Что создает помехи радиоволнам
Виды помех радиосвязи, основные мероприятия по защите радиосвязи от радиопомех.
При организации и обеспечении радиосвязи необходимо учитывать возможность влияния на качество радиосвязи различных помех. Для изучения вопроса дадим некоторые определения.
Электромагнитныепомехи – это непоражающие электромагнитные излучения, которые ухудшают качество функционирования радиоэлектронных средств (РЭС), работающих на принципе приема, усиления и преобразования энергии электромагнитных волн. Электромагнитные помехи, создаваемые в диапазоне радиоволн, называют радиопомехами.
Радиопомеха – воздействие нежелательной энергии, вызванной одним или несколькими излучениями, радиациями или индукциями в системе радиосвязи, проявляющейся в ухудшении ее качества, ведущей к потере информации или ошибкам.
Радиопомехи классифицируют по различным признакам. По происхождению различают естественные и искусственные помехи.
Естественнымиявляются помехи природного происхождения:
— атмосферные, образуемые электрическими процессами в атмосфере, главным образом грозовыми разрядами;
— космические, вызываемые электромагнитным излучением Солнца, звезд и Галактики;
— спорадические (нерегулярные) электромагнитные излучения околоземного пространства, вызываемые потоками заряженных частиц в ионосфере и магнитосфере;
— радиоизлучения полярных сияний и радиационных поясов Земли;
— отражения от метеорологических образований (дождь, снег, град, облака), земной и водной поверхности;
— акустические шумы океанов, морей и др.
Искусственныепомехи создаются устройствами, излучающими энергию электромагнитных колебаний, или отражателями, рассеивающими энергию падающих на них волн. В зависимости от источника образования эти помехи бывают:
— непреднамеренными, вызываемыми источниками искусственного происхождения (посторонними передатчиками РЭС, установками электрооборудования и др.) Основные причины возникновения непреднамеренных помех:
— преднамеренными, создаваемыми специально для подавления РЭС;
— загруженность радиочастотного спектра;
— техническое несовершенство РЭС, которое проявляется в том, что РЭС излучают сигналы и воздействуют на работу соседних радиолиний;
— технические недостатки систем электропитания;
— недостаточная согласованность в использовании РЭС ВС, родами войск, спец войсками и другими министерствами и ведомствами.
Рассмотрим только преднамеренные искусственные помехи, создаваемые при ведении радиоэлектронной борьбы (РЭБ). Качество радиосвязи в условиях радиопомех зависит от степени воздействия на радиолинию преднамеренных помех. Так как преднамеренные помехи по сути являются мешающими сигналами, то их статистические свойства будут такими же, как и у полезных радиосигналов.
По способу формирования (реализации) помехи подразделяются на:
— активные, генерируемые специальными передатчиками помех,
— пассивные, образуемые в результате рассеяния (отражения) различными объектами электромагнитных (акустических) волн, излучаемых РЭС.
По эффекту (характеру) воздействия на РЭС различают:
— имитирующие(дезинформирующие) помехи – это сигналы, излучаемые станцией помех для внесения ложной информации в подавляемые средства, предназначены для внесения ложной информации в подавляемую радиолинию, по своей структуре они подобны полезным сигналам и воспринимаются противников как полезный сигнал.
В свою очередь маскирующие помехи в зависимости от интенсивности воздействия на РЭС подразделяют на:
— средние (соизмерим с полезным сигналом, их воздействие вызывает потерю информации не менее 50%.),
— слабые (по энергетическому уровню не превышают потерю до 15% информации).
В зависимости от способа наведения помех, соотношения ширины спектров помех и полезных сигналов маскирующие помехи подразделяют на:
Недостатком прицельных помех является то, что они одновременно могут подавлять только одно РЭС, работающее в данном диапазоне волн.
По временной структуре излучения радиоэлектронные помехи подразделяются:
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Что такое радиопомехи, откуда возникают помехи при приеме радиостанций, вопросы и ответы на тему радиопомех.
Что такое атмосферные помехи?
Атмосферными помехами называются электрические разряды, происходящие в атмосфере. Помехи эти проявляются при радиоприёме в виде шорохов и тресков, иногда столь интенсивных, что они заглушают сигналы станций.
