Казаков В. Д., Машошин Ф. Г., Бобнев М. П. Радиоэлектронные средства систем управления ПВО и ВВС. М., Воениздат, 1987, страница 3

Поляризацнонная модуляция возможна прн излучении электромагнитных волн с вращающейся поляризацией. Изменяющимся параметром поляризации может быть угол ориентации одной из полуосей эллипса поляризации электромагнитных волн илн отношение малой полуоси эллипса поляризации к большей (коэффнцнент эллиптнчности). Данный вид модуляции позволяет передавать на одной несущей частоте два независимых сообщения с одновременной модуляцией двух параметров поляризационной структуры. Кроме того, возможно сопряжение различных видов поляризационной модуляции с другими видами модуляции — амплитудной, частотной или фазовой.

Радиосигналы по их временнбму представлению могут быть детерминированными (неслучайными) и недетерминированными (случайными) или их комбинацией. 10 1.3. Математические методы описания детерминированных сигналов Любой сложный периодический сигнал может быть представлен с помошью ряда Фурье как сумма простых гармонических колебаний: з(1) = 0 5а, + ~~ (а„соз йЯ~1+ Ь„з1п Я,1), (1.2) о=1 где Я~ — угловая частота первичной гармоники; 0,5 ао — постоянная составляюшая (среднее значение); ао и Ьо — амплитуды косинусоидальных и синусоидальных членов разложения з('1). Коэффициенты ряда Фурье определяются выражениями: а = — ) з(8)созЫ,й(1; 2 т,)) о т — (1) 1 йР.,1г(1; Т о т ао — ) з(") о (1.3) (1.4) (1.5) Детерминированный радиосигнал описывается точным математическим выражением (некоторой определенной функцией времени).

Мгновенные значения таких сигналов могут быть определены для любого момента времени. Один из способов полного описания детерминированного сигнала — задание его точной функциональной зависимости от времени. Детерминированные сигналы разделяются на периодические и непериодические.

Для периодического сигнала выполняется условие з(1)=з(1+Т), где Т вЂ” интервал периодичности (период повторения). Примером периодического детерминированного сигнала.является гармоническое колебание. Непериодический детерминированный сигнал — сигнал, для которого не существует конечного отрезка времени Т, удовлетворяющего условию з (1) г з(1+ Т).

Случайные радиосигналы характерны тем, что нх мгновенные значения точно определить нельзя. Описание таких сигналов основано на представлениях о случайных величинах и случайных процессах. К случайным сигналам относится, например, последовательность радиоимпульсов, отраженных от подвижного объекта, иа входе приемника. Амплитуды и фазы высокочастотного заполнения этих импульсов флюктуируют нз-за изменения взаимного пространственного положения РЛС н лоцируемого объекта и из-за изменений условий распространения электромагнитных волн. (1.6) З(1) = — Г 5 (г1) В~"'С(гт.

2п где А» = — ~пз (1) е — lввгбй. 2 и т (~ о (ф о ог 2Ут„з1п (йо, „121 с' а( в)— Тп lгяпти/2 ггг~и Фи 4пи (1.9) О ггЯ 0 Г/та йгпа УФ» 1п з 13 12 Ряд (1.2) может быть представлен также в виде з(г)=0,5Ао —, ~а Аасоз(йй11 — , 'Р„), л=1 где 0,5Ао=0,5ае; Ал=~ аа+;Ьь, Р„= — — агс(й(Ьа/ал), Ь-й член этого ряда Аасоз(ге(111+<ра) является Ь-й гармоникой сигнала. Совокупность простых гармонических колебаний, на которые может быть разложен сложный периодический сигнал, называется его спектром. Распределение амплитуд гармоник по частоте называют амплитудно-частотным спектром (АЧС) или сокращенно амплитудным спектром, а распределение их начальных фаз по частоте — фазово-частотным спектром (ФЧС) или фазовым спектром.

АЧС и ФЧС обозначаются соответственно А» (ь)а) и 1ра (ь)в). В случае комплексной формы представления синусоидальиого колебания ряд (1.6) записывается в виде з(г)=0.5 Х Аае/аиг (1.Т) Спектр периодической последовательности видеоимпульсов и (1) прямоугольной формы (рис. 1.2, а) определяется выражением АЧС и ФЧС этой последовательности изображены на рис. 1.2, б и 1.2, в. Расстояние по шкале между соседними гармониками спектра равно частоте повторения импульсов Р, (Уп=)уТ4.

Рнс. 1л. периодическая юследовательность прямоугольных видепимпульсов (а), их амплитудный (б) и фазовый (в) спектры Непериодический сигнал можно рассматривать как предельный случай периодического при Т„-иеп и 1)п-ь0. Выражения для спектра и сигнала: 8(я) = ~ з(г)е — ~сЫг; (1.10) 5(ь1) =5(ь1)е — йип1 называется спектральной функцией (спектральной плотностью) сигнала, модуль Я(11) =(Я(Я)( — его спектром„ а зр(ь)) — фазой спектральной функции. Спектр одиночного видеоимпульса и (г) прямоугольной формы (рис. 1.З,а) описывается выражением 8(Я) = 2Ут Яти!2 Спектральная плотность амплитуд и фазовый спектр этого сигнала изображены на рис. 1.3,б, в.

