Радиопомехи

Москва

Горячая линия – Телеком

2017

Рекомендовано УМО по образованию в области 

Инфокоммуникационных технологий и систем связи в качестве 

учебного пособия для студентов высших учебных заведений, 

обучающихся по направлению подготовки 11.04.02 –
«Инфокоммуникационные технологии и системы связи»

квалификации (степени) «магистр»

ÓÄÊ 621.396.67 
ÁÁÊ 32.95 
   Ï27 

Ð å ö å í ç å í ò û : äîêòîð òåõí. íàóê, ïðîôåññîð, ãëàâíûé íàó÷íûé ñîòðóäíèê 
16 ÖÍÈÈÈ Ìèíîáîðîíû Ðîññèè  Á. Ã. Òåëåæíûé; êàíä. âîåí. íàóê, äîöåíò 
êàôåäðû «Ðàäèîñèñòåìû è êîìïëåêñû óïðàâëåíèÿ, ïåðåäà÷è èíôîðìàöèè è 
èíôîðìàöèîííîé áåçîïàñíîñòè» ÌÀÈ (Íàöèîíàëüíîãî èññëåäîâàòåëüñêîãî 
óíèâåðñèòåòà) Â. Â. Âàñèëåâñêèé 

Ïåðôèëîâ Î. Þ. 
Ï27        Ðàäèîïîìåõè. Ó÷åáíîå ïîñîáèå äëÿ âóçîâ. – Ì.: Ãîðÿ÷àÿ 
ëèíèÿ – Òåëåêîì, 2017. – 110 ñ.: èë. 
ISBN 978-5-9912-0491-0. 
Ñèñòåìàòèçèðîâàíû  îáøèðíûå ñâåäåíèÿ î ðàäèîïîìåõàõ ðàçëè÷íîãî õàðàêòåðà, âîçíèêàþùèõ â ðàäèîñèñòåìàõ. Ðàññìîòðåíû ðàçëè÷íûå òèïû ðàäèîïîìåõ – âíåøíèå è âíóòðåííèå, ïðåäíàìåðåííûå è íåïðåäíàìåðåííûå (åñòåñòâåííûå). Ïðèâåäåíû îðèãèíàëüíûå ðåçóëüòàòû 
èññëåäîâàíèé àâòîðà õàðàêòåðèñòèê ðàäèîïîìåõ, âîçíèêàþùèõ â ñîñðåäîòî÷åííûõ êîìïëåêñàõ ðàäèîýëåêòðîííûõ ñðåäñòâ ðàçëè÷íûõ òèïîâ. 
Ïðè ðàññìîòðåíèè ïðåäíàìåðåííûõ ïîìåõ îïèñàíû ñèëîâûå  ðàäèîïîìåõè, îáëàäàþùèå âûñîêèì ýíåðãîïîòåíöèàëîì, è èíòåëëåêòóàëüíûå 
ðàäèîïîìåõè ñ íèçêèì ýíåðãîïîòåíöèàëîì. Èçëîæåíû âîïðîñû, ñâÿçàííûå ñ âîçäåéñòâèåì íà ïðèåìíûå óñòðîéñòâà èíäóñòðèàëüíûõ ïîìåõ. Ðàññìîòðåíû ìåõàíèçìû âîçíèêíîâåíèÿ ðàäèîïîìåõ è îñîáåííîñòè èõ ðàñïðîñòðàíåíèÿ. Ïðèâåäåíû ìåòîäèêè ðàñ÷åòà óðîâíåé ïîìåõ 
ïðè ðàçëè÷íûõ ìåõàíèçìàõ èõ ðàñïðîñòðàíåíèÿ. Äàííûå ïðåäñòàâëåíû 
ñ ó÷åòîì ìàòåðèàëîâ, ñîäåðæàùèõñÿ â ðåêîìåíäàöèè ÌÑÝ-Ð Ð.452. 
Äëÿ ñòóäåíòîâ âóçîâ, îáó÷àþùèõñÿ ïî íàïðàâëåíèþ ïîäãîòîâêè 
11.04.02 – «Èíôîêîììóíèêàöèîííûå òåõíîëîãèè è ñèñòåìû ñâÿçè» 
êâàëèôèêàöèè (ñòåïåíè) «ìàãèñòð», áóäåò ïîëåçíî àñïèðàíòàì, ïðåïîäàâàòåëÿì è ñïåöèàëèñòàì â îáëàñòè îáåñïå÷åíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíîé 
ñîâìåñòèìîñòè è ðàäèîýëåêòðîííîé çàùèòû ðàäèîñèñòåì. 

