Мордухович Л.Г., Степанов А.П. Системы радиосвязи. Курсовое проектирование (1987) (1152059), страница 32
Текст из файла (страница 32)
В данном случае при малых значениях индекса модуляции в тракте ПС минимальные значения КОП становятся меньше нуля, что объясняется наличием дискретной составляющей большой мощности в спектре полезного ЧМ сигнала, описываемого выражением (4.7). Такое положение приводит к существенным трудностям при решении задач ЭМС: для выполненияжестких норм на уровень помех на выходе канала (§ 4.2, 4,3)согласно (4.5) потребуется очень большое отношение (Н/М) навходе приемника. Для устранения или уменьшения дискретныхсоставляющих в спектрах ПС и МС целесообразно использоватьспециальные сигналы дисперсии (СД).СИГНАЛЫ ДИСПЕРСИИОдной из важнейших задач ЭМС является снижение помехмежду ССС и РРЛ, для работы которых выделены общие полосычастот [13]. При использовании ЧМ сравнительно простым методом решения этой задачи является введение на передающей стороне, на входе частотного модулятора, специального сигнала дисперсии (СД), что приводит к перераспределению (рассеиванию)по спектру мощности помех.В РРЛ при передаче многоканальных ТФ сообщений с помощьюЧРК-ЧМ в соответствии с рекомендациями МККР [12] при большом числе передаваемых ТФ разговоров должны использоватьсямалые индексы модуляции (табл.
4.4), что вызвано необходимостью снизить уровень собственных переходных шумов и уменьшитьполосу занимаемых частот. В связи с этим в спектре ЧМ сигналана несущей частоте содержится дискретная составляющая, на которой может сосредоточиться до 80% всей мощности [1, 27].Введение СД в данном случае было бы эффективно, однаконецелесообразно с экономической точки зрения ввиду большогочисла РРС, .находящихся в эксплуатации в настоящее время. Отметим, что для снижения уровня дискретной составляющей эффективным может оказаться использование ВЧ предыскажений спектра ЧРК-ЧМ сигнала в РРС в сочетании с высоколинейными передаточными (амплитудными) характеристиками трактов.В ССС при передаче многоканальных ТФ сообщений с помощью ЧРК-ЧМ в связи с напряженной энергетикой линиипопользуют повышенные значения индексов модуляции (табл.
4.3).Это обеспечивает достаточно равномерное естественное рассеивание мощности ЧМ сигнала по спектру за счет загрузки.171Наиболее актуально использование СД при передаче с помощью ЧМ ТВ сообщений (ЧМ-ТВ сигналов). Это вызвано тем,что при некоторых неблагоприятных с точки зрения ЭМС передаваемых по ЧМ-ТВ каналу сюжетах в спектре ЧМ-ТВ сигналапоявляются дискретные составляющие, на которых может сосредоточиться до 60—70% всей мощности. При этом наиболее неблагоприятны случаи, когда структура и цвет передаваемого изображения однородны и мало изменяются во времени (например,крупные однотонные изображения моря, поля, неподвижные заставки и т. п.).
При передаче цветных изображений имеет местоестественное рассеивание мощности, составляющие в среднем лишь.около 10% (т. е. мощность помех будет на 10% меньше, чем в,случае, когда модуляция ПС и МС полностью отсутствуют). Поэтой причине, а также в связи с тем, что передатчик спутника может воздействовать на большое число НС, в ССС и ССВ при передаче ТВ сообщений с помощью ЧМ введение СД является практически обязательным. Использование СД в ССВ выгодно с экономической точки зрения, так как приводит к удешевлению большого числа индивидуальных и коллективных приемных установок.Это объясняется тем, что при введении СД оказывается возможным соблюдение ограничений на плотность потока мощности(§ 4.3) в сравнительно узкой полосе частот Afw при больших значениях ЭИИМ спутника.В настоящее время в основном используют СД треугольнойили пилообразной формы с частотой повторения ^ с д ^ 5 0 Гц.
Приэтом девиация частоты А/Сд, вызванная действием СД, должнабыть достаточно большой и обеспечить значение индекса модуляции, намного превышающее 1 радиан. Это является необходимым условием для равномерного распределения мощности ЧМсигнала по спектру. Размах девиации частоты, создаваемой СД,составляет обычно 10—15% полного размаха девиации частоты,вызванной ТВ сигналом, т. е. А/ с д =(0,1—0,15) А/тв. В этом случае для исключения СД на приемной стороне можно использовать устанавливаемые на выходе частотного демодулятора простые диодные схемы фиксации (привязки) уровня черного, которыеобеспечивают подавление СД на 20—30 дБ. Существуют болеесложные схемы исключения СД на приемной стороне, обеспечивающие его подавление на 40 дБ и больше [20].Для ССВ диапазона 12 ГГц в Плане ВАКР-77 рекомендованоприменение СД треугольной формы с частотой 12,5—30 Гц.В последние годы появились спутниковые ретрансляторы, мощность передатчиков в которых доходит до нескольких сот ватт.В этом случае для соблюдения требуемых ограничений на плотность потока мощности необходимо использовать СД, обеспечивающие девиацию частоты А / с д = (0,25—-0,3)А/тв.
