Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования (4-е издание, 2010) (1142025), страница 117
Текст из файла (страница 117)
18.5, коэффициент подавления может быть повышен устранением разности постоянных задержек между основным и компенсационными каналами АКП. Из приведенных в таблицах значений коэффициентов подавления видно, что даже после проведения юстировки коэффициент подавления не превышает 29,3дБ (канал №2). 738 ности характеристик АЧХ и ФЧХ каналов приема в полосе сигнала. Размах АЧХ и размах ФЧХ определяются, соответственно, по формулам.
Пространственно-временная обработка сигна:7ов в аппаратуре потребителей 18.8.3. Анализ возможностей повышения характеристик подавления путем коррекции ЧХ Дальнейшее повышение коэффициента подавления возможно путем применения корректирующих фильтров. Применение корректирующих фильтров обеспечивает дополнительную подстройку каналов, обеспечивая уменьшение расхождения их частотных характеристик. На рис. 18.22 показана структурная схема двухканального компенсатора с корректирующим фильтром.
Рис, 18.22. Компенсатор с корректирующими фильтрами По структуре корректирующий фильтр представляет собой КИХ фильтр с переменными коэффициентами. Определение коэффициентов корректирующих фильтров производится при одинаковом сигнале на входе всех каналов компенсатора в установившемся режиме. На рис.
18.23 представлены ~К12 (~)~ (пунктирной линией) и аппроксимирующие ее АЧХ корректирующих фильтров длиной 5 и длиной 64. ЯЗВ аг 1М па 1М МЕ 1Е ~М И6 14В мв Частота, Мгц Рис. 18.23. АЧХ корректирующих фильтров 739 Глава 18 Как видно из рис.18.23, АЧХ корректирующего фильтра приближается к разностной АЧХ основного и компенсационного каналов. В табл.
18.6 представлены значения коэффициента подавления для разных длин корректирующего фильтра в компенсационных каналах. Таблица 18.6. Влияние длины корректирующего фильтра на коэффициент подавления На рис. 18.24 представлена зависимость коэффициента подавления от длины фильтра для различных компенсационных каналов представлена графически. Коэффициент подавления 1 2 345Ъ1 % 1Ю "Длина" линии Рис. 18.24. Зависимость коэффициента подавления от длины корректирующего фильтра Для зависимости характерно наличие участка резкого возрастания К„,„при малых длинах порядка 3...10, далее имеется участок относительно медленного возрастания К„„от длины фильтров в диапазоне 10...60, и новый участок быстрого возрастания К„„, соответствующий увеличению длины фильтра от 60 до 120.
Этот рисунок может быть использован при выборе порядка корректирующего фильтра учитывая, что увеличение порядка фильтра приводит к существенному росту аппаратных затрат на его реализацию. 740 Пространственно-временная обработка сигналов в аппаратуре потребителей 18.8.4. Экспериментальные исследования цифрового АКП для приемника СРНС В 118.1) представлены результаты экспериментальных исследований макета цифрового четырехканального АКП.
Основные цели исследования: оценка достижимого уровня эффективности подавления помех в различной сигнально-помеховой обстановке (СПО); оценка эффективности АКП при совместной работе с приемником СРНС. Стенд для экспериментальных исследований АКП. Экспериментальные исследования цифрового четырехканального АКП проводились в лабораторных условиях на стенде. Структурная схема стенда представлена на рис. 18.25. На входах цифрового четырехканального АКП формируется помеха, поступающая с генератора помех через делитель мощности. АКП включает в себя Аналоговую часть и Блок электронного подавления помех (БЭПП).
Аналоговая часть реализует прием и предварительную фильтрацию сигнала, перевод на промежуточную частоту и подачу на четыре 12-ти разрядных аналогоцифровых преобразователя (АЦП). Рис. 18.25. Структурная схема стенда БЭПП представляет собой цифровой квадратурный компенсатор на промежуточной частоте. Сигнал с выходов аналоговой части подается на АЦП, переводится в цифровой вид и поступает на вычислитель, реализованный на ПЛИС.
В вычислителе формируются квадратуры сигналов, осуществляется коррекция частотных характеристик каналов обработки и компенсация помех. После вычислителя 741 Глава 18 ! " Этап 2. Модапироаание на эмуппторе СПП )! Реализации прсстранставнне )! разнесенных )! % !! (! )! (! )! Этап 1. запись отсчетов помехи Рис. 18.26.
Последовательность работы с макетом АКП и эмулятором СПО 'с/2 При пространственной компенсации помех на входе АКП стоит четырехэлементная антенная решетка (АР), структура которой показана на рис. 18.27. Учет амплитудно-фазовых распределений с,(д,р) помех на элементах АР осуществлялся согласно методике, изложенной в п.18.4. ггг~ Рис. 18.27. Структура антенной решетки АКП 742 сигнал преобразуется в цифро-аналоговом преобразователе (ЦАП) для анализа на спектроанализаторе или в цифровом виде передается в ПЭВМ для анализа и обработки.
Подача сигнала на приемник СРНС может осуществляться на промежуточной частоте двумя способами: с выхода ЦАП через модулятор в аналоговом виде или непосредственно в цифровом виде. Для оценки эффективности работы АКП совместно с приемником СРНС используется Имитатор сигнала СРНС. Сигнал СРНС подмешивается в основной канал компенсатора в цифровом виде. Для приема сигнала на выходе АКП использовался макетный образец приемника СРНС ГЛОНАСС/ОРИ (разработка ФГУП «НИИ КП»). Особенностью приемника является наличие цифровых входов для подачи сигнала на корреляторы непосредственно в цифровом виде.