ÁÁÊ 31.19 

Àäðåñ èçäàòåëüñòâà â Èíòåðíåò WWW.TECHBOOK.RU 
Ó÷åáíîå èçäàíèå 

Ïåðôèëîâ Îëåã Þðüåâè÷ 
ÐÀÄÈÎÏÎÌÅÕÈ 

Ó÷åáíîå ïîñîáèå äëÿ âóçîâ 

Ðåäàêòîð  Ï. Ë. Ïîëÿêîâ 
Êîìïüþòåðíàÿ âåðñòêà  Ï. Ë. Ïîëÿêîâà 
Îáëîæêà õóäîæíèêà  Â. Â. Êàçþëèíà 

Ïîäïèñàíî â ïå÷àòü  18.11.2015.  Ôîðìàò 60´88/16. Ó÷. èçä. ë. 6,88.  Òèðàæ 500 ýêç. (2-é çàâîä 100 ýêç.) 
ÎÎÎ «Íàó÷íî-òåõíè÷åñêîå èçäàòåëüñòâî «Ãîðÿ÷àÿ ëèíèÿ – Òåëåêîì» 

ISBN 978-5-9912-0491-0                        © Î. Þ. Ïåðôèëîâ, 2015, 2017 
©  Èçäàòåëüñòâî «Ãîðÿ÷àÿ ëèíèÿ – Òåëåêîì», 2017 

Предисловие

В последние годы отмечается существенное усложнение общей
электромагнитной обстановки, связанной с появлением излучающих радиосредств новых радиотехнологий практически во всей
используемой полосе частот вплоть до 100 ГГц. Кроме того, высокое комплексирование радиоэлектронных средств (РЭС) приводит
к росту уровней радиопомех, размещаемых в сосредоточенных
комплексах.
В существующей научно-технической литературе приведены
лишь фрагментарные сведения о радиопомехах. В настоящей работе автор постарался систематизировать данные о радиопомехах,
собранные из разнородных источников. В книге охвачен практически весь спектр вопросов, связанных с проблемами воздействия радиопомех на средства и системы связи, рассмотрены отдельные вопросы обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) РЭС.
В первой главе рассмотрены внешние радиопомехи: непреднамеренные и преднамеренные. При рассмотрении непреднамеренных
помех проанализированы как природные, так и промышленные
радиопомехи. Рассмотрены проблемы внутриобъектовой ЭМС. Отдельно рассмотрены преднамеренные (организованные) радиопомехи — как силовые, так и интеллектуальные.
Анализу внутренних радиопомех посвящена вторая глава, в которой рассмотрены природа их возникновения и основные параметры.
В третьей главе приведены математические модели радиопомех
различного типа, а именно импульсных (квазиимпульсных), узкополосных, флуктуационных (шумовых) и пассивных.
В четвертой главе рассматриваются важные вопросы распространения мешающих сигналов. Описаны основные механизмы

Предисловие

распространения помех. Приводятся включенные в Рекомендации Международного союза электросвязи (МСЭ) методы прогноза уровней мешающих сигналов: в условиях прямой видимости,
дифракции, путем тропосферного рассеяния, за счет волновода
и отражений от слоев, за счет экранирования мешающих сигналов
локальными неоднородностями, в условиях рассеяния гидрометеорами.
Пятая глава содержит описание технических средств обеспечения ЭМС при воздействии различных помех в системах связи.
Такие методы позволяют обеспечить ЭМС РЭС в тех случаях,
когда территориальный или частотный разнос взаимовлияющих
РЭС оказывается невозможным.
Шестая глава посвящена анализу существующих нормативнотехнических документов, определяющих нормы на радиопомехи.
Книга дает российским радиоинженерам профессиональные
знания, необходимые на современном этапе развития радиотехники для решения весьма важных и сложных технических задач,
связанных с обеспечением ЭМС РЭС и радиоэлектронной защитой
РЭС при возникновении помех различных типов.

