Радиоэлектронные системы Основы построения и теория. Справочник . Под ред. Я.Д. Ширмана (2007) (1151789), страница 73
Текст из файла (страница 73)
24.2. ~вш 'ьш 1 1 0.1 О,! О,О! О.О! !.1Оз 1 1Оз 1 10' 110 1.10' !!О 1 1О !и О" 1!О 1.16 0 !О 20 ЗО 0 10 20 30 в-'12 (~1) д,г„!2!г Рис. 10.8 На рис. ! 0.8,б приведены аналогичные зависимости от Чср ' 2 Э ср ' '"б'О где !и — число бнг информации, доставляемых посылкой, иначе зависимости от энергии, приходящейся на бит информации. Учитывается, кроме того, средняя, а не максимальная энергия посылки, что сушественно при использовании амплитудной манипуляции. Кривые (рис. ! 0.8,а,б) подтверждают: ° общее достоинство фазовых методов манипуляции; 153 ° малость потерь перехода от фазовой к относительной фазовой манипуляции.
Из фазовых методов большой интерес представляет четырехфазная (квадратурная, ДОФМ) .модуляция, позволяющая вдвое повысить скорость передачи информации и обладающая приемлемой энергетикой в расчете на один бнт информации. Немногим отстает н ОФМ. Амплитудная модуляция на рис. 10.8,а уступает всем остальным, но несколько лучше выглядит на рис. 10.8,б, где учитываются энергетические затраты на бнт информации. 'ее~ Последегекгорнал ~ Это оправдывает обработка недавно возникший интерес к квадратурной амиеитудной л<анипуллции (см. разд. !ОП), зна- !.!О'' чнтельно повышающей скорость передачи информации без расширения полосы частот.
! !О'! Рис. 10.9 дополКогсрснтный няег представлен- опорный ную картину в части использования по- !.!О ' следетекторной (некогерентной) обравзц боткн сигналов, ЧМ Рнс. 10.9 в данном случае. Можно сопоставип вероятности ошибок обработки: ° последетекторной, получившей широкое распространение, (прямая линия); ° с использованием когерентного опорного напряжения (штриховая линия), что было принято для двух предыдущих графиков (штрнховая линия).
Как видно из рис. ! 0.9, потери на некогерентность обработки невелики. Помехоустойчивое кодирование (см. разд. 24.4) дополнительно снижает вероятности ошибок при цифровой связи с КИМ до 10 '...!0 и (см. табл. 4.1). Аналоговые же системы связи обеспечивают вероятности ошибок 10 '...10~. О.О! ! !О 10.14.
Сетевые модемы Являются элементами современных сетей двусторонней (дуплексной) связи. Наряду с решением задач модуляции и демодуляции, сетевые модемы синхронизируют работу приемной аппаратуры, ослабляют влияния помех и обеспечивают сопряжение с сетью. 10.14.1. Элементы сетевого модеме К ним относят передающую и приемную части и устройство управления модемом (рис. 10.10).
Наряду с модулятором н демодулятором передающая и приемная части содержат: а) скремблер передающей части; б) дескремблер приемной части; в) эквалайзеры (корректоры) передающей и приемной частей; г) эхо-компен-сатор; д) преобразователь спектра сигнала приемной части [О.б9]. Скреиблер передающей части модена — построен на основе регистра сдвига, Облегчает синхронизацию приемной части модема с передающей. Принятая последовательность символов преобразуется для этого регист- 154 ром так, чтобы в ее частотном спектре явно выделялась составляющая тактовой частоты.
Двскреиблер приемной части модема — обрабатывает принятую последовательность символов, выполняя операции, обратные скремблированию. Эквачашер приеиной части людема — адаптивное устройство для борьбы с многолучевостью, компенсирующее амплитудные, частотные и фазовые искажения канала связи. Состоит из регистра сдвига с отводами, схемы весового суммирования и схемы управления весами в соответствии с вырабатываемыми сигналами ошибки (разд.
