Вердуин Я. и др. Справочник по радиоконтролю

Подождите немного. Документ загружается.

- 259 -

Глава 4

Эти методы заключаются в сравнении общей мощности излучения с мощностью, оставшейся после

фильтрации, либо посредством двух фильтров нижних частот или двух фильтров верхних частот,

либо посредством фильтра верхних частот, либо посредством фильтра верхних частот и фильтра

нижних частот, частоты отсечки которых могут сдвигаться по желанию относительно спектра

излучения. В других случаях соответствующие компоненты мощности могут быть определены

путем оценки спектра мощности, получаемого с помощью анализатора спектра.

4.5.2.1.1 Метод с использованием анализатора спектра

В этом методе с помощью оценки спектра мощности излучения, полученного из спектрального

анализа, устанавливают два предельных значения частоты, относящихся к определению ширины

занимаемой полосы (см. § 4.5.1.2). Соответствующие значения мощности определяются путем

суммирования уровней мощности отдельных спектральных составляющих.

Данный метод предполагает наличие линейчатого спектра, который существует только для

периодических сигналов. Однако спектр реальных сигналов трафика является непрерывным. Тем не

менее указанный метод может быть применен также и в последнем случае, потому что для

определения ширины занимаемой полосы достаточно сделать выборки спектра при равноотстоящих

разносах частот. Этот разнос частот нужно только выбирать таким образом, чтобы выборки

достаточно хорошо воспроизводили огибающую спектра. Даже в случае действительно линейчатого

спектра, например при радиолокационном излучении, где все равно практически невозможно

сделать ширину полосы пропускания анализирующего фильтра настолько малой, насколько это

требуется для разрешения каждой спектральной линии, достаточно произвести оценку

ограниченного числа выборок, если удовлетворяются условия, описанные для непрерывного

спектра. Таким образом, этот метод особенно подходит для определения ширины занимаемой

полосы сигналов, содержащих цифровую или дискретную информацию с квазипериодическими

спектрами, например, сигналы телеграфии, данных и радиолокационные сигналы.

Запись спектра посредством самописца X-Y существенно облегчает его оценку, для которой обычно

достаточно карманного калькулятора. Данный метод также особенно подходит для осуществления

автоматизации процесса. Анализатор спектра с синтезатором цифрового управления сканирует

спектр через определенные интервалы частоты, а цифровая память посылает измеренные величины

в компьютер, который, в свою очередь, производит вычисления. Поскольку обычный анализатор

спектра выполняет последовательный анализ спектра, а не в реальном масштабе времени,

то желательно сделать ряд сканирований. Подробное описание этого метода приведено в

Приложении 1.

4.5.2.1.2 Методы, основанные на БПФ

Весьма простые методы цифровой обработки сигнала, основанные на БПФ, позволяют измерять

ширину полосы частот, занимаемой излучением, в соответствии с формальным определением

(п. 1.153 РР), по крайней мере для случаев сигнала, принимаемого с достаточно большим

отношением сигнал/шум (некоторые объяснения метода БПФ см. в разделе 6.6). Такие

непосредственные методы измерений имеют преимущество по сравнению с методами “х дБ”,

согласно которым для получения значений ширины занимаемой полосы всегда необходимо

исходить из допущений, зависящих от используемого вида модуляции и от модулирующих

сигналов. Стандартные допущения были приняты для традиционных аналоговых и RTTY сигналов,

и до настоящего времени не стандартизовано никаких новых значений. Представляется, что новые

цифровые сигналы вероятно явились отражением априорных соотношений между шириной полосы

на уровне х дБ и шириной занимаемой полосы, более трудных в применении, поскольку:

- 260 -

Глава 4

– для строго идентичных методов модуляции (таких как сигнал 64-КАМ) точное значение

ширины полосы будет зависеть от фильтрации в групповой полосе частот, РЧ фильтрации,

совместного использования фильтров Найквиста в передающих и приемных частях

системы, линейности излучателя, возможного применения методов предыскажений и пр.,

т. е. от всех методов, которые используются для достижения различных технических

компромиссов, определяемых изготовителями;

– очевидно, что детальные характеристики цифрового сигнала (ФМн, КАМ, решетчатый код,

