Быков В. В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике (1014573), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Качественно картина остается прежней. Различие состоит в том, что максимум интенсивности флюктуаций смещается в сторону меньших значений (1 и наблюдается при р=1ч-15, а также в том, что превышение мощности ЧМ шумовых флюктуаций над мощностью прямошумовых флюктуаций наступает при больших значениях р. На рис. 4.6 и 4.7 показаны зависимости мощности флюктуацнй на выходе АМ приемника от расстройки несущей частоты входного колебания при ()=-н1 для линей- 270 ного и квадратичного детекторов соответственно.
Все обозначения на этих рисунках такие же, как и на рис.4.4 и 4.5. Из рисунков следует, что лрн относительной расстройка порядка единицы мощность ЧМ шумовых .флюктуаций несколько. выше, чем без расстройки. Это объясняется тем, что прн некотором значении расстройкн улучшаются условия преобразования частотной модуля- е бе е бее е бе бее иии д дз ел Сю 8 ее дз (ее (5 8 Рис. 4.7.
Рис. 4.6. ции входного колебания н амплитудную модуляцию прн прохождении его через раднофильтр. При прямошумовом воздействии такого эффекта не наблюдается ,Арис. 4.6 и 4.7, кривые 1). Следует заметить, что результаты, полученные здесь для АМ приемника с квадратичным детектором, хорошо согласуются с соответствующими результатами, полученными в работах [74, 75!. На рис. 4.8 н 4.9 даны зависимости отношения мощности ЧМ шумовых флюктуаций к мощности спектрально эквивалентных прямошумовых флюктуаций на выходе линейного и квадратичного детекторов соответственно от параметра а при б=О и различных значениях !!. Из рисунков видно, что увеличение а приводит к уменьшению мощности флюктуаций на выходе приемника. На рнс.
4.'70,а и 4.!! даны аналогичные кривые для ЧМ приемника в случае линейного и квадратичного детекторов соответственно в зависимости от ас=аАтк при 27! с ак бУ 5 ьс г Всг 5 д ОШДдФ О.~ Дтдс ' Р а 0 ДЮР5НЬ Р5 ДХ с с Р а Рис. 4.В. Рис. 4.9. интенсивности ЧМ шумовых флюктуацнй, который наиболее ярко выражен для приемника с квадратичным де. тектором. Наличие максимума обусловлено тем, что при некотоРолг значении ас в оптимальном фильтРе пРиел555нка создаются хорошие условия для превращении частот,г й5 Рис. 4ЛО.
различных р. В отличие от АМ приемника здесь наблю- ' дается в принципе другая картина, а именно: при опре- деленном значении параметра ас имеет место максимум ной модуляции входного колебания в амплитудную Этот аффект можно объяснить следующим образом. Преобразование частотной модуляции в амплитудную при прохождении оптимального фильтра ЧМ приемника будет ак1 а4 азу Рис. 4.11.
тем эффективнее, чем чаше закон частотной модуляции входного колебания приближается к линейному закону - изменения частоты полезного сигнала. У входного ЧМ колебания отклонение частоты от средней изменяется по авиону Ь) (г) = а $(1), где 3(г) — модулнрующий шумовой процесс. Если в некотором интервале времени реализация процесса Цч (г), пересекая нулевой уровень, изменяется приблизительно линейно н имеет наклон, близкий к наклону функции, модулнрующей сигнал по частоте, то, очевидно, отрезок ЧМ колебания, соответствующий этому интервалу, будет восприниматься приемником как некоторое подобие,полезного сигнала. В результате укороче- 18 — ! 60 273 яия на выходе оптимального фильтра появится большой' выброс амплитуды. Для оценки того, при каких условиях эффект укоро-' чения будет наблюдаться наиболее часто и, следова-: тельно, будет наблюдаться повышенная мощность флюктуаций на выходе приемника, предположим, что средняя величина наклона реализаций процесса Ь/чм (Г) прн пересечении нулевого уровня приближенно равна наклону эквивалентного процессу л/чм (Г) гармонического колебания с амплитудой о~ и частотой йГ „ равной ширине спектра модулирующего шума.
Тогда приближенным условием указанного экстремума должно быть равенство (рис. 4.10,6): к"г/Т = д/д/Т. Отсюда значение параметра а, при котором должем наблюдаться экстремум кривых интенсивностей на рис. 4ЛО и 4.11, равно а*=1/крКт„.. Если кривые мощности строить в зависимости от йормированного параметра а, т. е. от ае=аКт„то положение экстремума для ЧМ приемников с различными К „.
