Semnalele radio se numesc valuri electromagnetice sau oscilații electrice de înaltă frecvență, care intră în sine mesajul transmis. Pentru a forma un semnal, parametrii oscilațiilor de înaltă frecvență sunt modificate (modulate) utilizând semnale de control, care sunt tensiune variază pe o lege dată. Fluctuațiile armonice de înaltă frecvență sunt de obicei utilizate ca modulate:
unde w 0 \u003d 2π f. 0 - frecvență mare de transport;
U. 0 - Amplitudinea oscilațiilor de înaltă frecvență.
Cele mai simple și frecvent utilizate semnale de control includ oscilarea armonică
unde ω este o frecvență joasă, mult mai puțin w 0; ψ - Faza inițială; U. M - amplitudinea, precum și semnalele pulselor dreptunghiulare, care se caracterizează prin aceea că valoarea tensiunii U. UPR ( t.)=U. În timpul intervalelor de timp τ și, numite durata impulsurilor și este zero în timpul intervalului dintre impulsuri (figura 1.13). Valoare T. și se numește o perioadă de repetare a impulsurilor; F. și \u003d 1 / T. Și - frecvența repetării lor. Relația perioadei de repetare a impulsului T. și pe durata τ și se numește datorie Q. Procesul de impuls: Q.=T. și / τ și.
Fig.1.13. Secvența impulsurilor dreptunghiulare
În funcție de faptul că parametrul modificărilor de oscilație de înaltă frecvență (modulate) utilizând un semnal de control, distinge amplitudinea, frecvența și modularea fazei.
Cu modularea (modulațiile) de amplitudine de oscilații de înaltă frecvență, tensiunea sinusoidală cu frecvență joasă a frecvenței ω modului de semnal, amplitudinea căreia se schimbă în timp (Fig.1.14):
Parametru m.=U. m / U. 0 se numește coeficient de modulare a amplitudinii. Valorile sale sunt în intervalul de la unul până la zero: 1≥0. Coeficientul de modulare, exprimat în procente (adică m.× 100%) se numește adâncimea modulației de amplitudine.
Smochin. 1.14. Semnal radio modulat de amplitudine
Cu modulație de fază (FM) de oscilații de înaltă frecvență cu o tensiune sinusoidală a amplitudinii semnalului rămâne constantă, iar faza sa primește o creștere suplimentară Δy sub influența tensiunii modulate: Δy \u003d k. Fm. U. M SINW MOD. t.Unde k. FM - Coeficient de proporționalitate. Semnalul de înaltă frecvență cu modulație de fază conform legii sinusoidale este
Când modularea frecvenței (FM), semnalul de control modifică frecvența oscilațiilor de înaltă frecvență. Dacă tensiunea modulatoare variază în funcție de legea sinusoidală, valoarea instantanee a frecvenței oscilațiilor modulate w \u003d w 0 + k. Fm. U. M SINW MOD. t.Unde k. Cupa Mondială este un coeficient de proporționalitate. Cea mai mare schimbare a frecvenței w cu respectarea valorii sale medii W 0, egală cu ΔW M \u003d k. Fm. U. M, numită abatere de frecvență. Semnalul modulat de frecvență poate fi înregistrat după cum urmează:
Valoarea egală cu raportul dintre abaterea frecvenței la frecvența de modulare (ΔW m / W Mod \u003d m. FM), numit coeficientul de modulare a frecvenței.
Figura 194 prezintă semnale de înaltă frecvență la AM, FM și FM. Toate cele trei cazuri utilizează aceeași tensiune modulativă U. Mod, variind de legea cu flori de sinteză simetrică U. MOD ( t.)= k. Maud. t.Unde k. MOD\u003e 0 la segmentul de timp 0 t. 1 I. k. Maud.<0 на отрезке t. 1 t. 2 (fig.1.15, a).
La o frecvență AM a semnalului rămâne constantă (W0), iar amplitudinea variază în funcție de legea tensiunii modulate U. Am ( t.) = U. 0 k. Maud. t. (Fig.1.15, B).
Semnalul frecvencondicat (fig.1.15, c) este caracterizat printr-o constantă de amplitudine și o schimbare netedă în frecvență: W ( t.) \u003d W 0 + k. Fm. t.. Pe segmentul de timp de la t.\u003d 0 Be. t. 1 Frecvența oscilațiilor crește de la valoarea lui W0 la valoarea lui W 0 + k. Fm. t. 1, și pe segment de la t. 1 Be. t. 2 Frecvența scade din nou la valoarea lui W0.