Спектр непериодического сиг.нала является сплошным (непрерывным). Непрерывный и дискрет- Рне КЗ. Одиночный прямоугольный видеоимпульс (а), егп амплитудный (б) и фазовый (е) спектры ный спектры не совпадают по размерности. Линии дискретного спектра имеют размерность амплитуды сигнала. Непрерывный спектр указывает распределение амплитуд по всему спектру и имеет размериость плотности амплитуд сигнала.

Важным параметром сигнала является ширина его спектра. Если спектр занимает ограниченную полосу частот от 'ае 1п до Р,„, то ширина спектра Ьрс=~р~пхх ~ги1п (1.13) Если спектр сигнала является неограниченным, то при определении ширины пренебрегают гармониками, амплитуды которых малы и не превышают определенного (заданного) уровня. Наибо- г(пг~ (1.18) Р„= ) 6„(Р)сгР. о 6(й)= ~ Я(с)е — гн'Ыт; Я(т)= — ( 6(Я)е)птгИ. 2к,) (1.16) (1.17)с 15 14 лее часто пользуются уровнем 0,707 по амплитуде нлн 0,5 по мощности от максимального значения. Так, например, ширина спектра вндеонмпульсов прямоугольной формы (рнс.

1.2,а) на уровне 0,707 по амплитуде находится нз выражения ЛРсж1/2с„. 1.4. Математические методы опнсання случайных процессов Для описания случайных процессов используют методы теории вероятностей. В общем случае полной характеристикой случайного процесса является его многомерная плотность вероятностей.

Для стационарных гауссовских процессов одномерная плотность вероятностей определяется выражением те (и) — "Š— (к — «г) Чем (1.14) )Г 2кч т — 1 где т = и (1) = Вгп — ( и (1) ~й — постоянная составляющая (ма- Т,) о тематическое ожидание) случайного процесса, а па= ( и — пт) = Вгп — ( (и — т)тай — мощность переменной сост Т,) о тавляющей (днсперсня) случайного процесса.

Для описания гауссовских процессов достаточными характернстнкамн являются пг, ок н корреляционная функция процесса гс 1'т). Функция )т' (т) характеризует статистическую связь между двумя значеннямн случайного процесса со сдвнгом на т: Я(т) =1)гп — ~ (и(1) — т) (и(1+ с) — лг1г12.

(1.15) 1 г Т, о Прн т=б корреляционная функция равна дисперсии. Нормнрованная корреляционная функция г (т)=)г(т)/от называется коэффнцнентом корреляции. Одной нз характеристик случайного сигнала является его спектральная плотность мощности, связанная с корреляционной функцней гс (т) обобщенным преобразованием Фурье: рис. 14. Спектральная плотность (а) и нормированная корреляционная функ- ция (б) случайного процесса Функции б (О) н г (т) экспоненцнально коррелнрованного процесса изображены на рнс. 1.4,а, б. Спектр случайного процесса является сплошным. Случайные процессы характеризуются также эффективной шириной спектра ЬР, н интервалом корреляции т,с ог 1 6(Р) еР сО о с„= ) ~ г (т) ) гт с.

а (о) Произведение АР»тк — величина постоянная. Чем меньше г„, тем шире спектр. Для случайных процессов с постоянной спектральной плотностью )1(о н бесконечной полосой частот мощность бесконечна, а корреляционная функция является дельта-функцией )г (т) = =№б(т)/2. Такой процесс имеет бесконечную дисперсию, является некоррелнрованным н называется «белым шумом».

У случайного процесса с постоянной спектральной плотностью б„в ограниченной полосе частот ЬР мощность Р„является конечной н ее можно определить выраженнем Р =6,)йсР. (1.19) Мощность помехи с другим распределением спектральной плотности определяется выражением Глава 2. ПЕРЕДАЮШИЕ УСТРОЙСТВА 2.1. Основные параметры передающнх устройств Передающее устройство — техническое устройство, состоящее нз передатчика н антенны н предназначенное для формирования н излучения радиочастотного сигнала. Передатчик предназначен для генерирования электрических колебаний несущей (рабочей) частоты, модуляции этих колебаний и передачи их в антенну для излучения в пространство.

Основными параметрами передатчиков являются диапазон рабочих частот, нестабильность частоты, коэффициент полезного действия, выходная мощность, вид модуляции и др. Диапазоном рабочих частот называется диапазон возможных частот настройки передатчика, в пределах которого обеспечивается его нормальная работа. Он определяется назначением РЭС и характеризуется минимальным 1 ы и максимальным у,„значениями частот диапазона.

Отношение йд=)так/1т~в инзы" вается коэффициентом перекрытия диапазона. Диапазон частот может быть непрерывным или дискретным. В уервом случае передатчик настраивается на любую частоту диапазона, во втором— только на фиксированные частоты. Количество рабочих частот определяется шириной спектра излучаемого сигнала, нестабильностью частоты передатчика, гетеродина приемника и др. Множество значений частот, следующих через заданные интервалы, образуют сетку рабочих частот. Разность между соседними дискретными значениями частот называется шагом сетки рабочих частот. Нестабильность частоты — любые изменения несущей частоты относительно заданного (номинального) значения.