Атмосферные помехи грозового характера слышны в радиоприёмниках в виде перемежающихся тресков, следующих отдельными группами, напоминающими удары града по крыше; помехи этого рода наблюдаются как непосредственно во время грозы, так и за несколько часов до её наступления и после прохождения грозы над данной местностью.
Как бороться с атмосферными помехами?
Атмосферные помехи будут меньше чувствоваться при приёме на антенну с короткой горизонтальной частью, на комнатную антенну, при приёме на антенну с сосредоточенной ёмкостью.
Кроме того, нужно отметить, что не все приёмники одинаково чувствительны к атмосферным помехам. Менее всего чувствуются атмосферные помехи на обычных приёмниках прямого усиления без обратной связи.
Приёмники, имеющие обратную связь, несколько более чувствительны к помехам, т. е. помехи при приёме на этих приёмниках сказываются сильнее. Особенно чувствительны к помехам супергетеродины. Наиболее сильны атмосферные помехи летом.
Что такое промышленные помехи?
Так называются помехи, происходящие от всякого рода электрических установок. Особо сказываются помехи от трамваев, коллекторных электромоторов, сварочных аппаратов, рентгеновских аппаратов, всевозможных медицинских электролечебных установок (диатермия) и т. п.
Рис. 1. Источники помех, радиопомех.
Можно ли избавиться от промышленных помех
Избавиться от промышленных помех, так же как и от помех атмосферного происхождения, никакими устройствами в радиоприёмниках нельзя.
Многочисленные опыты и исследования показали, что единственно верным методом избавления от помех подобного происхождения является локализация помех в месте их зарождения.
Для устранения помех, создаваемых трамваем, требуется применение угольных дуг вместо алюминиевых, дросселирование и шунтирование ёмкостями электромашин и аппаратов, создающих помехи и т. п.
Почему появляется фон в приёмниках, питающихся от осветительной сети переменного тока?
Причин появления фона в сетевых приёмниках может быть очень много. В большинстве случаев появление фона бывает вызвано:
Что такое интерференция?
Интерференцией называются биения, которые большей частью происходят в результате сложения частот двух станций, работающих на близких волнах.
Интерференция проявляется обычно в виде свиста, которым всё время сопровождается приём любой из этих станций.
Что такое гармоника?
Генератор высокой частоты, кроме основной частоты, излучает или создаёт колебания других частот, более высоких, чем основная. Дополнительные частоты бывают кратными основной частоте, т. е. равными основной частоте, помноженной на 2, 3, 4 ит. д. Дополнительные частоты называются гармониками.
Частота, равная основной частоте, умноженной на два, называется второй гармоникой и т. д. Таким образом, если генератор генерирует частоту в 1000 кГц, то его вторая гармоника будет иметь частоту в 2000 кГц и т. д.
На передающих радиостанциях с излучением гармоник борются специальными мерами: вводят в схему промежуточные контуры между мощным каскадом и передающей антенной.
Возможно ли “похищение” приёма?
“Похищение” радиоприёма вполне возможно. Заключается это явление в следующем. При приёме одной и той же дальней станции двумя радиолюбителями, находящимися по соседству один от другого, хороший приём этой станции возможен лишь на один приёмник, так как другой приёмник “похищает” станцию у первого.
Это явление возможно при условии близкого расположения друг к другу антенн, принимающих одну и ту же станцию. Расстояние между антеннами может быть равным 20-30 м.
Пропадание приёма в данном случае подобно исчезновению приёма при измерении волны помощью волномера, отсасывающего энергию из контура приёмника в момент резонанса.
В разбираемом случае один из принимающих приёмников, чаще всего регенератор, задающий обратную связь непосредственно на антенный контур, является своего рода волномером, “отсасывающим” у соседа станцию в момент точной на неё настройки.
Что такое кроссмодуляция?
Кроссмодуляцией называют такие помехи, которые становятся слышными только во время приёма станции. Если же принимаемая станция не работает, то на этой настройке приёмника мешающей станции не слышно.
