Антенны

В практике измерения ЭМП с целью оценки защиты информации в настоящее время используются антенны различных типов.

Антенны предназначены для измерения напряжённости электрического, магнитного и электромагнитного полей совместно с измерительными приёмными устройствами.

Антенны характеризуются назначением, частотным диапазоном, коэффициентом калибровки, и другими различными параметрами.

Рассмотрим особенности использования различных антенн для целей проверки эффективности защиты ПЭМИ.

1. Антенны бывают пассивными и активными.

О характеристиках пассивных антенн.

Сопоставим мощность принимаемых сигналов с полной мощностью различных шумов на входе приемника разведки.

Шумы антенн характеризуются внешними и внутренними шумами.

Внешние шумы антенн вызваны электромагнитными помехами естественного и техногенного происхождения.

Внутренние шумы антенн вызваны тепловым движением электронов в неидеальных проводниках и диэлектриках антенн и фидерном тракте.

Спектральный состав внешних и внутренних шумов для диапазонных антенн можно принять одинаковыми.

Полная мощность шума на входе приемника равна

P_{ш полн} = P_{ш а} + P _{ш. пр.,} где

P_{ш а} = kT_a D f, Вт – мощность шумов антенны, подводимая к приемнику.

P_{ш пр.} = kT_пр D f, Вт – мощность шумов приемника.

Шумовая температура антенн Т_а = Т_{а ф.}+ Т_{а. S.,} где

Т_{а ф.} – флюктуационные шумы антенны.

Т_{а. S.} – температура внешних источников шумов.

Значение Т_а. ф. находится с использованием формулы Нейквиста для ЭДС и импенданса приемника Z_вх.

Т_{а. ф.} = T₀ (1-h).

Очевидно, что величина Т_{а. ф.} не превышает 288К, т.е. вклад пассивной антенны в U_{вх. ш.} мал.

Значение Т_а. S. определяется яркостной температурой в окружающем пространстве, атмосферными, индустриальными и космическим помехами радиоизлучением земли и др. Возможно уменьшения значения Т_{а. S.} за счет направленности пассивных антенн.

В диапазоне длинных, средних и КВ значения Т_{а. S.} значительно больше Т_{а. ф..} (Т_{а. S.}>> Т_а. ф.).

В децеметровом и СВЧ диапазонах за счет направленности антенн значения Т_{а. ф} и. Т_а. S. соизмеримы или Т_{а. S.} <Т_а. ф.

Однако значение Т_{а. S.} <Т_{а. ф.} не относятся к индустриальным помехам, которые часто нельзя устранить направленными антеннами.

Достоинство пассивных антенн.

Динамический диапазон входного сигнала не ограничивается.

Шум антенны регламентируется внешним шумом.

Нижняя граница U_{ш а} = Р_ша /k_a

Динамический диапазон имеет линейную характеристику.

Недостатки пассивных антенн.

Малый коэффициент калибровки или коэффициент калибровки

Требуется иногда согласование антенны с приемником.

Требуется частотная корректировка коэффициент калибровка и из-за рассогласования

Активные антенны

Недостатки и требования активных антенн

Требуется электропитание на усилительные блоки.

Наличие мощных станций и помех и применение широкополосных усилителей вызывает создание перекрестных помех на входе измерительного приемника. Происходит нелинейное преобразование входных сигналов различных частот и появление помех.

Мгновенный динамический диапазон должен быть достаточно большим (порядка 120 дБ), что трудно реализовать в широком частотном диапазоне.

Мгновенный динамический диапазон должен быть линейным в исследуемом частотном диапазоне.

Преимущество активных антенн

Малые размеры антенны.

Повышена чувствительность измерительной системы.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.