Радиоэлектронные системы Основы построения и теория. Справочник . Под ред. Я.Д. Ширмана (2007) (1151789), страница 127
Текст из файла (страница 127)
276 Разомкнутые частотно-манипулированиые сигналы. Считая радиаичпульсы (верхняя часть рнс. 18.12,а) короткими и исключая изменение частоты колебаний в течение нх длительности, можно прийти к паследавательнастяч частатна-.чанипулираванных импульсов, лестничного или псевдахаатическага типа. Сигналам в виде таких последовательностей («з!отг згерред Ггейпепсу» сигналам) уделяется серьезное внимание в журнальной литературе при синтезе широких спектров частот в интересах радиолокационного распознавания целей и наблюдения их на фоне местности (разд. 24.10.
24.14). Достоинством таких импульсов считают простоту получения когерентных широкополосных зондирующих сигналов в имеющихся РЛС с перестройкой чистоты от ичпульса (от группы импульсов) к ичпульсу (к группе импульсов) для защиты от прицельных активных маскирующих помех. Недостатком является нарушение когерентности за счет турбинной модуляции и других факторов, проявляемое вследствие низкой частоты следования импульсов и большой длительности сигнала. Изменение частоты по закону дельта-функций. Равносильно скачкообразному изменению фазы — интеграла от частоты, т.е. фазовой манипуляции (разд.
18.6). 18.6. Фазоманипулированиые когерентные сигиелы Фазовая (фаза-кодовая) манипуляция используется как средство расширения амплитудно-частотного спектра импульсных и непрерывных сигналов, повышения за счет этого разрешающей способности по дальности (времени запаздывания), что можно было наблюдать на иллюстрациях в разд. 7.2.2 и 16.3.4. Фазаманипулираванны й сигнал в общем случае — это совокупность сомкнутых радиоимпульсов / = 1, 2, ..., /, имеющих одинаковые мгновенную частоту колебаний /О и длительность элементов то прн ограниченном числе возможных сдвигов фаз Ев (д = О, 1, ..., р — 1) относительно опорного синусоидального колебания.
Дискретизация начальных фаз ф, повышает точность воспроизведения сигнала. Развитие элементной базы (разд. 1.4) позволяет реализовывать сигналы с фазовой манипуляцией со все нарастающей полосой частот. Структура сигнала определяется тогда кодом в виде цифровой последовательности с элементами, принадлежащими р-ричной системе счисления, с!с (!'=1,2, ...,р-1). Здесь / — номер позиции парциального радиоимпульса, сс, — отвосяшийся к ней номер начальной фазы.
Начальные фазы! обычно равномерно распределены на интервале от 0 до 2к, хотя для корректировки тел р(т, р) используют иногда их неравномерное распределение. При равномерном распределении начальные фазы сРц пропорциональны р-ричным цифрам с/: |Р, =2лс//р (с!=0,!,....р — 1). (18.31) Для р = 2 приходим к значениям О, к; для р = 3 — к значениям О, 2я/3, 4к/3 и т.д. При неравномерном распределении зависимость срц = ср(с/) отличается от (18.31). Наиболее распространены сигналы р = 2, составленные по двоичным О„к кодам Баркера, М-кодам (см, ниже).
Иногда применяют и многофазные р > 2 коды. Выбор значений с!, элементов кода используют: ° в передающих устройствах для формирования начальвьсх фаз ср» элементов сигналов, обеспечиваюших разрешение после оптимальной обработки; ° в приемных устройствах для обработки сигнала, иногда с учетом его преобразования при отражении от цели [1.30, 2.9, 2.14, 2.15а, 2.35, 3.43,4.24].
18.б.1. Импульсные сигналы с фазоеой манипуляцией по кодам Баркера Это сигналы с О, к манипуляцией, для которых уровень боковых лепестков (боковых пиков) тела р(т, Р) в сечении Р = 0 составляет И. Такие коды подобраны для ряда значений ! ~ 13 (табл. 18.1). Таблица 18.1. Коды Баркера Для ! = 7, например, баркеровский код описывается цифровой последовательностью О, О, О, 1, 1, О, 1, так что |Р! =сРз = |Рз = сРь = О а сР4= сР5 = ф7 = |с Особенности согласованной фильтрации построенного по этому коду фазоманипулированного радиоимпульса пояснялись на рис. 16.22.
Уровень боковых лепестков в сечении Б = 0 по мощности соответствует 1// или в децибелах — 20!8 !. При ! = 13 этот уровень составляет -22 дБ. В сечениях же г" ы 0 тела р(т, г) содержат большие боковые пики— примерно до (0,4...0,5) для ! = 1! или 13. Баркеровские коды используют для импульсов небольшой длительности структура которых за счет эффекта Доплера практически не искажается. 18.б.2. Линейные рекуррентные цифровые последовательности Пифровую последовательность (ЦП), состояшую из р-ричных цифр, называют релуррентнай (РЦП), если любой ее7ьй элемент однозначно выражается по некоторому правилу через т предыдущих р-ричньи цифровых элементов в виде р-ричной цифры.