Введение

Электромагнитная помеха — нежелательное физическое явление или воздействие электрических, магнитных или электромагнитных полей, электрических токов или напряжений внешнего
или внутреннего источника, которое нарушает нормальную работу
технических средств или вызывает ухудшение технических характеристик и параметров этих средств.
Радиопомеха— электромагнитная помеха, возникающая в радиодиапазоне частот (длин волн).
В радиотехнических средствах передачи информации помеха
вызывает отклонение принятого сообщения от переданного. При
радиовещательном приеме помеха проявляются как трески и шумы, которые ухудшают качество звучания. При телевизионном
приеме помехи искажают изображение, при локации они вызывают
пропуск реально существующей или обнаружение несуществующей цели (ложная тревога).
Классификационная схема помех по их происхождению приведена на рис. В.1.
По принадлежности к радиотехническим средствам помехи подразделяются на внешние и внутренние.
Внешние радиопомехи — это помехи, поступающие на вход
электронных устройств вместе с полезным сигналом.
Внутренние помехи — это помехи, возникающие в самих
электронных устройствах.
По природе возникновения помехи подразделяются на искусственные и естественные.
Искусственные радиопомехи:
• индустриальные или промышленные помехи — излучение
промышленных установок, бытовых электроприборов и т. д.;

Введение

Рис. В.1. Классификационная схема радиопомех
по их происхождению

• контактные помехи — помехи, возникающие при переходных
процессах;
• станционные
помехи
—
от
других
радиоэлектронных
средств — радиостанций, радиолокаторов и т. д.
Естественные радиопомехи:
• атмосферные радиопомехи;
• космические радиопомехи;
• радиоизлучения Земли и объектов Солнечной системы.
В некоторых случаях мгновенные значения станционных помех
можно определить заранее, поэтому борьба с ними существенно
упрощается. Мгновенные значения случайных помех заранее неизвестны и могут быть только предсказаны с определенной вероятностью. Эти помехи, в отличие от детерминированных, полностью
устранить невозможно, поскольку они определяются статистическим характером многих физических процессов. Вследствие этого
их подавление встречает значительные трудности, как при разработке теории, так и при технической реализации. Значительная
часть помех имеет гауссовский или производный от него закон
распределения (усеченный гауссовский, логарифмический гауссовский и др.). В числе негауссовских распределений чаще других
используются законы Рэлея, Райса и др.
Помеха может влиять на сигнал через электромагнитное, электростатическое, магнитостатическое, акустическое поля, а также
кондуктивным путем — через провода, шасси, монтаж и др.

Введение
7

В общем случае на вход радиосистемы поступает смесь сигнала
и помехи:
Uсм = V (Uс, Uп).

Если оператором V определяется сумма V (Uс, Uп) = Uс + Uп, то помеху называют аддитивной, а если произведение V (Uс, Uп) = UсUп,
то мультипликативной. Обычно первая принадлежит классу активных помех, а вторая — пассивных.
Большинство из рассмотренных помех могут быть представлены одной из четырех моделей:
• флуктуационной (шумовой) активной;
• импульсной (сосредоточенной во времени), квазиимпульсной
активной;
• узкополосной (сосредоточенной по спектру) активной;
• пассивной.
Математические модели помех перечисленных типов рассматриваются в главе 3.

Г л а в а I

ВНЕШНИЕ РАДИОПОМЕХИ

При обработке информации электронными устройствами на их
выходе наряду с полезными сигналами наблюдаются помехи —
изменения токов, напряжений или других выходных величин, не
связанные с полезным сигналом и мешающие его регистрации или
использованию. Чем слабее входной сигнал, тем существеннее влияние помех, ограничивающих чувствительность радиоэлектронных
устройств. Вследствие этого изучение природы помех и разработка помехоустойчивых методов передачи и обработки информации
имеют громадное практическое значение [1].
Часть помех поступает на вход электронных устройств вместе
с полезным сигналом. Их называют внешними.

1. Непреднамеренные радиопомехи

Внешние помехи могут быть непреднамеренными (естественными) и преднамеренными (организованными). Непреднамеренные
помехи создаются грозовыми разрядами и другими процессами
в атмосфере и космическом пространстве, промышленным оборудованием, медицинскими установками и т. п. Непреднамеренные
помехи могут быть естественными (природными) или промышленными (индустриальными). Типы естественных радиопомех и их
математические модели будут рассмотрены позднее.
Все возможные типы непреднамеренных помех промышленного
происхождения целесообразно разделить на две большие группы:
излучаемые и кондуктивные, причем первая группа состоит из
излучаемых (принимаемых) через антенну и помимо антенны.
К излучаемым помимо антенны помехам относятся излучения
возбудителей и гетеродинов, индустриальные помехи. Специальным типом помех, характерным для подвижных объектов, явля