количество состояний на символ, смещение, фильтрация …) не будут определены до тех

пор, пока не будет проведен сложный технический анализ, который возможно осуществить

только в автономном режиме вручную при использовании соответствующих средств, таких

как программное обеспечение векторного анализатора сигналов. Кроме того,

автоматическое распознавание всех этих видов модуляции в реальном масштабе времени

пока еще недоступно;

– на ухудшение результатов измерений могут влиять дополнительные проблемы, такие как

значительная мощность помех от соседнего канала;

– с другой стороны, цифровые сигналы с фиксированной скоростью передачи имеют

стабильные характеристики и с этой точки зрения их легче измерять, чем случайно

модулированные аналоговые сигналы.

Методы измерения отношения мощностей на основе БПФ требуют небольших знаний или вообще

не требуют знаний о детальных параметрах модуляции и могут дать истолкование той части спектра

сигнала, которая определяется минимальным уровнем шума. Помимо этого, метод отношения

мощностей гораздо менее чувствителен к выбранной обработке методом окна, чем значения "х дБ".

Если величина отношения сигнал/шум недостаточна для определения ширины полосы по уровню

99% мощности, то это отношение можно увеличить за счет более продолжительной интеграции с

БПФ, имеющим более высокую разрешающую способность. Однако такой способ нельзя

использовать для шумоподобных видов цифровой модуляции.

В любом случае величина отношения сигнал/шум, необходимая для проведения измерений ширины

полосы с использованием метода 99% мощности, необязательно должна быть чрезмерно большой;

на многих сигналах можно достичь точных результатов при отношениях сигнал/шум 15–20 дБ

(определяемых здесь как разность между значениями пикового сигнала и минимальным уровнем

шума), которые во многих случаях являются приемлемой величиной, причем ниже уровня 26 дБ.

Влияние различных факторов при измерении ширины полосы методами отношения

мощностей на базе БПФ

Влияние обработки методом окна

БПФ формирует банк фильтров, которые не являются идеальными фильтрами с прямоугольной

характеристикой, производящими выборку мощности только в полосе f ± δf, поскольку

представляют также и боковые лепестки. Для того чтобы отдать предпочтение точности измерений

уровня или измерений частоты, были разработаны различные функции обработки методом окна или

оконные функции (см. раздел 6.6). При измерениях ширины полосы согласно методу β%

желательно было бы выбрать оконную функцию, которая генерирует полное содержимое мощности

нижнего бокового лепестка, с тем чтобы работать в условиях, по возможности приближенных к

определению, требующему применения идеальных прямоугольных фильтров. Многочисленные

измерения на различных сигналах показывают однако, что для общеизвестных сигналов и обычных

встречающихся на практике условий измерений влияние метода обработки оконной функцией

сравнительно невелико.

Влияние разрешающей способности БПФ

Еще одной характеристикой, которую надлежит выбрать, является количество линий БПФ.

Испытания (с различными типами цифровых модулирующих сигналов и при отсутствии шума)

показывают, что метод 99% мощности гораздо менее чувствителен к уровню разрешающей

- 261 -

Глава 4

способности, выбранному для расчетов БПФ. Он дает очень точные результаты, если только ширина

занимаемой полосы измеряемого сигнала охватывается более чем 100–200 линиями.

Влияние длительности выборки сигнала

При применении методов отношения мощностей на базе БПФ важную роль играет также

длительность выборки сигнала. Анализ БПФ основывается на допущении, что измеряемый сигнал

имеет конечную длительность и получен полностью. Поэтому окно для наблюдения должно быть

достаточно длинным, чтобы охватить весь сигнал.

Измерения ширины полосы должны проводиться на значительной части исследуемого сигнала, но

станции контроля будут вести наблюдение сигнала только в течение какого-то периода времени.

Для того чтобы на большом количестве передатчиков могли в приемлемое время проводиться

автоматические измерения, необходимо разработать методы измерений, которые могут применяться

на коротком отрезке сигнала.

Испытания на моделях со стационарными сигналами (такими как общеизвестные сигналы с

цифровой модуляцией, при отсутствии замираний) показывают, что надежные результаты

получаются при длительности примерно 1000 символов. При использовании хорошего

практического метода для проведения измерений ширины полосы на цифровых сигналах можно

поэтому в качестве цели взять минимальное количество в 1000 символов модуляции.