В условиях отсутствия возможности применения специальных мер (безэховая камера и пр.) для проведении экспериментальных исследований в лабораторных условиях с формированием помеховых воздействий от нескольких пространственно разнесенных источников разработана методика эмуляции сигнально-помеховой обстановки. Методика эмуляции сигнально-помеховой обстановки для экспериментальных исследований АКП. Сутью методики является запись в цифровом виде нескольких независимых реализаций помех, прошедших аналоговые тракты АКП, формирование в реализациях помех пространственных различий в соответствии с пространственным расположением помех и подача их после сложения на вход вычислителя для компенсации.
Последовательность работы с Цифровым макетом АКП и эмулятором СПО представлена на рис. 18.2б. Г ! Пространственно-временная обработка сигналов в аппаратуре потребителей Таблица 18.7. Исходные данные Экспериментальная оценка эффективности подавления помех в АКП.
В качестве показателя эффективности АКП использован коэффициент подавления (К„) — отношение мощности помехи на входе АКП к мощности нескомпенсированного остатка на выходе АКП. Измерения производились для комбинаций одновременного воздействия одной, двух и трех помех на входе АКП. Далее помехи будут называться по номерам из табл. 18.7, например «Помеха №2». Эффективносп~ь подавления узкополосных помех. Спектры используемых помех представлены на рис. 18.28.
Частота помех в полосе частот АКП выбрана из условий раздельного наблюдения в спектре. Пространственное расположение помех задано табл. 18.7. дБ дБ -40 -40 -60 -60 -80 -80 -100 5 20 МГц 30 0 дБ -100 0 5 дБ 5 20 МГц 30 5 10 10 1 -40 -40 -60 -60 -80 -80 -100 0 5 10 -100 5 20 МГц 30 Рис. 1828. Спектры узкополосных помех, используемых в эксперименте 743 Дальнейшие результаты приведены для параметров С ПО, заданных табл.18.7. Глава 18 На рис. 18.29 представлены спектры помехи №2 (слева) и ее нескомпенсированного остатка (справа). Коэффициент подавления составил 43.6 дБ. дБ -20 о дБ -20 -40 -60 -60 -80 -80 -100 -100 0 5 1О 15 20 МГц 30 0 5 10 5 20 МГц 30 Рис.
1829. Подавление помехи №2 На рис. 18.30 представлены спектры одновременно действующих с разных направлений помехи №1, помехи №2 и помехи №3 на входе алгоритма компенсации и нескомпенсированного остатка на выходе. Коэффициент подавления составил 42.25 дБ. лБ дБ -40 -40 -60 -60 -80 -80 -100 0 -100 5 !0 15 20 МГц 30 0 5 1О 15 20 МГц 30 Рис. 18.30. Подавление трех помех с разных направлений (помеха №1 + помеха №2+ помеха №4) 744 Результаты эксперимента при воздействии других комбинаций помех представлены в табл. 18.8 в сравнении с результатами имитационного моделирования.
Для имитационного моделирования использовалась модель АКП, разработанная в среде Япш11п1 Ма11аЬ. В качестве входных воздействий в модели использовались те же отсчеты помех, которые использовались в эксперименте. Пространственно-временная обработка сигналов в аппаратуре потребителей Таблица 18.8. Результаты эксперимента Эффективность подавления широкополосных помех. Для формирования широкополосной помехи использовался векторный генератор А811еп1 Х9310А, на модуляционные входы 1 и (~ которого подается псевдослучайная последовательность с шириной спектра 20 МГц.
На выходе генератора стоит аналоговый фильтр с полосой пропускания 20 МГц. На рис. 18.31 представлены спектры широкополосной помехи №2 на входе АКП и нескомпенсированного остатка на выходе АКП. -40 -60 -80 -100 0 5 10 5 20 МГц ЗО Рис. 18.31. Подавление широкополосной помехи №2 Коэффициент подавления помехи составил 44 дБ. На рис. 18.32 представлена ситуация подавления трех широкополосных помех (№№1-3), действующих на входе АКП. 745 Глава Г8 дБ -40 -60 -80 -100 0 5 10 5 20 МГц 30 Рис.
18.32. Подавление широкополосных помех №№1-3 Коэффициент подавления трех помех составил 43.5 дБ. Оценка эффективности АКП при совместной работе с приемником СРНС. В качестве критерия эффективности АКП при совместной работе с приемником СРНС выбран коэффициент эффективности К,ф, который показывает, насколько увеличивается отношение сигнал/шум в приемнике за счет использования АКП: 571~~~лкп Кэф = ~~~без АКП Спектр помехи, используемой в эксперименте, представлен на рис. 18.33 Формирование имитационного сигнала от спутников ГЛОНАСС и ОРИ осуществлялось таким образом, чтобы обеспечивалось его обнаружение и захват в макете приемника СРНС. еа ~' 40 е 30 20 10 10 20 26 Нееееееу 1ЕЕНа) 0 6 Е)аеае 33 Рис.
18.33. Вклад АКП в помехоустойчивость приемника СРНС 746 Пространственно-временная обработка сигналов в аппаратуре потребителей Отношение мощности сигнала к спектральной плотности внутреннего шума в полосе сигнала Я/Фо = — 20 дБ, отношение мощности помехи к мощности внутреннего шума задается в диапазоне .У/Фо = 20...40дБ. Количественная оценка вклада АКП в помехоустойчивость приемника оценивается по факту захвата навигационного сигнала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
