропорциональные 1 /r

для E

, Н

.

Вариант интерпретации напряженности поля в ближней и промежуточной зоне.

Из представленного выше выражения для E

(13.7).

Наибольший интерес представляет поле в ближней и промежуточной зоне. Закон изменения уровней напряженности электромагнитного поля, измеренного на единичном расстоянии E

, в зависимости от расстояния, имеет вид (13.8).

Построим и проанализируем график изменения каждой составляющей поля, а также суммарную напряженность. Он представлен на рисунке.

Пунктирными линиями показаны все составляющие поля (1/r

,1/r

, 1/r), а сплошной линией соответствует суммарная напряженность.

Рис. 12. – Изменение напряженности поля в ближней, промежуточной и дальней зоне

В дальней зоне влияние составляющих 1/r

,1/r

, сводится к минимуму и приближенно можно считать изменение поля по закону 1/r.

В практических измерениях определяется принадлежность точки измерения к зоне излучения.

Об измерении электромагнитных полей.

Для оценки защищенности ПЭМИ технических средств (ТС) в диапазоне 0,01- 1000Мгц приемник ЭМП (антенну) размещают на расстояниях один метр, что соответствует ближней и промежуточной зоны излучения от исследуемых средств. Как известно граница зон определяются условиями R

= ?/2? и R

= 6?.

Определим принадлежность расчетного расстояния r

к одному из следующих интервалов (13.9).

Корректность использования антенн для проведения измерений определяется характером поля в ближней и промежуточной зонах, типом и характеристиками антенн. Ка, hд

Заключение о соответствия ПЭМИ ТС нормам проводится по соотношению с/ш (Ес/Eш) на границе контролируемой зоны.

О распределении поля.

Будем рассматривать поле, создаваемое элементарным электрическим (или магнитным) излучателем в какой-либо точке. Наиболее типичное излучение имеют электрические излучатели. Для этого случая в сферической системе координат действующие значения составляющих поля, указанные выше.

Распределение поля вблизи излучателя характеризуется отношением напряженностей электрической и магнитной составляющей, которые можно получить из выражений для E? и H?.

Для электрического излучателя в ближней и промежуточной зоне имеем: E/H=W0 (?/2?r), в дальней зоне: E/H=W0. Для магнитного излучателя, используя литературные данные, имеем значения E и H,: E/H=W0 (2?r/?).

Здесь (13.10) – волновое сопротивление в свободном пространстве.

Из приведенных отношений видно, что в ближней зоне однозначной связи между электрической и магнитной составляющей нет. Поэтому для измерения электрической составляющей поля в ближней и промежуточной зоне нельзя использовать магнитные антенны, с целью пересчета значений H в E.

Об измерении полей в ближней зоне (зоне индукции).

Напряженность электромагнитного поля в БЗ и ПЗ значительно превосходят поля в волновой зоне; кроме того, они обладают значительной неоднородностью, усиливающейся наличием вблизи исследуемых ТС проводящими предметами, случайными антеннами и линиями коммуникаций. В силу этого в зоне индукции (в отличие от волновой зоны) нет определенной связи между компонентами электромагнитного поля, и поэтому невозможно по результатам измерения одной из них вычислить значение второй. Из-за неоднородности поля в зоне индукции размеры измерительной антенны должны быть настолько малы, чтобы в области, занимаемой ею, поле можно было считать достаточно приближенным к однородному.

Для уменьшения погрешности вносимый в поле измерительный прибор по возможности удаляют от измерительной антенны, основные элементы цепей измерителя (селективного вольтметра) помещают во внутренний экран, изолированный от корпуса прибора, входные цепи вольтметра размещают в непосредственной близости от измерительной антенны, вход измерителя напряженности поля строго симметрируют по отношению к земле. Нарушение последнего требования может вызвать нежелательную разность потенциалов, наводимую большими полями, на входных клеммах прибора и так далее.

В качестве антенны для измерения электрического поля применяется диполь, для измерения магнитного поля – рамка. С точки зрения конструкции и удобства обращения с измерителем напряженности поля исследуем пассивную антенну, подключенную к входу селективного вольтметра или анализатора.

В теории приема и измерения характеристик электромагнитного поля часто используют эквивалентную схему, представленную на рис. 1, на которой Z

– полное входное сопротивление антенны; Z