Влияние шума

В условиях воздействия шума необходимо отфильтровать сигнал, появляющийся на фоне шума;

важность фильтрации увеличивается при низких отношениях сигнал/шум (SNR) и когда фильтр в

схеме измерения имеет достаточно широкую полосу пропускания по сравнению с шириной полосы

сигнала. Если делается попытка проведения прямых измерений без каких-либо мер

предосторожности (т. е., если наблюдаемая полоса значительно превышает ширину занимаемой

полосы частот), то в этом случае вместо одного сигнала будет измерена ширина полосы сигнал +

шум на уровне 99%, что приводит к абсолютно неверным результатам.

Форма и точное местоположение фильтра не имеют слишком большого значения, если он

устанавливается для выделения появляющегося основного лепестка сигнала. Некоторые

теоретические сигналы могут иметь ширину полосы по уровню 99% мощности, включая некоторые

боковые лепестки, но такие сигналы на практике встречаются редко, поскольку фильтрация в

передатчике в целях эффективного использования спектра обычно ограничивает излучение первым

лепестком. Однако следует проявлять осторожность при анализе сигналов с широкими боковыми

лепестками, достигающими уровней –26 дБ, или с узкими боковыми лепестками, достигающими

аналогичных уровней с медленным спадом. Два симметричных боковых лепестка, каждый из

которых имеет ширину, равную половине ширины основного лепестка, и достигает уровня –20 дБ,

составляют 1% от мощности сигнала и поэтому вносят свой вклад в 99% ширину полосы сигнала.

Для соответствующего фильтра может использоваться следующая настройка: –50 дБ для

максимального уровня бокового лепестка и 0,1 дБ неравномерности в полосе пропускания. Наклон

характеристики фильтра должен регулироваться с тем, чтобы обеспечить подавление сигналов

после точки пересечения сигнала с предполагаемым минимальным уровнем шума. Правильная

фильтрация зачастую начинается на определенной крутизне характеристики сигнала, чтобы достичь

полного подавления при появлении минимального уровня шума. В качестве практического средства

подтверждения результатов измерения, а также для улучшения этих результатов необходимо, чтобы

оператор при повторении измерений применял более узкополосный фильтр. Отметим, что первое

измерение в общем фильтре захвата может использоваться в качестве основы для оказания помощи

при определении необходимости дополнительной фильтрации.

- 262 -

Глава 4

Влияние факторов, неизвестных персоналу станции контроля

На станции контроля невозможно простыми способами определить так называемые "скрытые"

параметры модуляции (такие как коэффициент ВТ в модуляции GMSK). Также их нельзя получить

и из измеренного сигнала, независимо от того, применялась ли к измеряемому излучению на

передающей стороне фильтрация групповой полосы или РЧ фильтрация; то же самое относится и к

возможным нелинейностям передатчика.

Эти факторы, как правило, неизвестны, и их нельзя измерить на станции контроля. Однако, сильные

нелинейные явления, вызванные дрейфом поляризации усилителя мощности в передатчике, могут

вызвать значительное увеличение ширины занимаемой полосы частот. Станция контроля может

обнаружить эту проблему при сравнении с предыдущими измерениями ширины занимаемой

полосы. В других случаях "скрытые" параметры оказывают сильное влияние на форму

передаваемого спектра, делая таким образом почти невозможным вывод метода преобразования

измерений –"х дБ" в ширину полосы по уровню 99% мощности даже при рассмотрении данного

типа модуляции. В этом заключается причина, по которой для –"х дБ" методов предпочтительны

прямые методы измерения.

Влияние функции удержания максимумов

Функция удержания максимумов позволяет учитывать предельные изменения сигнала, которые

пропускаются при усреднении из-за их редкого появления. Эта функция возможно окажется

неподходящей для оценки ширины полосы на уровне 99% мощности. Тем не менее, функцию

удержания максимумов можно использовать при анализе того, находится ли сигнал ниже данной

спектральной маски, поскольку она сохраняет любое пиковое значение, которое может выйти за

установленный предел.