Кроссмодуляцию иногда легко спутать с помехами на низкой частоте, вызывающими наложение программы одной станции на программу другой станции, находящейся в том же городе.
Это наложение происходит чаще всего в кабеле низкой частоты. При таком наложении программы получается такой же внешний эффект, как и при явлении кроссмодуляции, т. е. на данной настройке приёмника не слышно никакой передачи, но когда на этой настройке начинает работать местная станция, то вместе с ней становится слышной работа и другой местной станции.
Что такое накладки?
Накладкой называется наложение передачи одной станции на передачу другой станции, происходящее в эфире. Точные причины происхождения накладок в настоящее время ещё не выяснены.
Впервые явление накладок было замечено несколько лет назад. Передачи радиостанции Люксембург мешали приёму других станций, находящихся относительно места приёма в одном направлении с Люксембургом.
Такого же рода накладки (так называемый горьковский эффект) были замечены в это же время (осень 1933 г.) в г. Горьком при приёме московских радиостанций РЦЗ и ВЦСПС.
Приёму этих станций обычно мешает радиостанция им. Коминтерна. Явление накладок часто называют Люксембург-горьковским эффектом. Этот эффект может наблюдаться при приёме станций, работающих на самых различных волнах.
Для изучения методов борьбы с этим явлением в СССР образована специальная комиссия.
Что такое замирания (фединги)?
Замираниями или федингами называют явления непериодического уменьшения слышимости станций, наблюдающиеся чаще всего при приёме коротких волн.
В несколько меньшей степени замирания наблюдаются на средних волнах и реже всего на длинных. Степень замирания приёма станции бывает неодинакова. На коротких волнах наблюдаются столь глубокие замирания, что приём станции совершенно прекращается.
Какова причина замираний?
Физически замирания в простейшем случае можно объяснить следующим образом. Каждая станция излучает две волны (луча): поверхностную (земную) волну, которая идёт, огибая земную поверхность, и пространственную (небесную) волну, которая направляется вверх и затем отражается от слоя Кеннели-Хивисайда и падает обратно на землю.
В месте приёма между этими двумя волнами может происходить интерференция, которая при разности фаз приходящих колебаний приводит к ослаблению слышимости и даже к полному её пропаданию.
Замирания, которые наблюдаются при приёме коротковолновых станций, объясняются несколько иначе. Физическое происхождение этих замираний такое же, как и при приёме средневолновых и длинноволновых станций, т. е. интерференция между двумя волнами.
Разница же состоит в том, что при приёме коротковолновых станций происходит интерференция не между пространственной и поверхностной волной (небесным и земным лучами), а между двумя пространственными (небесными) волнами.
Этим объясняется между прочим то, что одновременные замирания обычно наблюдаются только на одной, сравнительно ограниченной территории.
На этом явлении основано использование двух разнесённых друг от друга антенн для борьбы с замираниями приёма: если на одну антенну воздействуют две волны, создающие интерференцию, то на антенне, удалённой от первой, в это же время обычно замирание сказывается меньше или совсем незаметно.
Так как приёмник соединяется с обеими антеннами (или каждая антенна соединена с отдельным приёмником, а выходы их “сложены”), то замирание приёма почти полностью уничтожается или в худшем случае не так сильно сказывается.
Отчего может понизиться избирательность приёмника?
Причина понижения избирательности хорошо работавшего приёмника чаще всего является следствием разрегулирования конденсаторов настройки, насажанных на общую ось.
Достаточно хотя бы немного разрегулироваться одному из конденсаторов блока (погнулись пластины, конденсатор несколько сдвинулся на оси по отношению к другим конденсаторам настройки и т. п.), чтобы тем самым значительно понизилась избирательность приёмника. Одновременно с понижением избирательности приёмника понижается и громкость приёма.
Для восстановления прежней избирательности нужно отрегулировать самые переменные конденсаторы и подстроечные (обычно полупеременного типа) конденсаторы, соединённые параллельно с переменными.
Что такое полосовой фильтр?
Полосовым фильтром называется такая система связи двух контуров, которая рассчитана на сравнительно равномерное пропускание определённой полосы частот.
