Фомин Н.Н., Буга Н.Н., Головин О.В. и др. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.Н.Фомина (2007) (1095358), страница 82
Текст из файла (страница 82)
Решение о функционировании системы может выноситься на передающей (системы с информационной ОС) или на приемной (системы с решающей ОС) стороне. В диапазоне ВЧ получили распространение частотно-адаптивные радиолинии (ЧАР) с изменяющейся присвоенной частотой. Для этого все множество рабочих частот разбивается на частотные группы (ЧГ), равноудаленные друг от друга. Обычно ЧАР службы Ф, Ст, Ст, Рис.
в.з 410 ГЛАВА В связи и вещания имеют 8 — 10 таких групп по 5 — 10 рабочих частот в каждой. При этом характерны два режима функционирования ЧАР— смена частот в пределах ЧГ и смена самих ЧГ. Первый режим соответствует адаптации к быстрым замираниям и узкополосным помехам, второй — к медленным замираниям и широкополосным помехам. Из всех известных алгоритмов функционирования ЧАР наибольшее распространение получил экстремально-пороговый алгоритм, который сводится к выбору частоты, на которой обеспечивается наибольшее среднее время работы при вероятности ошибки ро<рм.
Для оценивания ЭМО в информационном канале в АПО используются автоматизированные панорамные РПрУ. Запаздывание исполнения команд управления и их искажение вызывают ошибки двух видов — переключение радиолинии на частоту, на которой не обеспечивается приведенное выше условие, что может сопровождаться появлением пакетов ошибок, и простой пригодного частотного канала, что снижает оперативность связи. Поэтому управление частотами целесообразно осуществлять по прогнозируемым значениям Ь„а в командном канале использовать помехоустойчивые коды. Частотно-адаптивные радиолинии могут работать в автономном режиме и с централизованным управлением. Автономный режим усложняет процедуру присвоения частот при высокой загрузке диапазона станционными помехами, затрудняет обеспечение ЭМС с неадаптивными радиолиниями.
Объединение нескольких ЧАР в группу, присвоение ей общей полосы частот и централизованное управление сменой частот в радиолиниях группы позволяют более экономно расходовать частотный ресурс и улучшают ЭМС с неадаптивными радиолиниями. Во всех случаях в РПрУ должны осуществляться беспоисковое вхождение в связь и бесподстроечное ее ведение.
Адаптации в РПРУ. В качестве функциональных элементов с адаптивным управлением в современных РПрУ в большинстве случаев выступают антенны с пространственной обработкой сигналов, компенсаторы помех в трактах ТРЧ и УПЧ, мажоритарные демодуляторы составных сигналов, демодуляторы цифровых сигналов с робастными алгоритмами обработки. На рис. 8.4 изображена схема, поясняющая принцип действия адаптивного компенсатора помех (АКП), где и„им, и,о — полезный сигнал и помехи„поступающие на основной ! и компенсационный 2 входы устройства; х — выходной сигнал адаптивного фильтра АФ; — выходной сигнал АКП. Пусть и„и„ь и„их — стационарные случайные процессы с нулевым средним значением, причем сиг.
нал не коррелирован с помехами, а помехи иы и им взаимно корре- Электромагнитные помехи в радиоприемных устройствах 411 гткп Рис. 8.4 релированы. Тогда я =- и„.~-иы — х; х = и,+(иы — х) + 2и,~и„,— х), а г г среднее значение М[х'] = М[и,'] + М[(и„, — х) ]. Если М[и,] = сопзй то М[х~] = М[иг] + ппп М[(иы — х)г]. Следовательно, минимУм мощности выходного сигнала АКП (или максимум превышения сигнала )г,) соответствует компенсации помехи на выходе АКП.
г Для формирования компенсирующего напряжения могут быть использованы пространственные, поляризационные, временные или частотные различия сигнала и помех. При использовании пространственного фактора наибольшее распространение получила адаптивная весовая обработка. Она заключается в суммировании и„(г) всех и параллельных каналов приема с учетом их шумовых весов, т.е. формировании выходного сигнала а . Р) = 2.
г),м„(у). ы1 Такая обработка реализуется в корректорах ФЧХ канала и в адаптивных и-элементных антенных решетках [1]. Адаптивные поляризационные компенсаторы эффективны, когда помеха перекрывается с сигналом по частоте и времени и попадает на вход РПрУ по основному лепестку диаграммы направленности антенны. Такие компенсаторы содержат антенную решетку из биортогональных элементов с устройством суммирования и обеспечивают подавление помех на 10...15 дБ [1]. Адаптивные демодуляторы дискретных цифровых сигналов обычно выполняются на корреляторах либо на согласованных фильтрах.
В первом случае основная техническая задача заключается в формировании когерентных опорных сигншюв, во втором— в реализации фильтра с малыми потерями. Обычно известна точно только несущая частота посылок, а начальная фаза оценивается с погрешностью, задаваемой системой ФАПЧ, с помощью которой из принимаемого колебания формируется опорный сигнал. Поиск и захват несущей частоты осуществляются системой ЧАПЧ. Поэтому такие демодуляторы квазикогерентные. Для приема дискретных фазоманипулированных (ФМн) сигналов известны различные схемы формирования опорного напряжения, однако, на высоких промежуточных частотах они могут ока- ГЛАВА В 412 гок Рис.
