kursovik (722177), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

На рисунке ниже приведена структура информационной посылки.

Рис. 3. Временная диаграмма информационной посылки.

Можно определить скорость передачи канальной информации:

, Бод.

Так как импульсы синхронизации (ИС) не несут информации, то скорость передачи полезной информации равна:

, Бод.

Для однократного сеанса связи достаточно 8-ми разрядного ОЗУ. Его емкость находим по формуле:

, Кбайт.

При формировании канальных сигналов необходимо учесть, что для уменьшения межсимвольных (при последовательной передаче разрядов) искажений длительности разрядных импульсов должны быть меньше : [5]. Выберем:

Полоса группового сигнала определяется из следующего выражения [5]:

Гц.

Где _к=1 коэффициент, определяемый видом манипуляции сигнала в канале (КИМ-АМн).

Для передачи информации используем перенос на несущую частоту с помощью ОБП (т.е. во второй ступени используется амплитудная модуляция), тогда требуемая полоса радиолинии составит:

Гц.

где - параметр, зависящий от вторичной ступени модуляции.

2. Расчет энергетических характеристик

К энергетическим характеристикам относятся: мощность сигнала на входе приемника, мощность излучаемого сигнала, а также мощность шума, приведенная ко входу приемника.

Пороговое отношение мощности сигнала к мощности шума, обеспечивающее заданную вероятность ошибки на разряд , находим из выражения (для АМ) [4, 5]:

Откуда , .

Рабочее отношение мощности сигнала к мощности шума, обеспечивающее заданную надежность , находим из выражения:

Откуда , .

Считаем, что полоса пропускания линейной части приемника на 10% превышает полосу частот радиолинии:

Гц.

Эффективную шумовую температуру приемника находим для частоты 6 ГГц (считаем, что приемник выполнен на полупроводниках): К.

Спектральная плотность шумов равна [5]:

, Вт/Гц.

Мощность шумов, приведенная к входу приемника

, Вт/Ом.

Считаем, что сопротивление антенны приемника равно 75 Ом, тогда мощность на входе будет равна , Вт.

Умножая полученное значение мощности шума на значения порогового и рабочего отношений сигнал /шум, можно получить соответственно пороговую и рабочую мощности сигнала на входе приемника [5]:

, Вт;

, Вт.

Задаваясь характеристиками антенн и коэффициентом потерь энергии при заданном максимальном расстоянии до объекта, найдем рабочее значение мощности передатчика при использовании рабочей мощности сигнала на входе приемника. Будем считать, что на объекте установлена ненаправленная антенна с КНД . Имеем радиолинию с активным ответом, которая состоит из линии запроса и линии ответа.

КНД антенны, установленной на ЦП выберем, исходя из заданного разрешения, которое составляет 1% от максимально измеряемого угла. Размеры диаграммы направленности антенны равны (в градусах):

Выбрав распределение в виде косинус на пьедестале, рассчитаем размеры апертуры антенны:

м; м.

Тогда КНД вычисляется по формуле:

Коэффициент затухания, обусловленный потерями в атмосфере для м и для интенсивности осадков Q=10 мм/ч составляет: дБ/км [1].

Тогда можно найти относительное уменьшение дальности действия РЛС из-за затухания радиоволн в атмосфере: , раз [4].

Истинная дальность действия РЛС будет равна , км.

Коэффициент потерь энергии сигнала при распространении радиоволн и в антенно-фидерных трактах приемника и передатчика: .

Тогда значение рабочей мощности передатчика на объекте равно [5]:

, Вт.

Расчет относительной среднеквадратической ошибки воспроизведения сообщения, вызванной действием шумовой помехи, можно выполнить по формуле [5]:

, .

Тогда эффективное значение результирующей относительной ошибки сообщения на выходе системы с учетом действия шумовой помехи равно:

3. Организация синхронизации

Вероятность ошибки приема (выделения) кодовой комбинации из 8 разрядов при допустимой вероятности ошибки выделения разрядного импульса (ошибки приема разрядов независимы) находим из выражения [3, 5]:

,

В системе организована канальная синхронизация. То есть, в начале каждого цикла передачи информации (первый канальный интервал) передается 2 одинаковых ИС. Кадровое синхрослово по своей структуре должно существенно отличаться от всех возможных кодовых комбинаций, поэтому необходимыми требованиями к синхросигналу являются: энергия больше энергии, передаваемой в информационном канале, а так же чтобы его форма не повторяла форму сигнала [3].

Для выделения ИС в приемнике используется дискретный согласованный фильтр, настроенный на ИС. В него поочередно записываются принимаемые кодовые слова, а в момент превышения выходным напряжением порога выделяется импульс кадровой синхронизации. В начале каждого цикла обмена на приемной стороне запускается тактовый генератор и производится синхронизация. Используя повторяемость ИС, можно, накапливая их, увеличить помехоустойчивость устройства синхронизации [3]. Если по прошествии двух периодов дискретизации не приходит синхропризнак, то система переводится в режим пониженного энергопотребления до появления следующего ИС или окончания связи. Это обеспечивает, в целом, малое потребление системы.