Типичная схема полосового фильтра приведена в вопросе 232. В радиолюбительской практике полосовые фильтры называются иногда банд-пасс фильтрами (английское наименование).
Нужна ли очень высокая избирательность?
Приёмники с высокой избирательностью дают лучшую отстройку, могут принять большое количество станций, но при этом в высокоизбирательных приёмниках воспроизведение передачи происходит значительно хуже, вследствие срезания высоких частот. В результате приём получается глухим и искажённым.
Поэтому в обычных радиовещательных приёмниках чрезмерная избирательность оказывается вредной. Устройство переменной избирательности делает приёмник более избирательным, если желательно принять дальние слабые станции, и в то же время обеспечивает хорошее воспроизведение передачи более мощных (местных) станций.
Почему приёмник в разное время суток работает не одинаково?
Причиной неравномерной работы приёмника может быть непостоянство напряжения электросети, от которой питается приёмник. Оно обычно бывает нормальным или даже выше нормы в дневные часы и поздней ночью, вечером же падает ниже нормального.
Приёмники, питающиеся от сети, очень чувствительны к колебаниям напряжения и при падении напряжения в сети работа их ухудшается, а иногда и совершенно прекращается.
Лучшим средством борьбы с этим является секционирование первичной обмотки силового трансформатора или применение специального автотрансформатора.
Как влияют на приём время суток и года и состояние погоды?
Летом, весной и осенью приём улучшается при дождливой погоде и ухудшается при ясной. В морозы приём ухудшается. Обычно изменение качества приёма происходит ранее изменения погоды.
Условия распространения радиоволн различных длин ещё недостаточно хорошо изучены и полностью исследованы. Передающая радиостанция излучает две волны: так называемую поверхностную волну (земной луч), которая распространяется по земной поверхности и огибает её, и пространственную волну (небесный луч), которая направляется под углом вверх, отражается от слоя Кеннели-Хивисайда, и затем где-то, в зависимости от угла отражения, падает на землю.
Чем длиннее волна передающей станции (чем меньше частота её), тем большую роль играет поверхностная волна, распространение которой очень мало зависит от атмосферных и прочих условий.
Поэтому слышимость длинноволновых станций очень мало изменяется от времени суток, от погоды и т. д. Чем короче волна, тем больше значения приобретает пространственная волна.
Короткие волны, вообще говоря, только и слышны благодаря пространственной волне, так как поверхностная волна коротковолновых станций распространяется на очень малые расстояния.
В приёме средневолновых станций пространственная волна также имеет весьма существенное значение. Поэтому время суток, время года, погода и т. д. сильно сказываются на громкости приёма станций, работающих в средневолновом диапазоне.
В силу этих условий для уверенного и надёжного перекрытия радиовещанием больших территорий при возможно большей независимости от времени суток и других условий применяются всегда длинные волны.
Волны более короткие (200-550 м) непригодны для перекрытия больших территорий; станции, работающие на этих волнах, хорошо принимаются обычно только в ночные часы и в осенние и зимние месяцы.
Летом и днём приём их значительно слабее. Кроме того, изменение погоды сказывается при приёме средних волн значительно резче, чем на длинных.
Объясняется это тем, что условия отражения пространственной волны от слоя Кеннели-Хивисайда зависят от высоты расположения этого слоя над земной поверхностью, характером его строения и т. д. (см. вопрос 221).
Рис. 2. Поверхностные волны.
Как увеличить избирательность двухконтурного приёмника при работе местных станций?
Для отстройки на двухконтурных приёмниках от помех со стороны местной станции обычно оказывается достаточным включить последовательно в антенну, т. е. между антенной и приёмником, фильтр-пробку.
Как сделать фильтр-пробку?
Фильтр-пробка состоит из катушки индуктивности и переменного конденсатора. Катушка индуктивности может быть взята нормального типа в 200 витков с отводами после 50 и 100 витков или же можно применить комплект из трёх сменных сотовых катушек в 50, 100 и 200 витков.
Схема фильтра-пробки приведена на рисунке. Фильтр-пробка включается в приёмник последовательно с антенной.
Рис. 3. Схема фильтра-пробки.