Внешние радиопомехи
9

ются контактные помехи, возникающие в движении от облучаемых неплотных контактов между металлическими частями машин,
аппаратуры, оборудования. Вопросам изучения контактных помех
посвящена отдельная монография [13]. Индустриальные помехи
постоянно изучаются СИСПР и нормируются [28]. Существуют
нормы на излучения гетеродинов [29].
В настоящей работе особое внимание уделено непреднамеренным помехам, излучаемым через антенну, как представляющим
наибольший научный и практический интерес. Если из перечня
исключить кондуктивные помехи, распространяющиеся по цепям
питания или монтажным проводам, то через антенну могут воздействовать все типы излучаемых внешних помех.
Излучения передатчиков в полосе частот, необходимой для
передачи полезной информации своему корреспонденту, одновременно являются потенциальными помехами для других РЭС. Помехи возникают при попадании составляющих спектра основного
излучения передатчика в полосы пропускания основных каналов
приема «дальних» приемников, имеющих совпадающие рабочие
частоты, и в полосы пропускания побочных каналов приема приемников, находящихся на сравнительно небольших расстояниях.
Кроме того, основные излучения передатчиков создают помехи
в виде сильного мешающего сигнала для приемников, находящихся
в непосредственной близости от передатчиков. Борьба с такими помехами осуществляется путем частотно-территориального разноса
и в некоторых случаях работой передатчиков в режиме пониженной мощности. Однако передатчики способны создавать помехи не
только своими основными излучениями.
Современные радиопередающие устройства помимо основного
излучения имеют внеполосные и побочные излучения. Рассмотрим
более подробно механизм возникновения этих излучений.
Излучения передатчиков на частотах, лежащих за пределами
необходимой полосы излучения, называются неосновными и разделяются на внеполосные и побочные.
Внеполосные излучения — это излучения на частотах, примыкающих к необходимой полосе излучения. Они обусловлены
паразитным действием фона, флуктуационного шума и другими
факторами в процессе модуляции сигнала.
Мешающее действие внеполосных излучений особенно велико
при расположении приемников в непосредственной близости от
передатчиков и вызывает увеличение интервалов между частотами
передачи и приема.

Глава I

Наиболее характерными внеполосными излучениями являются
шумовые излучения, создаваемые паразитной модуляцией несущей
частоты напряжениями шумов, возникающих в элементах передатчика. Эти излучения занимают спектр, в десятки и сотни раз
больший, чем спектр полезного сигнала. Уровень шумовых излучений монотонно уменьшается по мере удаления от несущей частоты
сигнала.
Дополнительное уменьшение шумовых излучений достигается
применением полосовых фильтров как в тракте передатчика (между каскадами), так и на его выходе.
Побочными излучениями передатчика называют излучения, частоты и уровни которых определяются нелинейными процессами,
возникающими при прохождении токов высокой частоты по элементам тракта.
Побочные излучения не связаны с модуляцией и подразделяются на следующие основные виды.
Излучения на гармониках — побочные излучения в полосах,
включающих частоты, кратные частотам основного излучения.
Уровень излучения на гармониках зависит от ряда факторов:
— режима работы и характера нелинейности каскадов передатчика (в основном — оконечного каскада);
— характера нагрузки передатчика, ее избирательными свойствами и степенью согласования с выходным каскадом;
— схемы выходного каскада передатчика (однотактной, двухтактной) и типа применяемого электронного прибора.
Излучения на субгармониках — побочные излучения, характерные для передатчиков, имеющих в тракте каскады умножения
частоты. Уровень излучений на субгармониках определяется степенью фильтрации между каскадами и на выходе передатчика.
Комбинационные излучения — побочные излучения, возникающие при формировании колебаний основного излучения путем
нелинейных преобразований вспомогательных колебаний. Эти излучения характерны для передатчиков с дискретной сеткой частот.
Наиболее распространенным и действенным методом уменьшения уровней рассмотренных выше побочных излучений является
улучшение фильтрации в тракте передатчиков.
Паразитные излучения — побочные излучения, не связанные с образованием несущих частот и возникающие вследствие
случайного возбуждения каскадов передатчика на частотах, отличающихся от несущей. Меры по устранению этих излучений