Это вызываетувеличение результирующего индекса модуляции ЧМ-ТВ сигналас введением СД и требует соответственного расширения полосыпропускания ВЧ тракта, увеличения линейных участков характеристик трактов, снижает помехоустойчивость из-за более раннего*172'эффектов в приемном устройстве можно использовать обратнуюсВязь по частоте, при .которой происходит «слежение» только заизменениями мгновенной частоты, обусловленными действиямиCJX [17].Параметры СД -различным образом влияют на уровень помехавыходеЧМ-ТВ канала и на выходе ТФ канала РРС с ЧРК-ЧМ.рВ том случае, когда мешающий ЧМ-ТВ сигнал с введением СД•воздействует на приемник РРС с ЧРК-ЧМ, можно использовать' СД с низкой частотой повторения, доходящей до .нескольких герц.При этом помеха в ТФ канале будет носить в основном импульсный характер.
Такое положение объясняется тем, что при медленном изменении мгновенной частоты МС за счет действия СД проукты нелинейных преобразований (биении) МС и остатка мощности на несущей частоте ПС будут периодически и последовательно попадать в различные каналы шириной Д77К = 3,1 кГц >впределах спектра многоканального ТФ сообщения. В связи с тем,что для эффективного рассеивания Л/Сд должна составлять 1—4 МГц в пределах сравнительно узкой полосы частот одного ТФканала выигрыш от введения СД хсд=A;fсд/ALFK будет достаточнобольшой.При воздействии МС рассматриваемого вида на другой ЧМ-ТВриемник введение СД с низкой частотой повторения не приведетощутимому улучшению. При этом помеха на выходе частотногодемодулятора будет оставаться в пределах широкой полосы частотТВ канала, которая составляет 5—6 МГц. В этом случае для эффективного рассеивания частота СД должна быть заметно выше.СПЕКТРЫ РАДИОСИГНАЛОВПри ЧРК-ЧМ форма спектра сигнала в значительной мереопределяется среднеквадратичным индексом модуляциита = А / э /0,4+ 1,6 FJFJVFUFB,где Af3 — эффективная девиация частоты при передаче многоканального ТФ сообщения; FH, FB — соответственно нижняя и верхняя граничные частоты спектра.Здесь индекс модуляции представляет собой среднеквадратичное отклонение фазы ЧМ сигнала от своего среднего значенияпри воздействии модулирующего процесса.
Общая формула дляепектра ЧМ сигнала имеет вид [27]173Здесь/— /О) при Fпри / ? „ > | / - / о ! . 1 / - 7 о ! > ^ в ;Упф (/—/о) — квадрат модуля коэффициента передачи предыскажающего фильтра на частоте F=f—/0; а — эмпирическая весоваяфункция. Причем « = 1 + ехр(1,3—0,7т 2 а ).В ССС, где обычно в связи с тяжелой энергетикой линии используются большие индексы модуляции, можно положить а = 1при / п а ^ 2 , 5 рад. При этом мощность ЧМ сигнала сравнительноравномерно распределяется по спектру, а интенсивность дискретной составляющей, равная £/ 2 m e ~ m q/2, пренебрежимо мала.В РРЛ для снижения уровня нелинейных переходных шумов,вызванных нелинейностями характеристик трактов, используютобычно малые индексы модулуции (0,4—0,6 рад при числе каналов более 960 и 1,45—1,55 рад при меньшем числе каналов).
Приэтом сильно возрастает доля мощности, сосредоточенная «а дискретной составляющей.При передаче ТВ сообщений с помощью ЧМ спектр ЧМ-ТВсигнала оказывается чрезвычайно сложным как по форме, так ипо структуре. Его характер жестко связал с передаваемым сюжетом. Аналитические выражения, описывающие спектр ЧМ-ТВ сигнала, в настоящее время отсутствуют. При анализе ЭМС в силуобязательного введения СД можно допустить, что спектр ЧМ-ТВсигнала ССС соответствует спектру ЧМ сигнала модулированноготолько СД:5Сд(/)= f^ /2A/c *10ПРИ^-/оКА/сд/2,при | / - / 0 | > Д / С д / 2 ,(48)где Um—амплитуда ЧМ сигнала; А/ с д—размах девиации частоты, обусловленной воздействием СД.Такое допущение дает несколько завышенные уровни помех,так как модуляция ТВ сообщением приведет к дополнительномурассеиванию (дисперсии) мощности по спектру.
В идеальном случае вся мощность ЧМ-ТВ сигнала может оказаться равномернораспределенной по спектру в пределах занимаемой полосы частотЛ т в, определяемой согласно (3.8):10при | / — / 0 | > 7 7 т в /При этом в реальных условиях уровень помех будет лежать впределах, ограниченных значениями, рассчитанными с помощью(4.8) и (4.9).При передаче цифровых сообщений спектр сигнала зависит отвида модуляции и параметпов фильтра, используемого для огра174личения занимаемой полосы частот на передающей стороне.
Прииспользовании многоуровневых методов фазовой модуляцииЦМ(/)- T-jr-[_м/РЛяШ) *tf-«.(4Л0)ie еМ — число уровней (позиций) сигнала с многоуровневой моуляцией; Fo — частота, численно равная скорости передачи цифрового сообщения; Н(f—if0) — квадрат модуля коэффициента передачи эквивалентного фильтра.В практических случаях при анализе ЭМС оказывается возможным считатьп р и1/~/оКЯЦм/2'при | / - / 0 | > Я ц м / 2 ,где Я ц М — полоса частот, занимаемых модулированным сигналоми определяемая согласно (3.10).Сравнение спектров рассмотренных сигналов показывает, чтос точки зрения ЭМС наиболее неблагоприятны МС от многоканальных РРЛ или МС, использующие цифровые методы, так какв таких случаях велика спектральная плотность мощности.4.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