Для какой цели применяются сетевые фильтры?
Сетевые фильтры применяются для того, чтобы воспрепятствовать проникновению в приёмник всевозможных помех из осветительной сети. Эти помехи, в зависимости от местных условий, могут быть чрезвычайно разнообразны и могут проявляться в виде тресков, шумов.
Очень часто плохая отстройка приёмника от местных станций объясняется проникновением сигналов этих станций в приёмник через выпрямитель по проводам осветительной сети.
Как сделать сетевой фильтр?
Средняя точка конденсаторов заземляется. Более сложный фильтр приведён на рисунке.
Рис. 4. Схема сетевого фильтра.
Можно ли избавиться от интерференции?
Если разница между частотами двух радиостанций составляет 7-9 кГц, то на достаточно избирательном приёмнике при всех прочих равных условиях почти полное избавление от интерференции несущих частот вполне возможно.
Другое дело, когда разница между частотами слышимых на приёмнике станций меньше 7 кГц. В этом случае при наличии достаточно чувствительного приёмника можно добиться отстройки от мешающей станции путём применения рамочной антенны.
В этом случае сигналы обеих станций будут приходить на рамку с одной стороны и отстроиться от ка-кой-либо из них при помощи рамки не удастся.
Схема этой комбинированной антенны приведена на рисунке. Эта схема позволит если не полностью отстроиться от мешающей станции, то значительно ослабить её помехи.
Рис. 5. Схема комбинированной антенны.
Как добавить 3-й контур к двухконтурному приёмнику?
При недостаточной избирательности двухконтурного приёмника целесообразнее добавить не третий контур, а включить в приёмник фильтр-пробку, так как сделать фильтр-пробку значительно проще и легче, чем третий контур.
При желании добавить к приёмнику третий контур, его можно сделать по приводимой схеме. Данные переменного конденсатора С1 и катушки L1 третьего контура соответственно равны данным конденсатора С2 и катушки L2 второго контура.
Рис. 6. Как добавить 3-й контур к двухконтурному приёмнику.
Слава ферриту: как бороться с помехами гаджетов на радио в машине
Если вдруг в машине стало плохо принимать радио – не спешите винить магнитолу! Вполне возможно, вы просто купили недавно и установили какой-нибудь новый автогаджет, и это он наводит помеху на FM-эфир. Для борьбы с такой проблемой есть верный дедовский метод!
Помехи радиоприему от гаджетов
Собственно, не станем утверждать, что описываемая проблема в автомире прямо-таки массова, но, тем не менее, встречается от случая к случаю. Включаете в автомобиле новый гаджет – а с него идет помеха на радиоприемник аудиосистемы или, скажем, на Си-Би-радиостанцию или Bluetooth-handsfree…
У меня в свое время давал такую помеху автонавигатор, у пары знакомых – зарядные устройства от планшетов и радар-детектор. Во всех случаях удавалось побороть проблему установкой ферритового фильтра-дросселя на провод питания устройства – собственно, такие фильтры ответственные производители изначально устанавливают на кабели питания и данных. Но поскольку нужды в них чаще всего нет, нежели наоборот, то на «бесполезных» деталях стараются сэкономить…
Фильтр в шнуре питания или кабеле передачи данных представляет собой простейшую катушку-индуктивность с сердечником.
«Правильный» провод с установленным на заводе ферритовым фильтром
Провод по этой катушке делает, по сути, всего лишь полвитка, проходя ферритовый цилиндр насквозь один раз, но и этого, как правило, достаточно, чтобы подавить высокочастотные помехи, порождаемые порой и зарядными устройствами гаджетов, и самими гаджетами.
Внутри фильтра под слоем пластика находится вот такой ферритовый кольцеобразный «бочонок»
Ферритовые «защелки»
Собственно, сделать ферритовый дроссель на кабеле – очень легко. Самое простое – использовать так называемую «защелку». Это специальный элемент для подавления помех в проводах уже действующей аппаратуры – он ставится на кабель, не требуя его отключения, перерезания или отпайки. Внутри «защелки» находится распиленный вдоль ферритовый «бочонок» – при установке «защелка» открывается, между её половинок пропускается провод, и корпус смыкается. Еще эффективнее устройство будет работать, если не просто пропустить через него провод, а сделать пару-тройку витков. Такой фильтр можно купить в магазинах радиокомпонентов или заказать в китайских интернет-магазинах.
