Надольский А.Н. Теоретические основы радиотехники (2005) (1151788), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Декодер. Восстанавливает сообщение по принятым кодовым символам.С выхода декодера аналоговый сигнал поступает на усилитель низкой частоты.В цифровых системах связи пару кодер-декодер называют кодеком. В аналоговых системах связи кодека может и не быть. Иногда функции детектора и декодера объединяют в одном устройстве.6. Усилитель низкой частоты (УНЧ). Усиливает сигнал до уровня, обеспечивающего работу оконечного устройства. Оконечным устройством можетбыть динамик приемника, телеграфный автомат, телевизионная трубка и др.Из краткого и достаточно общего рассмотрения схемы и принципов функционирования типового радиотехнического канала связи следует, что передачасообщений по радиоканалу сопровождается разнообразными преобразованиямисигналов.
Эти преобразования реализуются с помощью радиотехнических устройств (цепей), каждое из которых в зависимости от его структурной организации выполняет определенную операцию над сигналами (фильтрацию, усиление,генерирование, модуляцию, детектирование и др.).Заметим, что для рассматриваемой системы связи перечислены операции,связанные с функционально необходимыми, основными преобразованиями сигнала. Однако в современных системах связи выполняется также обработка сигналов, которая способствует решению проблем оптимизации и адаптации, достижению требуемого уровня помехозащищенности, более высоких характеристик надежности и качества передачи информации, а также обеспечиваетскрытность связи. Такая обработка сигналов является предметом теории оптимального приема и исследуется методами статистической радиотехники.
В данной книге вопросы оптимального приема сигналов не рассматриваются, ихможно найти в фундаментальных монографиях [1,2,11].1.7. Проблемы обеспечения эффективности радиотехнических системПод эффективностью радиотехнической системы понимают меру соответствия системы своему функциональному назначению. Количественно эффективность оценивается с помощью показателя эффективности, т.е. численногокритерия, позволяющего определить способность системы выполнять возложенные на нее задачи.
Конкретный вид показателя эффективности выбирают взависимости от типа системы, решаемых ею задач, характера различных внешних условий.При проектировании РТС с заданной эффективностью в рамках системногоподхода решается ряд достаточно сложных и важных проблем, которые обусловлены спецификой радиотехнических систем. Среди них можно выделитьследующие проблемы:обнаружения и оптимальной обработки сигналов;радиоэлектронной борьбы;электромагнитной совместимости;оптимизации и адаптации.Проблемы обнаружения и оптимальной обработки сигналовОдной из основных задач радиолокационного приема является задача обнаружения.
Суть этой задачи – определить, содержит ли принимаемое колебание отраженный сигнал. Задача статистическая, то есть решается специальнымиобнаружителями сигнала на фоне шумов. Многообразие задач обнаружения определяется характеристиками шума, выбранным критерием обнаружения (maxправдоподобия, min среднего риска и др.), видом сигнала (со случайной начальной фазой, со случайными фазой и амплитудой) и т.д.Задача разрешения сигнала – раздельно обнаружить и измерить параметрысигналов от близкорасположенных источников, – задача также статистическая.Решается построением радиосистем с высокой разрешающей способностью потем параметрам сигнала (временное положение, сдвиг несущей частоты, уголприхода электромагнитной волны), которые несут информацию о соответствующих параметрах источника обрабатываемого сигнала.Задача измерения (оценки) параметров сигнала предусматривает измерение временного положения сигнала, смещения несущей частоты, направленияфронта прихода электромагнитной волны и др.
Эти параметры измеряются соответствующей радиосистемой, что позволяет находить с определенной точностью координаты источников сигнала, например координаты воздушных целей:дальность, радиальную скорость, азимут и угол места. Точность измерений определяется методом измерений, формой сигнала, влиянием шумов.Проблема радиоэлектронной борьбыРадиоэлектронная борьба (РЭБ) ведется с целью противостоять радиотехнической разведке и созданию помех. Эффективное ведение РЭБ определяетсяпомехоустойчивостью, скрытностью и помехозащищенностью. Помехоустойчивость – способность РТС к сохранению работоспособности в условиях действиярадиопомех. Скрытность – совокупность свойств, способствующих затруднению радиотехнической разведки.