З.в заться недостаточно эффективными, поэтому в УПЧ необходимо применять БАРУ. В настоящее время получили распространение адаптивные квазикогерентные демодуляторы ФМн сигналов, не содержащие системы БАРУ и АО на входе, но обладающие при этом высокими показателями. Один из вариантов такого демодулятора показан на рис. 8.5. Он содержит два основных функциональных блока — адаптивный фильтр (АФ) и генератор опорных колебаний (ГОК). В состав АФ входит реверсивный модулятор (РМ), устраняющий модуляцию входного сигнала и охваченный цепью ОС (ЦОС). В этой цепи с помощью вычитающего устройства (ВУ) сравниваются амплитуды колебаний с устраненной модуляцией и опорного. При большом усилении в ЦОС их значения оказываются примерно одинаковыми при изменении входного сигнала и,„(~) в широких пределах.
Полоса пропускания ЦОС выбирается шире спектра сигнала. Поэтому ЦОС работает как мало- инерционная АРУ и стабилизирует уровень колебаний на входе ГОК. Это ослабляет влияние замираний в канале на величину фазового рассогласования Лу, вносимого начальной расстройкой ГОК. Робастнаи обработка сигналов в радиоприсмных устройствах. В последние годы заметно возрос интерес к робастным методам обработки сигналов, которые применяют в задачах обнаружения, оценивания и кодирования сигналов в системах связи и вещания, при распознавании образов и др.
Робастный подход по- Электромагнитные помехи в радиоприемных устройствах 413 лезен, когда необходимо учитывать снижение эффективности оптимальных процедур обработки из-за отклонения реальных значений параметров сигналов и помех от априорной модели. Оптимальные алгоритмы обработки чувствительны к таким отклонениям и неустойчивы в сложной ЭМО при появлении в канале комплекса помех с различными законами распределений параметров. Робастные алгоритмы обладают высокой эффективностью в номинальных условиях, лишь немного уступая оптимальным алгоритмам, и приемлемой эффективностью при изменчивости статистических свойств помех в пределах заданных классов вероятностных законов, превосходя в подобных ситуациях оптимальные алгоритмы.
8.9. СПОСОБЫ ОСЛАБЛЕНИЯ ВОСПРИИМЧИВОСТИ РАДИОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ К ПОМЕХАМ К числу технических мер защиты РПрУ от помех относятся экранирование элементов, фильтрация в цепях питания, заземление, ослабление электромагнитных связей между токонесущими проводниками, искрогашение в контактных устройствах. Экрвнирование элементов радиоприемников. Электромагнитный экран представляет собой устройство для ослабления в пределах определенной зоны поля излучений внешних источников. Экранирование применяется для отдельных элементов, функциональных узлов и блоков радиоаппаратуры. В зависимое~и от материала и конструкции экраны по-разному ослабляют электрическую и магнитную составляющие поля. Поэтому различают электростатические, магнитостатнческие и электромагнитные экраны.
Характер поля помех в данной точке пространства зависит от типа источника (электрический или магнитный диполь) и его расстояния Я„от рецептора. В дальней зоне излучения ()т„га >100, где а = )./2п — волновой параметр) характеристические сопротивления среды прн электрическом Лв и магнитном Х„диполе практически совпадают и экран одинаково ведет себя относительно обоих полей. В ближней зоне излучения ()т„/и <0,01) роль магнитной составляющей с понижением частоты падает, что сопровождается ростом Уг, и при г'= 0 поле становится электростатическим; для магнитного диполя имеет место обратная картина, и при ) = 0 поле становится магнитостатическим. Электростатическое экранирование заключается в замыкании силовых линий поля источника на поверхность экрана и отводе наведенных зарядов на массу.
Такое экранирование эффективно для устранения емкостных связей. Магнитостатическое экраниро- 414 ГЛАВА В ванне основано на замыкании силовых линий поля в толщине материала экрана, обладающего повышенной магнитной проницаемостью. С ростом частоты в стенках экрана возникают вихревые токи, поле вытесняется из толщи экрана в его наружный слой и экран переходит в электромагнитный режим. Экраны выполняются из металлов (медь, латунь, сталь, алюминий и др.), а также из ферромагнитных материалов (пермаллой, ц-металл). Они могут быть одно- и многослойными, сплошными и перфорированными, сетчатыми. Для снижения массы и повышения температурной стойкости экранов их часто изготавливают из сплавов алюминия и магния, легированных марганцем и цинком.
При жестких требованиях к эффективности и массогабаритным показателям экраны выполняют многослойными в виде чередующихся слоев из немагнитных (наружный слой) и магнитных материалов, например; медь — сталь — медь, алюминий — сталь-алюминий. С этой же целью применяют пластмассы, керамику, слюду, с металлизированным покрытием, наносимым напылением, а также металлические сетки, заформованные в неопрене или резине. Особое внимание необходимо уделять экранированию катушек индуктивности, трансформаторов, токонесущих проводов, узлов на ИМС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