Монтируется «защелка» вот так:
DIY: Борьба с помехами на радио от блоков питания видеорегистраторов/навигаторов
Текстом ниже не пытаюсь «открыть Америку» для читателей, просто решил поделиться своим опытом…
Все началось приблизительно, год назад, когда я обратил внимание, что, при прослушивании радио в автомобиле, появились шумы, причем проявлялись они не всегда, а только в определенных точках города, где раньше проблем с приемом никогда не было. В тот момент подумал, что это связанно с работами на радиопередающей вышке, да и сам радиоэфир слушаю редко, все больше музыку с дисков, поэтому особого внимания проблеме не уделял.
Но вот, совсем недавно, в сервисе «Вопрос-ответ» DNS встретил несколько вопросов по проблемам со штатными блоками питания видеорегистраторов и навигаторов и, при активном «гуглении», наткнулся на упоминание некачественной продукции, от которой идут наводки на автомагнитолы при прослушивании радио, и более того, помехи для GPS приемников навигаторов. «Шуметь» может как блок питания, так и устройство к нему подлюченное. Сопоставив данные факты с датой приобретения видеорегистратора Explay DVR-004 (как раз год назад), начали закрадываться подозрения, не он ли источник помех радио.
Покатался по городу, нашел точку, в которой начались помехи, вытащил блок питания видеорегистратора из прикуривателя и …
помехи пропали, радио стало слышно просто отлично!
Проблема локализована, пора заняться ее устранением 🙂
Снова изучение форумов, и приблизительный список решений:
Первый вариант я для себя отсек сразу, т.к. вскрытие блока питания моего видеорегистратора показало, что, схема, в принципе, достаточно грамотная, по крайней мере, соответствует типовой для микросхемы MC34063.
Второй вариант плох тем, что «кренки» сильно греются и их нужно хорошо охлаждать (радиатор площадью не меньше 10 см2), что достаточно пожароопасно.
Третий вариант для автомобиля совсем не подходит, не возить же с собой два аккумулятора.
Четвертый вариант, особенно в части корпуса видеорегистратора или навигатора, труднореализуем.
Для себя решил пробовать 5 или 6 вариант, т.е. ставить фильтр по питанию.
Под рукой, как раз был неисправный блок питания персонального компьютера, на входе у которого отдельной платкой стоял фильтр по питанию, решил попробовать его.
Замеры шумов при его подключении показали, что они «живее всех живых» 🙂
Тогда решил собрать из подручных средств П-образный сглаживающий фильтр, не заморачиваясь его расчетами.
Под рукой, как раз, были необходимые компоненты, а именно:
Первым делом поставил в штекер предохранитель, чтобы, в случае короткого замыкания, не спалить электронику автомобиля или блок питания видеорегистратора. Именно отсутствие предохранителя и стало причиной мучительной смерти компрессора, когда на морозе лопнула оплетка его провода и произошло короткое замыкание. Второй раз на эти грабли решил не вставать.
Первое же испытание «в поле» показало неплохой результат, уровень шумов снизился существенно, небольшие помехи остались, но их можно списать на действительно низкий уровень сигнала в некоторых местах нашего города. Также, не стал ставить ферритовые кольца на провод питания, т.к. их под рукой не оказалось, а полученный эффект меня устроил 🙂
Следующим шагом – облагородил схемку в небольшой корпус из под мышки Logitech, уж очень не хотелось снимать часть панели в авто и припаивать получившийся фильтр непосредственно к разъему «прикуривателя».
Для этого разобрал блок питания видеорегистратора
отпаял пружинку и минусовой контакт
Выкинул «потроха» мышки и разместил фильтр и блок питания внутри ее корпуса, закрепив элементы с помощью клеевого термопистолета.
Результат получился вполне симпатичный
На этом все, надеюсь мой опыт пригодится кому-нибудь еще.