Пределы применимости методов с использованием отношения мощностей на базе БПФ для

измерения ширины полосы

Аспекты автоматизации

В общем случае обеспечить полную автоматизацию измерений ширины занимаемой полосы в

контексте контроля использования спектра затруднительно: измеряемый сигнал должен быть

отфильтрован таким образом, чтобы на процесс измерений не оказывалось чрезмерного влияния со

стороны соседнего канала и его шумов. Сигнал необходимо выделить; это означает, что следует

отличать многочисленные излучения в фильтре от множества несущих или боковых лепестков

измеряемого сигнала. Если сигнал прерывистый, то нужно предусмотреть, чтобы измерения

проводились только при наличии сигнала. На измерения могут также влиять и другие параметры,

такие как изменения АРУ в приемнике, замирания при распространении и т. д. Поэтому измерения

ширины полосы должны проводиться преимущественно при довольно высоких значениях SNR

(например, > 20–30 дБ), с тем чтобы ограничить влияние шума, когда анализирующий фильтр

настроен неоптимальным образом по отношению к полезному сигналу, а также в полосах частот,

разбитых на каналы, в которых структура излучений хорошо известна.

Когда автоматические измерения проводятся вслепую на неизвестных сигналах, желательно, чтобы

оператор проверил их законность, прежде чем результаты таких измерений будут использоваться

далее. Обычные систематические измерения ширины полосы на известных излучениях могут

привести к генерации аварийных сигналов, если полезный сигнал заменяется несанкционированным

сигналом или помехой. Такие измерения могут также использоваться для проверки некоторых

параметров излучения. В общем случае обычные автоматические измерения ширины полосы

выполняются на коротких выборках изучаемого сигнала, например, длительностью в несколько

сотых миллисекунды. Это вызвано необходимостью обработки в контрольном приемнике большого

количества сигналов за короткий промежуток времени, что позволяет просматривать частоты

достаточно часто с целью возможного обнаружения незаконного или ошибочного использования

спектра.

- 263 -

Глава 4

Когда измерения ширины полосы проводятся с помощью окна наблюдения, которое слишком

коротко для охвата всей картины спектральной плотности мощности, такое измерение, как правило,

считается недействительным, если измеряемый сигнал является нестационарным, к примеру, АМ,

ОБП или ЧМ речевой сигнал. И наоборот, достоверные результаты легко получаются при быстрой

передаче данных (таких как постоянный сигнал маяка GSM со скоростью 277 кбит/с). Тем не менее,

измерения ширины полосы в течение коротких промежутков времени могут иметь определенную

ценность даже в случае нестационарных сигналов, когда такое измерение используется для

проверки превышения сигналом того или иного максимального уровня.

Соображения, касающиеся цифрового преобразователя

Метод БПФ требует оцифровки сигнала для его последующей обработки. Однако, цифровые

преобразователи с широкой полосой и большим динамическим диапазоном все еще дороги, поэтому

широкополосные сигналы, такие как аналоговые и цифровые ТВ вещательные сигналы, сигналы

MMDS, LMDS и микроволновые сигналы (обычно шириной 6–40/60 МГц), на большинстве станций

контроля нельзя измерять с использованием ранее описанных методов.

4.5.2.2 Прямые методы измерения ширины полосы на уровне х дБ

Эти методы предназначаются для получения различными способами спектра сигнала, из которого

ширина полосы на уровне х дБ может быть установлена путем прямого отсчета. При этом могут

быть получены различные характеристики внеполосных составляющих спектров, такие как

исходные стартовые уровни и скорости спада. Ниже приводится описание метода установления

опорных уровней 0 дБ для определения ширины полосы на уровне х дБ и значений уровней “х дБ”

для различных классов излучений.

Уровень “х дБ”:

Уровень “х дБ”, измеренный по отношению к нулевому уровню, может быть указан отдельно для

каждого класса излучения.

Однако Сектор МСЭ-R рекомендовал, “чтобы, до тех пор пока не будут разработаны методы

измерения ширины занимаемой полосы, полностью учитывающие конкретный характер

деятельности станций контроля, эти станции для определения ширины занимаемой полосы

продолжали использовать метод “х дБ”, заключающийся в измерении на уровне –26 дБ и применяли

поправочный коэффициент для соответствующего класса излучения (§ 1 Рекомендации МСЭ-R

SM.443). В соответствии с § 2 этой же Рекомендации “администрации и другие участники работ

МСЭ-R должны способствовать проведению исследований, включая испытания, по

распространению метода “х дБ” на другие классы излучений и по определению соответствующих

поправочных коэффициентов для х = –26 дБ”.