Вероятность ошибки синхронизации при такой организации можно определить так:

Как видно, эта вероятность ошибки намного меньше, чем вероятность ошибки Р_Д, приходящейся на один информационный разряд.

1. Расчет параметров радиолинии «ЦП - объект»

Считаем, что после сеанса связи (если на данном направлении нет больше объектов) система переходит в режим поиска. ЦП излучает гармонический сигнал длительностью Т_К, после чего переходит в режим приема и ожидает ответ от объектов. Если ответ получен, то ЦП переходит в режим определения координат объекта.

Энергетические соотношения в этом случае определяются вероятностью ложной тревоги F и надежностью связи Р_Н при обнаружении сигнала со случайной амплитудой и фазой.

Зависимость вероятности правильного обнаружения от отношения сигнал/шум определяется формулой [4]:

Принимая вероятность правильного обнаружения равной надежности, находим порог обнаружения:

,

Рис. 4. График зависимости вероятности правильного обнаружения от отношения сигнал/шум.

Тогда мощность принимаемого сигнала, которая будет обеспечивать выбранное отношение сигнал/шум, равна

, Вт.

Мощность передатчика наземной станции составляет [5]:

, Вт.

1. Выбор характеристик системы определения координат объекта

Радиоизмерительная система ЦП осуществляет поиск объектов, их опознавание по ответному сигналу, измерение заданных параметров взаимного расположения ЦП и объекта, прием и хранение информации. Точность измерения и разрешения координат объекта не хуже 1% от максимальной величины измеряемого параметра (угла или дальности), причем угловое или дальномерное разрешение измерителя в зоне поиска позволяет проводить сеанс связи только с одним из объектов. Общее число объектов в зоне обслуживания не превышает тридцати единиц. Запросно-ответная радиолиния ЦП–объект обеспечивает, заданную вероятность ложной тревоги F и выбранную вероятность правильного опознавания объекта, равную надежности связи Р_Н [5].

Наиболее часто в РЛС используют последовательный метод обзора, при котором ДН антенны отклоняется в пределах заданного сектора (зоны) обзора. Обеспечение большой дальности действия (при ограничении энергии излучаемого сигнала) и чувствительности приемного устройства, а также повышение угловой разрешающей способности и точности системы возможно лишь за счет сужения ДН, что, в свою очередь, приводит к увеличению времени, необходимого для обзора заданного объема пространства [4].

Предположим, что минимальная высота объекта над земной поверхностью 5 км, а максимальная – не более 20 км. Тогда, выбрав винтовой способ обзора [1, 4], при котором каждая точка ДН описывает линию, близкую к винтовой, пространство сканирования ограничится координатами:

- по дальности,

- по азимуту,

- по углу места.

Движение ДН представляет собой комбинацию кругового вращения по азимуту и постоянного подъема по углу места. Причем обратный ход по углу места происходит значительно быстрее.

Рис. 5. Винтовой метод обзора пространства.

Для исключения возможности пропуска целей обеспечивается двойное перекрытие ДН на смежных витках при отклонении по углу места.

Полагаем, что ДН перемещается равномерно, и каждый элемент сектора обзора находится в равных условиях, а для надежного обнаружения и для определения координат цели необходимо принять несколько сигнальных импульсов в пределах ДН, тогда скорость её отклонения должна быть снижена.

Для определения координат объекта на ЦП используется комбинированный угломерно-дальномерный метод. Этот метод позволяет найти местоположение объекта из одной точки (и это является большим преимуществом данного метода) и наиболее часто используется в РЛС, которые измеряют наклонную дальность R, азимут  и угол места .

Рис. 6. Определение координат объекта.

Считаем, что на станции установлен моноимпульсный измеритель угловых координат. Наиболее совершенным является суммарно-разностный вариант моноимпульсного измерителя, так как теоретически он позволяет исключить влияние изменений амплитуды и фазы принимаемых сигналов на стабильность равносигнального направления и пеленгационной характеристики и тем самым обеспечить наибольшую точность определения направления. При суммарно-разностной обработке сравниваются амплитуды сигналов. Для исключения влияния неравенства и нестабильности коэффициентов усиления каналов сравнение амплитуд производится до приемных каналов непосредственно после облучателей антенны с помощью высокочастотных мостовых схем, выполняемых на волноводах или коаксиальных линиях в зависимости от рабочего диапазона системы [4].

Слежение за объектом ведется путем совмещения равносигнальной оси с направлением на объект.

Достоинством моноимпульсной суммарно-разностной системы является возможность принципиального устранения влияния флуктуаций амплитуды сигнала, с помощью сравнения амплитуд и фаз сигналов, принятых по нескольким каналам [1].

1. Описание структурной схемы центральной станции

Центральная наземная станция состоит из двух связанных систем: угломерно-дальномерной и системы приема информации с объекта. Угломерно-дальномерная система определяет угол места и азимут на объект, а также расстояние (наклонную дальность) до объекта. Структурная схема ЦП приведена в приложении 1.

Характеристики

Список файлов реферата