25.9). Эквачайзер передающей чисти .иадеиа — обеспечивает работу эквалайзера приемной части модема, путем предыскажения передаваемого сигнала. Эхо-каипенсатор — ослабляет влияние сигнала„излучаемого своим передатчиком при использовании двухпроводных каналов. Используют как жесткую настройку, так и адаптивную подстройку балансных схем. Преобразователь спектра силла!а прикипай частн— переносит спектр звуковых частот (300 — 3400) Гц в более высокочастотную область для улучшения качества демодуляции. 'лсперойство управления .иодемом — обеспечивает согласованную работу его элементов с учетом решаемых задач и протоколов (см.
Разд. 10.14.2). Лейедаеаи!ал части С релй р иодуллтоо Э й р, ' Канал Устройоое улраелеиил ] е Лестаийл: Устройоиао , сииироииааии е На друеие усглройотеа Рве. !0.10 10.14.2. Разновидности модемов и модемные протоколы Разновидности модемов. Различают ° обычных аналоговых н цифровых каналов связи; ° выделенных н коммутируемых каналов связи, ° сотовых, пакетных и локальных сетей.
Модемы цифровых каналов связи выполняют функцию инпеерфейса (взаимодействия) со стандартными цифровым каналом. Модеиы коммутируемых каназов связи обеспечивают взаимодействие с АТС (различают сигналы набора номера, вводят в АТС сигналы такого набора). Модемы сотовых сетей связи не разъединяют абонентов при прерываниях связи 0„2...1,2 с, связанных с перемещением из одной соты в другую.
Пакетные модемы (пакетные контроллеры) обеспечивают многократный доступ в радиоканал, контролируют занятость и разрешают возникающие конфликты. Модемные протоколы. Регламентируют работу модемов на основе международных, региональных или межфирменных соглашений в части ° модуляции и демодуляции; ° сжатия информации; ° исправления ошибок (разд. 24.4) и др. 11.дАльность дейстВия Рэс И ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЛН НА ИХ РАБОТУ Дальность действия — важная характеристика РЭС, зависящая от их предназначения и технических параметров: ° природы, диапазона частот и энергетики источников волновых излучений; ° направленности излучения и приема антенных систем; ° чувствительности приемных устройств; ° особенностей систем обработки сигналов.
Кроме этого, существенно, а иногда и решающим образом, сказывается влияние природных факторов, связанньгх со средой распространения волн. Наряду с дальностью действия среда влияет на другие характеристики РЭС, тачнастные в первую очередь. 11.1. Кеезиоптические варианты уравнений дальности действия РЭС Квазиоптические варианты уравнений дальности действия РЭС являются наиболее простыми и широко используются на практике применительно к электромагнитным волнам короче декаметровых.
К таким вариантам относятся, в первую очередь, уравнения дальности действия радиолокации и радиосвязи; ° в свободном пространстве; ° при наличии протяженной отражающей поверхности и наличия потерь в среде распространения волн. Среда в разд, 11.1, если это специально не оговаривается, считается неподвижной, линейной, однородной и изотропной. Распространение волн считается прямолинейным. Дифракционные, поляризационные, флюктуационные явления и специфика эффекта Доплера, связанные со средой, учитываются только в разд.
11.2 и 113. Читатель, пользуясь материалом этих разделов, сможет уточнять материал разд. 11.1. Отход от квазиоптических приближений необходим при использовании электромагнитных волн длиннее метровых (разд. 11.4), а также в отдельных ситуациях использования гидроакустических волн (разд. 11.5). 1 1.1.1. Максимальная дальность ективной локации е свободном простренстее На мощность и энергию принятого от цели сигнала существенно сказываются параметры передающей и приемной антенн и особенности их использования для обзора пространства.