Однако, результаты, которые лучше соответствуют п. 1.153 Регламента радиосвязи, получены при

измерениях ширины полосы для классов излучений на специально рассчитанных уровнях “х дБ”,

значения которых приведены в таблице 4-9.

ПРИМЕЧАНИЕ. – Хотя получение ширины полосы при уровне мощности 99% из измерений на уровне

–“х дБ” может быть ценным методом для различных классов излучений, как это предлагалось ранее,

представляется, что эти методы невозможно без усилий распространить на “цифровой” спектр, поскольку

сложность систем цифровой модуляции не позволяет определить простое правило для получения ширины

полосы на уровне мощности 99% из измерений, взятых на уровне –“х дБ”.

- 264 -

Глава 4

ТАБЛИЦА 4-9

Эмпирически полученные значения уровня “x дБ”, при котором значения “х дБ” и ширина

занимаемой полосы близки друг к другу

Класс

излучения

Уровни

“х дБ”

Пояснения

А1А, А1В –35

При α

(1)

< 3% (все формы импульсов)

–30

При α

(1)

≥ 3% (все формы импульсов)

А2А.А2В –32 При глубине модуляции 80–90%

F1В –25 При всех формах сигналов и индексе модуляции 2 ≤ т ≤ 24

F3С –25 При всех типах передаваемых изображений и индексах модуляции 0,4 ≤ m ≤ 3

F7ВDХ –28 При индексах модуляции 9 ≤ т ≤ 45

(2)

(1)

Относительное время нарастания, α, телеграфного сигнала определяется в § 1.21 Рекомендации МСЭ-R

SМ.328.

(2)

Индекс модуляции для класса излучений F7ВDХ определялся на основе девиации частоты, равной по-

ловине разности между крайними мгновенными значениями частот передатчика

Опорный нулевой уровень частотно-модулированных (радиовещательных) сигналов

Опорный (0 дБ) уровень, представляющий пиковое значение излучения, иногда трудно определить

для целей измерения ширины полосы в случае излучений с частотной модуляцией из-за уменьшения

амплитуды несущей при модуляции. В некоторых радиосистемах модуляция непрерывна, поэтому

редко появляется возможность отнесения полной мощности передатчика к частоте несущей, с тем

чтобы можно было установить опорный уровень. Однако, общая излучаемая мощность ЧМ

модулированного сигнала постоянна. Поэтому опорный нулевой уровень может быть измерен путем

выбора ширины полосы пропускания приемника, которая охватывает весь сигнал, в то время как

измерительный приемник настраивается на центральную частоту измеряемого излучения. При

выборе ширины полосы пропускания приемника следует предпринять меры для того, чтобы не

включить части спектра соседних излучений.

Для следующих измерений точек на уровне х дБ ширина полосы пропускания приемника должна

быть однако уменьшена для получения достаточной разрешающей способности. Тем не менее она

должна равняться по крайней мере наивысшей модулирующей частоте.

Опорный нулевой уровень амплитудно-модулированных сигналов

Описанный выше метод установления опорного уровня (0 дБ) может также использоваться для

измерений ширины полосы на уровне х дБ амплитудно-модулированных и импульсно-

модулированных излучений.

- 265 -

Глава 4

Амплитудно-модулированные сигналы как радиовещательные излучения имеют обычно ширину

полосы порядка наивысшей модулирующей звуковой частоты. В этом случае минимальная

требуемая ширина полосы пропускания приемника для текущих измерений точек на уровне х дБ,

как описано выше, может оказаться недостаточно точной из-за сниженной разрешающей

способности при использовании широких измерительных полос частот. Чтобы решить эту

проблему, АМ сигналы могут также измеряться при меньших значениях ширины полосы

разрешения. Однако, для этого измерения необходимо установить анализатор спектра на опорный

уровень 0 дБ следующим образом: спектр записывается при требуемой узкой ширине полосы

разрешения, используя функцию удержания максимумов. В качестве опорного уровня берется

максимальный уровень спектра внутри боковых полос, не учитывая уровень несущей, которая будет

отображаться в виде одиночного пика в центре.

