Efekt rezavého šroubu - Rusty bolt effect

Rezavý šroub ve struktuře antény může způsobit rádiové rušení, i když není v přímé elektrické dráze.

The efekt rezavého šroubu je forma rádiového rušení v důsledku interakce rádiových vln se znečištěnými spoji nebo zkorodovanými částmi.^[1] To je více vhodně známý jako pasivní intermodulace,^[1] a může být výsledkem celé řady různých příčin, jako jsou feromagnetické vodivé kovy,^[2] nebo nelineární mikrovlnné absorbéry a náplně.^[3] Zkorodované materiály na anténách, vlnovodech nebo dokonce konstrukčních prvcích mohou působit jako jeden nebo více diody. (Křišťálové sady, časné rádiové přijímače, používaly polovodičové vlastnosti přírodních galenit demodulovat rádiový signál a oxid měďnatý To bylo použito v výkonových usměrňovačích.) To vede k nežádoucímu rušení, včetně generování harmonické nebo intermodulace.^[4] Rezavé objekty, které by neměly být v signální cestě, včetně anténních struktur, mohou také znovu vyzařovat rádiové signály harmonické a další nežádoucí signály.^[5] Stejně jako u veškerého mimopásmového hluku falešné emise může rušit přijímače.

Tento efekt může způsobit vyzařované signály z požadovaného pásma, i když je signál do pasivní antény pečlivě omezen na pásmo.^[6]

Matematika spojená s rezavý šroub

The přenosová charakteristika objektu lze reprezentovat jako a výkonová řada:

${ displaystyle E _ { text {out}} = suma _ {n = 1} ^ { infty} {K_ {n} E _ { text {in}} ^ {n}}}$

Nebo vezmeme-li pouze prvních několik výrazů (které jsou nejdůležitější),

${ displaystyle E _ { text {out}} = K_ {1} E _ { text {in}} + K_ {2} E _ { text {in}} ^ {2} + K_ {3} E _ { text {in}} ^ {3} + K_ {4} E _ { text {in}} ^ {4} + K_ {5} E _ { text {in}} ^ {5} + ...}$

Pro ideální dokonalý lineární objekt K₂, K.₃, K.₄, K.₅, atd. jsou všechny nulové. Dobré spojení přibližuje tento ideální případ dostatečně malým hodnotám.

Pro „rezavý šroub“ (nebo záměrně navržený frekvenční směšovač fáze), K.₂, K.₃, K.₄, K.₅, atd. nejsou všechny nulové. Tyto výrazy vyššího řádu vedou k vytváření harmonických.

Následující analýza aplikuje reprezentaci výkonové řady na vstupní sinusoidu.

Harmonická generace

Pokud je vstupním signálem sinusová vlna {E_v sin (ωt)}, (a vezmeme-li pouze výrazy prvního řádu), pak lze zapsat výstup:

${ displaystyle { begin {aligned} E _ { text {out}} & = sum _ {i = 1} ^ { infty} {K_ {i} E _ { text {in}} ^ {i} sin (i omega t)} & = K_ {1} E _ { text {in}} sin ( omega t) + K_ {2} E _ { text {in}} ^ {2} sin (2 omega t) + K_ {3} E _ { text {in}} ^ {3} sin (3 omega t) + K_ {4} E _ { text {in}} ^ {4} sin (4 omega t) + K_ {5} E _ { text {in}} ^ {5} sin (5 omega t) + cdots end {zarovnáno}}}$

Je zřejmé, že harmonické podmínky budou horší při vysokých amplitudách vstupního signálu, protože se exponenciálně zvyšují s amplitudou E_v.

Míchání generace produktů

Podmínky druhého řádu

Porozumět generování neharmonických výrazů (frekvenční míchání ), musí být použita úplnější formulace, včetně výrazů vyššího řádu. Pokud jsou tyto výrazy významné, vznikají intermodulace zkreslení.

${ displaystyle { begin {aligned} E_ {f_ {1} + f_ {2}} & = kE_ {f_ {1}} E_ {f_ {2}} E_ {f_ {1} -f_ {2} } & = kE_ {f_ {1}} E_ {f_ {2}} end {zarovnáno}}}$

Podmínky třetí objednávky

${ displaystyle { begin {aligned} E_ {f_ {1} + f_ {2} + f_ {3}} & = kE_ {f_ {1}} E_ {f_ {2}} E_ {f_ {3}} E_ {f_ {1} -f_ {2} + f_ {3}} & = kE_ {f_ {1}} E_ {f_ {2}} E_ {f_ {3}} E_ {f_ {1} + f_ {2} -f_ {3}} & = kE_ {f_ {1}} E_ {f_ {2}} E_ {f_ {3}} E_ {f_ {1} -f_ {2} -f_ {3 }} & = kE_ {f_ {1}} E_ {f_ {2}} E_ {f_ {3}} end {zarovnáno}}}$

Směšovací produkty druhého řádu, třetího řádu a vyššího řádu lze tedy značně snížit snížením intenzity původních signálů (f₁, f₂, f₃, f₄,…, F_n)

Reference