Коэффициент усиления передающей антенны и плотность потока энергии зондирующего сигнала у цели. Реальные передающие антенны принято сопоставлять с ненаправленными антеннами без потерь, равномерно рассеивающими всю подводимую к ним мощность Р. Поверхностная плотность (плотность) потока энергии, переносимой в единицу времени через единичную плошадь, По [Дж/с м =Вам~] на расстоянии г от центра антенны составит По= Рl 4яг'. Реальная радиолокационная антенна обладает значительной направленностью, ей свойственны и некоторые потери энергии.
При тех же г и Р (величину Р относим ко входу антенны) создаваемая в произвольном на- правлении Р, е плотность потока энергии П(Р, е) отличается поэтому от П, Ориентируя характеристику направленности на цель е=еы Р=Р можно добиться значительного усиления плотности потока энергии а этом направлении. Безразмерное отношение П(Р, е)(По= О(Р, е) (1 1.1) называют коэффициентом усиления антенны. Этот термин распространяют на произвольные Р, е, хотя усиление излучения в одних направлениях связано с ослаб- левием в других. Коэффициент усиления антенны О выражается через его максимальное значение бо и характеристику направленности по полю г(Р,е ) О=О(Р е )=боР (Р,е ).
(11.2) Плотность потока энергии сигнала, отраженного от сосредоточенной цели, у приемной антенны. Плотность потока энергии у приемной антенны, удаленной на расстояние гг от цели, согласно (8.1) в среднем составит П =П„оц, !4яг, (11.4) где о„,р- усредненная эффективная площадь цели [м ]. Эффективная плошадь приемной антенны. Определяется как отношение мощности Р„р [Вт], поступающей в нагрузку, к плотности потока энергии П [Втlм ] А=Р, /П . (11.5) Величина А составляет 0,4...0,8 площади антенной решетки или раскрыла параболической антенны. Эффективную плошадь приема А выражают через ее максимальное значение А о и безразмерную характеристику направленности антенны по полю Р(Р,е) А 4(Р*е ) А«Р (Ре ). (! 1.6) Эффективная площадь приема и коэффициент усиления одной и той же антенны, согласованной с фидерным трактом, взаимосвязаны. Коэффициент усиления антенн возрастает при фиксированной ее эффективной плошади по мере укорочения длины волны Х: 6=4к4 /й, Оо=4яАо1)..
(1 1. 7) Мощность сигнала, принимаемого от сосредоточенной цели. Используя (113), (11.4), определим сначала мощность Р, для бистатичвскага радиолокатора: Рцр = Рбцоро«Ацр !(4я) г! г2 . (1 1.8) Для аднапазицианнага радиолокатора (г|=г,= г„) получим 2 4 Р„р — — РС»ороцА«р /(4я) гц (1 1.9) Поскольку параметры антенных трактов на передачу и прием у современных РЛС обычно отличаются между собой (даже при построении этих трактов на основе обшей антенны), параметрам передаюгдего антенного тракта присвоен индекс «пер», а параметрам приемного — индекс «пр». 155 Используя понятие коэффициента усиления, рассчитаем плотность потока энергии у цели, удаленной на расстояние г~ от анлгенны: Пц —— РО/4яг! .
(113) В связи с двукратным рассеянием энергии (и передающей антенной, и целью) мощность принимаемого сигнала (11.9) убывает обратно пропорционально квадратам расстояний от цели до каждой из позиций бистатнческой РЛС и четвертой степени расстояния до одно- позиционной РЛС. Энергия принимаемого сигнала и максимальная дальность действия однопозиционной локации сосредоточенных целей. Относя изменения произведения б„„(г) А, ()) за время наблюдения (обзора) к изменениям мощности Рт=Р„,(г), интегрируя (11.8) по времени, перейдем к энергии принимаемого сигнала Эцг = Э(зцегацся Ацг ((4п) гц. (11.1О) Для решения любой задачи локацнонного наблюдения цели (обнаружения, измерения параметров движения, обнаружения — измерения, распознавания) необходимо достижение или превышение некоторой пороговой энергии сигнала Э,,„, определяемого принятой моделью сигнала и заданными показателями качества наблюдения (разд.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