Опорный нулевой уровень цифровых модулированных сигналов

Цифровые модулированные сигналы обычно имеют ширину полосы, превышающую требуемые

значения измерительной ширины полосы, при этом обеспечивается приемлемое разрешение

регистрируемого спектра. Однако, вследствие шумоподобности цифровых сигналов, уменьшение

уровня из-за применения узкополосного измерительного фильтра будет одинаковым на всех

частотах по всему излучаемому спектру. Поэтому опорный нулевой уровень устанавливается на

максимум, воспроизводимый при записи или сканированиии спектра. Измерения точек на уровне

х дБ в этом случае должны проводиться с той же шириной полосы измерений.

Если измерения имеют целью показать соответствие данной спектральной маске, то они должны

проводиться с шириной полосы разрешения, используемой для определения этой маски. Однако,

если эти маски ссылаются на общую излучаемую мощность, то данный уровень сначала должен

быть измерен, используя ширину полосы пропускания приемника, достаточную для захвата всего

сигнала. Когда далее ширина полосы уменьшается для записи формы спектра, следует учитывать

ухудшение измеренного максимального уровня.

Требуемое испытательное оборудование

Для этого оборудования требуется, чтобы измеряемые сигналы давали спектр, составляющие

которого были бы постоянны по амплитуде и по частоте. Амплитуды измеряются посредством

калиброванного аттенюатора с привязкой к постоянному уровню (либо внутреннему, либо

внешнему по отношению к измерительному приемнику/анализатору).

Достижимая точность составляет ± 1 дБ при измерении относительной амплитуды. Точность

измерений ширины полосы на уровне х дБ зависит от точности измерения амплитуды и от формы и

крутизны спектра в точке измерения (cм. § 4.5.2.2.2).

Используются следующие методы спектрального анализа.

4.5.2.2.1 Метод с использованием одиночного полосового фильтра (последовательный

анализ спектра)

Этот метод получил наиболее широкое распространение, он заключается в проведении полного ана-

лиза спектра излучения с помощью сканирующего узкополосного фильтра, например анализатора

спектра. При использовании данного метода ширина полосы на уровне x дБ рассматривается как

включающая дискретные составляющие, ослабленные менее чем на 26 дБ ниже пикового уровня

излучений. Такая процедура, конечно, не обеспечивает точного измерения ширины занимаемой

полосы согласно определению, содержащемуся в Регламенте радиосвязи. Например, возможно, что

определенное излучение будет создавать многочисленные низкоуровневые составляющие по обе

стороны от основного излучения, так что их сумма на каждой стороне составит намного более 0,5%

общей средней мощности, хотя ни одна из этих дискретных составляющих не превысит

- 266 -

Глава 4

уровня –26 дБ. В таком случае ширина занимаемой полосы, определенная на передатчике путем

измерения отношения мощностей, будет, вероятно, немного превышать ширину полосы на уровне х

дБ, измеренную на расстоянии этим же методом.

Главный недостаток анализаторов спектра, использующих одиночный фильтр для сканирования

всей наблюдаемой полосы, – несовместимость между высоким разрешением и большими

скоростями сканирования, особенно когда должна быть исследована полоса частот значительной

ширины. Высокая скорость сканирования необходима для получения надлежащего отображения

промежуточных составляющих. Однако при возрастании скорости сканирования разрешение

ухудшается, так что значимые составляющие излучения будут отображаться неточно.

4.5.2.2.2 Неопределенность измерений ширины полосы на уровне х дБ

Соотношение между относительной погрешностью (δBx) измерения ширины полосы на уровне

х дБ (Вх) и суммарной погрешностью (δx) отсчета на уровне х дБ и измерения (представления)

уровней спектральной плотности мощности (SPD) сигнала на границах полосы Вх, для различных

значений скорости уменьшения огибающей SPD, выраженных как N дБ на октаву расширения

полосы частот, показано на рис. 4-20. Значения, показанные на рис. 4-20а), соответствуют

аппроксимации огибающей SPD в пределах границ Вх согласно уравнению (4-9), а на рис. 4-20b) −

согласно уравнению (4-10). Сплошные линии на рис. 4-20а) соответствуют положительным

погрешностям измерений Вх, в то время как штриховые линии соответствуют отрицательным

погрешностям.

