Калмыков В.В. Радиотехнические системы передачи информации (1990) (1151851), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Новую зру в освоснин высокочастотной области радиодиапазона для средстве связи открыл запуск искусственных спутников Земли (ИСЗ), Обычно ИСЗ) находятся иа высоте от 500 до 40 000 км от поверхности Земли и поэтому:„':, обеспечивают радиосвязь между земными станциями, удаленными нэ расстояния';; до 1О ... 17 тыс. км. Линия спутниковой связи состоит из двух оконечных зем-) ных станций и одного или нескольких спутников-ретрансляторов, обращаюпгихш(1 вокруг Земли по заданным орбитам. Из всего мнопюбразия орбит ИСЗ особый нитерое представляет экваторц-,'!: алиная круговая орбита, удаленная от поверхности Земли на расстояние окол'" '86 ООО км (стационарная экваториальная орбптз).
Когда направление движений; ИСЗ по такой орбите совпадает с пзправлеянеи вращения Земли, спутишр будет казаться наземному наблюдателю псподвиягвым (стационарный спутник)„" При использовании трех стационарных спутников, расположсиных в зкваторм-.1 альной плоскости через 120 по дуге, принципиально оказывается возможиыж, организовать глобальную систему связи. Максимальный от горизонта до горя(: зонта обаор земной поверхности от одною ИСЗ или, иначе говоря, макси-:, мальков расстояние вдоль поверхности Земли между двумя станциями будет!.' практически составлять 16 ...'17 тыс. км.
Существенные преимущества стацио~" парной орбиты заключаются в снижении требований к системам слежения а»', спутником, сведении к минимуму доплеровсхих сдвигов частоты сигналов, чтсу) упрощает приемное устройство при большом обзоре поверхности Земли. Недоо,: татхом стационарной орбиты является влохой охват приполнрных зон. Поэтому) з Советском Союзе для систем связи широко применяются сильно вытянутые, эллиптические орбиты с большой полуосью до 5 земных радиусов с эксцентрн':;: ситетом 0,8 -.0,9 и углом наклона примерно 65'.
Трн спутника, выведенные( через равномерныс интервалы времени на аналогичные эллиптические орбиты,'.", восходящие узлы которых смещены отгюсителыю друг друза иа 120', могут) обеспечить круглосуточную непрерывную связь мезкду земными станциями, рас-'.1 положенными в Северном полушарии Земли, на глобальные расстояния. Выбор рабочих частот для линки радиосвязи через ИСЗ определиется сле4) дующими факторами: условиями распространения и поглощения радиоволн,"':.
уровнем внешних помех, принимаемых антенной, техническими средствами (ко." эффициент шума приемного устройства, ширина лепестка диаграммы направ-'":. ленности антенны, точность ориентации и т. п.), взаимными помехами между! системами свяаи через ИСЗ и другими службами, работающими в смежньщили совмещенных диапазонах частот. Огранйчение диапазона частот снизу:, определяется экравирующнм действием ионосферы, а сверху — поглощением',: а;ропосфере. Зги два фактора предопределили диапазон рабочих частот ,'ю М1ц .. 40 П ц. В настоящее время наибольшее использование находит диана юп 1 ...12 ГГц. 32 ИСКАЖЕНИЯ СИГНАЛОВ В НЕПРЕРЫВНЫХ КАНАЛАХ Линейные искажения. Наибольший интерес при анализе рабойцз РСПИ представляет непрерывный канал, включающий в свой ',;ог1ав технические средства, расположенные между выходом мол)лятора и входом демодулятора (см.
рис. !.3). Проходя по непрерывному каналу связи, сигнал претерпевает '",'яд изменений. Эти изменения сводятся к ослаблению, искажению ,'ж1п пала и наложению па него помех. В отдельных случаях иска. 'ькш1ик1 подвергается смесь сигнала и помех, например, во вход":11ых цепях приемника или при ретрансляции в радиорелейных ли,:внях.
Для анализа системы важно знать характер искажений и ;::,р1сть их моделировать. Реальные искажения имеют достаточно '~сложный характер. Однако для решения большинства задач не,::;-:яргрывпый канал можно смоделировать в виде последовательно :.:ю.лючениых линеиных инерционных и нелинейных безынерцион;;:;,и ыт четырехполюсников, обусловливающих соответственно линей';;:огас и нелинейные искажения сигналов (рис. 3.1) 112, 131.
Помехи ;::принципиально могут накладываться на сигнал в любой точке це.-:пи. Несмотря на кажущуюся простоту такой модели канала, чаа.! мокденпе отклика на ее выходе в тех случаях, когда помеха дей- 7 ш пуст на входе нелинейного звена, является сложной математиче- ~!'ской задачей. Поэтому 'часто при решении подобных задач обраша- ..' ггПСЯ К МаШИННОМУ ИЛИ ФИЗИЧЕСКОМУ МОДЕЛИРОВаНИЮ. Линейные искажения проявляются в изменении спектра (кор:-, )юляционной функции) сигналов и помех. В зависимости от того, "',,'ьзковы эти искажения: регулярны или случайны, различают соот.:„' ветственно каналы с детерминированными или случаймьсма линей- ~.: пымп искажениями.