Помехозащищенность – свойства РТС, затрудняющие создание и действие радиопомех.Проблема электромагнитной совместимостиПроблема электромагнитной совместимости сводится к обеспечению совместной работы РТС, число которых в настоящее время непрерывно растет, акачество улучшается. Одновременно работающие РТС, которые располагаютсяблизко друг относительно друга, создают непреднамеренные помехи. Их уровень может оказаться недопустимым, что снижает эффективность РТС по выполнению ими основных функций. Таким образом, решение проблемы электромагнитной совместимости – это двухсторонний процесс, который сводится,с одной стороны, к максимальному снижению уровней помех источников радиоизлучения, а с другой стороны, – к принятию мер по борьбе с помехами прирадиоприеме.Проблемы оптимизации и адаптацииПроблемы оптимизации и адаптации решаются при проектировании и эксплуатации РТС. При оптимизации синтезируют наилучшую в определенномсмысле функциональную и алгоритмическую структуру РТС, опираясь на стационарные условия ее использования.
При этом рассчитывают оптимальные характеристики устройств, входящих в РТС. Решение задач оптимизации РТСосуществляется на основе выбранных критериев оптимальности в рамках определенных ограничений (стоимостный критерий, параметрический – дальностьдействия, чувствительность, отношение сигнала к шуму и т.д.). Адаптация – этоизменение параметров РТС в процессе эксплуатации с целью улучшения характеристик в соответствии с изменением электромагнитной обстановки. Различают адаптацию на приемной стороне (по входному сигналу – АРУ, АПЧ и т.д.),на передающей стороне (по дальности – изменение мощности передатчика,скорости передачи информации и т.д.), адаптацию в целом (по достоверностиприема – использование обратной связи, повторение сигнала, изменение диапазона частот; смена режима работы; компенсация или устранение влияния помехи т.д.).
Широкие возможности для оптимизации и адаптации РТС открываетприменение цифровых ЭВМ в их структуре.2. СВОЙСТВА ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ2.1. Математические модели сигналовДля того чтобы сигналы являлись объектами теоретического изучения ианализа, необходимо иметь их математические модели. Математическая модельсигнала – это формализованное его представление в виде определенного математического объекта. Физической величиной, определяющей характер радиотехнического сигнала, обычно является напряжение или ток, изменяющиеся вовремени по определенному закону.
Поэтому наиболее часто в качестве моделисигнала используется функциональная зависимость, аргументом которой является время, т.е. функция времени. Обозначение – s (t ) , u (t ) , i (t ) , размерность –В, мВ, мкВ; А, мА, мкА и др.Функциональная зависимость s (t ) может принимать как вещественные, таки комплексные значения, представляемые в виде s (t ) Re s(t ) j Im s(t ) . Целесообразность использования комплексной формы представления сигнала обусловлена удобством выполнения некоторых математических преобразований.В качестве математической модели сигнала используется также функциональная зависимость, аргументом которой является циклическая f или угловая частота, т.е.
сигнал рассматривается как функция частоты. Эта функциональная зависимость, являющаяся по существу спектральным представлением сигнала, получила название спектра сигнала. Такое представление сигнала чащерассматривают не как собственно сигнал, а как характеристику сигнала в частотной области.Сигналы могут быть представлены также в графическом и табличном виде.Возможно векторное представление сигнала, о чем будет сказано ниже.2.2.
Классификация сигналовДля представления и анализа сигналов приходится применять различныеметоды, которые зависят от назначения, структуры, математического описанияи других свойств сигналов. Поэтому достаточно важным этапом процедурыанализа является классификация радиотехнических сигналов.Классификацию детерминированных сигналов можно производить по различным признакам. Не раскрывая общей проблемы классификации, рассмотримнаиболее характерные случаи.Как известно, для передачи информации на расстояние используются модулированные колебания, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