Из этого рисунка видно, что погрешность измерения Вх для аппроксимации SPD согласно

уравнению (4-9) приблизительно в 1,5 раза меньше, и при обоих типах аппроксимации погрешность

сильно зависит от скорости N уменьшения огибающей SPD в пределах границ Вх, резко возрастая

при низких значениях N. При N = 12 дБ/октава для получения точности измерения Вх в пределах

5 % необходимо достичь суммарной точности отсчета на уровне х дБ и измерения (представления)

уровней SPD порядка 0,6−0,9 дБ, что чрезвычайно проблематично, в то время как при

N = 6 дБ/октава (АМ или ЧМ/ФМ передача прямоугольных импульсов с низким индексом

модуляции) измерения Вх с точностью, превышающей 7−8% , практически недостижимы.

4.5.3 Условия, которые следует учитывать при измерении ширины полосы

Данное определение ширины занимаемой полосы предполагает применение описанного в § 4.2

Рекомендации МСЭ-R SМ.328 принципа, состоящего в измерении отношения полной мощности к

мощности, остающейся за пределами измеряемой ширины полосы. Для этого необходимо

определить местоположение верхней и нижней границ полосы путем суммирования мощности

внеполосных составляющих на стороне верхних частот, до тех пор пока не будет получено значение

0,5%, и затем повторить эту процедуру для внеполосных составляющих на стороне нижних частот,

начиная в каждом случае достаточно далеко от средней частоты, с тем чтобы не исключить из

измерений какие-либо составляющие со значительной энергией.

Хотя определение ширины занимаемой полосы излучения с помощью метода измерения полной и

внеполосной мощности может быть осуществлено при проведении измерений вблизи передатчика,

этот метод обычно неприменим для измерений, проводимых на расстоянии от передатчика, если

мешающие излучения или шумы могут маскировать рассматриваемые внеполосные составляющие

сигнала. Это особенно верно для загруженных СЧ (диапазон 6) и ВЧ (диапазон 7) участков спектра,

на которые прежде всего обращено внимание международных станций контроля.

- 267 -

Глава 4

Spec -0420

(

)

= 6 12 18

()дБ

(

)

= 6 12

0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8

РИСУНОК 4-20

Погрешность измерения ширины полосы на уровне х дБ

- 268 -

Глава 4

Несмотря на вполне определенные ограничения точности измерений ширины занимаемой полосы

при наблюдениях на расстоянии, выяснилось, что при контроле спектра на соблюдение ограничений

по ширине полосы полезны приблизительные определения. Однако эти проводимые на расстоянии

неточные измерения, погрешности которых объясняются указанными ранее причинами, должны

рассматриваться только в качестве ориентировочных. Если требуется более высокая точность, то

желательно проведение измерений на передатчике.

Для обеспечения правильности измерений необходимо точно знать влияние шума, помех и замира-

ний, как описано ниже.

4.5.3.1 Влияние помех

Реальные характеристики мешающих излучений крайне сложны, и в данном изложении трудно

рассмотреть все случаи. Воздействие помех рассматривается здесь при следующих допущениях:

– оба излучения, одно из которых должно измеряться, а другое является помехой, имеют

стабильные спектральные распределения;

– мешающее излучение не вызывает блокировки, интермодуляции или образования других

дополнительных спектральных составляющих.

В методах измерений с использованием спектрального анализа наличие помех может быть установ-

лено посредством наблюдения спектрального распределения, а возникающие в результате явления

могут быть прослежены и устранены. Пример, основанный на методе отношения мощностей, в

условиях воздействия помех, рассматривается ниже.

На рис. 4-21 сделано допущение, что в полосе пропускания измерительного прибора отсутствуют

шум или помехи, а имеется только излучение, подлежащее измерению.

Spec-73

РР

и : внеполосная излучаемая мощность

: полная мощность

РИСУНОК 4-21

Спектральное распределение при отсутствии помех