Детерминированные линейные искажения в ".':, реальных каналах связаны с наличием частотно-избирательных це=".::: пей (фильтров во входных каскадах приемника и в выходных кас-'; калах передатчика, коаксиальиых и волноводиых трактов, ан1гпп и т. д.). Случайные линейные искажения определяются средой распро- !'.г~рапення и связаны в основном с прохождением сигнала от пере'.;,, плющей антенны к приемной антенне разными путями (лучами).
гцот эффект называется рассеянием сигнала. Различают два вида рассеяния сигнала: дискретное, когда запаздывание между сигпалзмп в соседних лучах принимает конкретное значение (многолу- Рис. ЗД. Модель непрерывен о канала связи 39 цией О и может быть представлен в виде ряда Фурье от аргу.:.;:-; мента О: 5.,(!) =из(А)+д>(А) соз О+ят (А) соэ 26+ .... (3.3й'; Так как приемное устройство обычно содержит на входе паласо-,'. вой фильтр, пропускающий только спектральные составляющие н.,'', области несущей частоты шз. то составлтощая сигнала в полос ". пропускания такого фильтра будет равна З.ь (4) =я«(А) соэ [а>с(+<у(УЦ, (3.4~:: где ! ян >т,(А) =- — [ г (А сов О(г)) сов О с(О (3,6, "а — преобразование Чебышева первого порядка характеристик(!.: Г(и), которое определяет огибающую выходного сигнала в основ; ной полосе частот.
Таким образом, нелинейные искажения сигнала сводятся к по4: явлению новых спектральных составляющих на частотах па>в' (в=О, 2, 3, ...) и изменению огибающей А(!). Моменты переход '„ через нуль сигнала с частотой ша пе изменяют своего положение,' на оси времени. Картина искажения сигнала суи>сстнс>>>>о усложняется, когда одновременно с полезным сигналом э(!) действуют другие сигна-,- лы или помехи. В этом случае па сигнал воздействуют еще и ком-':: бинационные составляющие, обусловленные взаимодействием сиг-:. нала и помех на нелинейном элементе. Это приводит к потере мощ-.': ности полезного сигнала и к дополнительным помехам. Подавле-," ние полезного сигнала на нелинейности, которое обычно оценива,';," ют уменьшением отношения сигнал-шум в децибелах, зависит от,' формы кривой Г(и) и вида помеховых сигналов.
лвэа~ дд я" К Р г Р г Р К б Л>«дК" Рнс. 3.5, Завнсвиасть каэффнннс надавленяя узкаваласнага раднас нала суммой сннусандальнай н гау' савская яанах ат атнашсння на настей этих помех Рнс„3.4. Диаграмма подавления слабага сигнала сильным на нелннейнан элементе (штрнхавай линией обозначен сильный снгнал) Особый интерес как нелинейность представляет так называемьш предельный ограничитель, для которого г (и) =з(яп(и), Пусть '::,'.
вл его входе действуют два сигнала с разными амплитудами ;;. (рнс. 3.4), один из которых полезный, а другой мешающий. На вы- '~,::'йоде ограничителя будем иметь либо только полезный сигнал, либо ,!что>и,ко мешающий, в зависимости от соотношения амплитуд. Та'зц>м образом, сильный сигнал полностью подавляет слабый сиг'нал, При других формах сигнала и помехи степень подавления ймсст конечное значение. Например, если входной полезный сиг,' ал представляет собой узкополосный радиосигнал, то при любом 'пдс модуляции степень подавления его сильным синусоидальным '«н1>>>ющим сигналом составляет около 6 дБ. Для помехи, пред':й>!нляющей собой сумму гармонического сигнала и гауссовской ун>мехи, коэффициент подавления полезного сигнала К„,„можно ,!>с«читать по формуле [10) К„„~= — (1+«с)~ехр ~ — — ) Уз( — )1, гд«а — отношение мощности сннусоидальной составляющей поме''и к флуктуационнои; >з — модифицированная функция Бесселя ':~и рвого рода нулевого порядка от аргумента а/2.
Из рис. 3.5 видно, что в предельном ограничителе подавление ",'гармонического сигнала будет наибольшим при воздействии гар::;:цннической помехи и наименьшим при воздействии гауссовской по. '!м«.хи. (3.6) 3.3. ПОМЕХИ В КАНАЛАХ СВЯЗИ 4;, Ошибки, возникающие прх приеме сообщений, в значительной !тут~ пенн определяются видом н интенсивностью помех, действую!;:,:>!«их в канале. В зависимости от места нахождения источника по„;:"и! х различают внутренние н внешние помехи. Внутренние помехи .-',*:,-':,р «>и!>кают в самой системе. К ним относятся шумы входных кас":;;;,нахов приемника, приемной антенны, линий канализации сигнала ';!",,(! электрические сигналы, попадающие в приемник по внутренним '~')!«пнм вслед«ггвие плохого экранирования или развязки между кас''!.-:Мадвми.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