РЦП называют линейной (ЛРЦП), если правило ее построения включает одни только линейные операции: сложения и умножения на коэффициенты в виде р-ричных цифр по модулю р. Сложение и умножение р-ричных цифр по модулю р дает только р-ричные цифры — вычеты по модулю р (кратное р целое число вычитается, см. разд. 28). Получаемые в результате соотношения называют сравнениями па модулю.
ЛРЦП вЂ” это кодовая последовательность р-ричных цифр с/л рекуррентно (/ = т в 1, т в 2, ...) задаваемая линейным сравнением по модулю: с/! = /ссс/, | .ь /сэс/! З в в !с»сс/!чн (|под Р). (18.32) Элементы последовательности (18.32) может выдавать устройство рис. 18.13 в виде линии задержки с т отводами умножителями и сумматором (по модулю р). Ввод еуммарн последов тельно«си Умножение по модулю р Рис. 18.13 Линию практически заменяют цифровым регистром са сдвигам. При р = 2 умножение на /с, сводится к не- подключению или подключению !-го отвода к сумматору. Если на вход регистра (лииии) подать р-ричные цифры д! „„..., с(с ! либо видеоимпульсы с кратными им амплитудами, то, когда они все «войдут» в регистр (линию), на выходе сумматора образуется цифра с/с.
Подсоединив этот выход ко входу линии, получим последовательность цифр ср-Ь с(|4З и т.д. Индексы цифр с) на рис. 18.13 соответствуют моменту времени, когда у=ть1, Поскольку число цифр и отводов схемы рис. 18.13 ограничено, наблюдается повторяемость элементов фарл|ирусиой последовательности щ. Как только комбинация из т смежных цифр повторяется на входе регистра, то в силу (18.32) повторится (т ь 1)-я цифра, затем(т + 2)-я и т.д. Последовательность с/с имеет поэтому некоторый цифровой т|ериад |цике/, больший или меньший (см.
также разд. 24.6). Максимальный цифровой период (цикл) последовательности. Определяется наибольшим числом ненулевых комбинаций р-ричных цифр на т позициях памяти линии (регистра). Ненулевыми считаются все комбинации, не состоящие из одних нулей (что вело бы к 277 продолжению формирования только нулей на выходе сумматора). Число возможных значений цифр на одной позиции м составляет р, а комбинаций из них на т позициях р . Исключая отсюда чисто нулевую комбинацию, можно получить выражение максимального периода ненулевой ЛРЦП (М- последовательности) /=р (18.32 а) 18.6.3. М-последоеательнос|пи Это ненулевые двоичные или р-ричные (р > 2) ЛРЦП с памятью т, имеющие максимальный числовой период (! 8.32 а). Реализацию максимального периода 1 можно обеспечить, например, перебирая возможные комбинаЦии т коэффиЦиентов /|1, /|2, ..., /|ви вхоДЯЩих в сРавнение по модулю (18.32).
Среди них отбирается некоторое число комбинаций )[, приводящих к М-последовательностям. Число комбинаций ;( = К(/)/и| выражается через функцию Эйлера к (/) (разд. 28.2.2). Значения максимального периода 1 и числа )( различающихся двоичных (р = 2) М-последовательностей при числе элементов регистра т < !4 сведены в табл. ! 8.2. Показаны разложения составных чисел /, вычисленных по формуле (!8.32 а), в произведения простых чисел, необходимые для вычисления функций Эйлера. Разложения можно определять, используя таблицы простых чисел, приводимые в учебниках по теории чисел. Таблица 18.2.
Параметра| 1 и у дваичнв|х М-последовательностей Пример. К числу )( = 6 комбинаций двоичных коэффициентов при т = 5 относится, например, комбинация 10! 11 (что означает двоичное суммирование пяти цифр без четвертой). В качестве начальной пас|едовательнасти я1, 02, цэ, ц4, 05 используется произвольная ненулевая двоичная (в данном случае) пас|гдавательность цифр. Возмоясные комбинации цифр 1011! все равно перебираются в периодах М-последовательности. Выбрав, например, комбинацию единиц в качестве начальной последовательности согласно (! 8.32) получим: |/в= 11+01+ 1.! + 1 1+! 1 =0(шод2), цт=10+01«11+1.1+11=1(пюд2), цв = !.1 в 0.0 + 1 1 + 1.1 + 1.1 = 0 (шод 2), Вся М-последовательность, включая ее начальную часть, приобретает внд (1 ! 1 1 1 0 1 0 0 0 ! 0 0 1 0 1 0 1 1 О О О О 1 ! 1 О О 1 1 0) 1 1 1 1 ! 0 ! ....Скобками вьшелен 31-элементный период последовательности.
Общие свойства двоичных М последовательностей. Число нулей в каждом периоде на единицу меньше числа единиц. Линейная комбинация М-последовательностей одного и того же периода является М-последовательностью того же периода, сдвинутой относительно исходных последовательностей. Ни одна из комбинаций т цифр не повторяется на протяжении периода М-последовательности, иначе повторялись бы и следующие цифры. Считая неповторяемость признаком хаотичности, М- последовательности называют иногда псевдохаотическими, псевдослучайными (ПСП) последовательностями, а их отдельные периоды используют для хаотической фазовой манипуляции импульсных сигналов. При фазовой манипуляции непрерывных сигнавов существенную роль приобретает периодичность М-пас|еда«атал»настей, являющаяся противоположностью внутрипериодной хаотичности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