будет практически неизменным и будет наблюдаться при а" .= 1/кр. (4.28) В этом и состоит смысл нормировки параметра а иа рис. 4ЛО н 4.1~1. Легко видеть, что положения экстремумов кривых на рис. 4.10 и 4Л'1 примерно удовлетворяют. условию (4.28). Ярко выраженный эффект увеличения интенсивностмфлюктуаций на выходе ЧМ приемника с квадратичным детектором по сравнению со случаем линейного детектора объясняется тем, что квадратичный детектор «под-. черкивает» большие выбросы. Другое отличие ЧМ приемника с квадратичным детектором от ЧМ приемника с линейным детектором состоит в том, что при р'= 1 выходная мощность флюктуаций ЧМ шумового колебания, нормированная по отношению к выходной мощности флюктуацнй спектрально.
эквивалентного прямошумового воздействия, в экстремальных точках больше, чем в квазистационарных точках (аа — +0), рассчитанных в предположении, что ам-. плитудно-частотная характеристика ЧМ приемника пря--' 274 моугольная и ширина ее равна 2Л)м где Ял — односторонняя девиация частоты ЧМ сигнала (см. рис. 4.2). Расчет производился по 'формулам (4.27). На рис. 4.12 показаны гистограммы распределения ЧМ шумовых флюктуаций на выходе ЛМ приемника с линейным детектором прн Ь=О для различных значе- и-" м= =о =го ЧВ р Ф' а=У ая- 1 Х р» РФ оо до „п=цо о=о О,4 РФ О4 ,вгт о=о ог РЮ Р Ф Р .г~ ЮЯ Рис.
4Л2. ннй параметров а н (3. Интервал возможных значений напряжения о(п) был разбит на восемь одинаковых частей (разрядов). По оси ординат отложена вероятность (точнее, относительная частота) попадания случайной величины о(п) в каждый из разрядов, вычисленная на ~ФМ с использованием 1000 значений чисел п(л). ФВ~ 275 Ы РФ аг~~ Гистограммы в левом нижнем углу подтверждают ': аффект нормализации ЧМ шумового колебания в радио- -'. фнльтре приемника (закон распределения огибающей ! близок к релеевскому закону).
Законы распределения флюктуаций ЧМ шумового колебания на выходе ЧМ приемника также имеют различную форму в зависимости от параметров колебания йг йп 4г до г,г и ю1 Рис. 4лз. на входе. В области малых значений а плотности вероятностей напряжения на выходе ЧМ приемника имеют вид двух дельта-функций в точках 0 и 1 для линейного и квадратичного детекторов. Зтн точки соответствуют двум значениям огибавшей на выходе ОФ в квазнстационарном случае «формула (4.26) «. При больших а происходит нормализация ЧМ шумового колебания в ОФ.
Область нормализации, как и следовало ожидать, соответствует значеничм ч',,/чем,= 1 на рис.4.10 и 4.11. Распределение флюктуаций на выходе ЧМ приемника в зтих случаях приблизительно релеевское н показательное соответственно. Наибольший интерес представляет распределение флюктуаций на выходе ЧМ приемника для промежуточ- 276 ных значений а, в частности в экстремальных точках. На рис.
4.13,а показана типичная кривая плотности вероятностей флюктуаций на выходе ЧМ приемника с линейным детектором длп экстремальной точки аз=0,2, р=2, построенная по 10000 реализаций [сплошная ливня). Пунктиром для сравнения дана кривая плотности релеевского распределения флюктуаций прн воздействии спектрально эквивалентного нормального шума.
На рис. 4.13,б показаны этн же кривые в области больших выбросов напряжения в логарифмическом масштабе. Из рнс. 4,13 видно, что кривая плотности вероятности флюктуаций ЧМ шумового колебания образуется путем сразмывания» дельта-функций, расположенных в точках 0 и 1. Из рис. 4,13,б следует, что плотность вероятностей болыпнх выбросов у ЧМ шумового колебания на выходе ЧМ приемника на несколько порядков превышает плотность вероятностей больших выбросов прн воздействии спектрально эквивалентного нормального шума. 4.3.
Применение цифрового моделирования для исследования вопросов радиолокационного сопровождения на Фоне шумов 1. Постановив задачи Среди большого числа разнообразных радиосистем одними нз наиболее распространенных являются системы радиоавтоматикп. В этом параграфе рассматриваются вопросы цифрового моделирования систем радио- автоматики на примере радиолокационного автодальиомера, приемник которого содержит либо инерционную систему ЛРУ, либо нелинейную систему, обеспечивающую логарифмическую амплитудную характеристику приемника. В качестве объекта моделирования был выбран авто- дальномер, упрощенная функциональная схема которого поиазана на рис. 4.14.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