Semnalul modulat de fază (Fig.1.15, D) are o amplitudine permanentă și o schimbare de frecvență în formă de salt. Să-i explicăm analitic. Cu FM sub influența tensiunii modulate
Fig.1.15. Tip comparativ de oscilații modulate la AM, FM și FM:
A - Tensiune modulativă; B - semnal modulat de amplitudine;
B este un semnal modulat de frecvență; G - semnal modulat de fază
faza semnal primește o creștere suplimentară Δy \u003d k. Fm. t.Prin urmare, este un semnal de înaltă frecvență cu modulație de fază pe o lege în formă de ferăstrău
Astfel, pe segmentul 0 t. 1 frecvență este W 1\u003e W0 și pe segment t. 1 t. 2 Este egal cu W2 Când se transmite secvența impulsurilor, de exemplu, codul digital binar (Fig.1.16, a) poate fi folosit și de AM, FM și FM. Acest tip de modulare se numește manipulare sau telegraf (la, THU și FT). Fig.1.16. Tip comparativ de oscilații manipulate la AT, THU și FT Cu Amplitudine Telegraph, se formează o secvență de impulsuri radio de înaltă frecvență, amplitudinea căreia este constantă pentru durata impulsurilor modulate τ și, și este zero orice altceva (Fig.16, B). Cu telegrafele de frecvență, se formează un semnal de înaltă frecvență cu o amplitudine permanentă și o frecvență care primește două valori posibile (fig.1.16, b). Cu telegraful de fază, se formează un semnal de înaltă frecvență cu o amplitudine și o frecvență permanentă, faza a cărei schimbări de 180 ° în conformitate cu legea semnalului de modulare (Fig.1.16, G). Oscilațiile electromagnetice de înaltă frecvență (undele radio) ale domeniului corespunzător sunt utilizate ca purtător de mesagerie (val radio). Oscilarea frecvenței lagărului radiată de emițător este caracterizată de: amplitudinea, frecvența și faza inițială. În general, se pare că este: i \u003d i m păcat (ω 0 t + ψ 0), unde: I.- sensul instantaneu al oscilației curente; SUNT. - amplitudinea căruciorului curent; ω 0
- frecvența unghiulară a oscilației purtătorului; Ψ 0 –
faza inițială a oscilației purtătorului. Semnalele primare (mesajul transmis transformat într-o formă electrică), controlând funcționarea emițătorului, poate schimba unul dintre acești parametri. Procesul de control al parametrilor curenți de înaltă frecvență utilizând semnalul primar este numit modulație (amplitudine, frecvență, fază). Pentru secțiunile de telegraf, se aplică termenul "manipulare". În comunicațiile radio, semnalele radio se aplică informațiilor: telegrafere radio; radiotelefon; photoelph; telecode; semnale complexe. Conexiunea telegrafului radio variază: în conformitate cu metoda de telegrafie; conform metodei de manipulare; privind utilizarea codurilor de telegraf; Prin metoda utilizării unui canal radio. În funcție de metoda și rata de transmisie, comunicațiile radio Telegraph sunt împărțite în manual și automat. Cu transmisie manuală, manipularea se efectuează printr-o cheie de telegraf folosind codul Morse. Rata de transfer (cu o recepție de zvon) este de 60-100 caractere pe minut. Cu transmisie automată, manipularea este efectuată de dispozitive electromecanice și recepția utilizând dispozitive de imprimare. Rata de transfer este de 900-1200 de caractere pe minut. Conform metodei de utilizare a canalului radio, transmisiile de telegraf sunt împărțite în un singur canal și multi-canal. Conform metodei de manipulare, cele mai frecvente semnale de telegraf includ semnale cu manipulare a amplitudinii (telegraful AT - A1), cu manipulare de frecvență (THU și DCT - frecvență telegraf și telegraful de frecvență dublă - F1 și F6), cu manipulare relativă de fază (Oft - Telegraph - F9). Cu privire la utilizarea codurilor Telegraph, se utilizează sistemele de telegraf cu codul Morse; Startop Systems cu cod de 5 și 6 cifre și altele. Semnalele de telegraf sunt o secvență de impulsuri dreptunghiulare (parcele) de aceeași durată sau diferite. Cea mai mică parcelă este numită elementară. Parametrii principali ai semnalelor Telegraph: Viteza telegrafului (V); Manipularea frecvenței (F); Lățimea spectrului (2d f). Viteza telegrafică V. Este egal cu numărul de colete elementare transmise într-o secundă, măsurată în corpuri. Cu o viteză de telegraf de 1, un pachet elementar este transmis pentru 1 s. Manipularea frecvenței F. Numeric egal cu jumătate de viteză de telegraf V. Și măsurată în Hertz: F \u003d V / 2
. Semnal de telegraf manipulat de amplitudine Are un spectru (Fig.2.2.1.1), în care, în plus față de frecvența purtătoare, conține un set infinit de componente de frecvență situate pe ambele părți ale acestuia, cu o frecvență egală a frecvenței de manipulare F. în practică, pentru Redarea încrezătoare a unui semnal radio Telegraph, este suficient de utilizat în plus față de semnalul de frecvență al rulmentului trei componente ale spectrului situat pe ambele părți ale transportatorului. Astfel, lățimea spectrului de semnal RF manipulat de amplitudine este de 6f. Cu cât este mai mare frecvența manipulării, cu atât mai larg spectrul capului semnalului telegraf. Smochin. 2.2.1.1. Vedere temporară și spectrală a semnalului la Pentru manipularea frecvenței Actualul din antenă prin amplitudine nu se schimbă, dar numai frecvența variază în funcție de modificarea semnalului de manipulare. Spectrul de semnal THU (DCT) (figura 2.2.1.2) este un spectru de două (patru) oscilații manipulate de amplitudine independente, cu frecvențele lor purtătoare. Diferența dintre frecvența "de presă" și frecvența "presată" se numește varianța de frecvență a datelor, este indicată Δf. Și poate fi în termen de 50 - 2000 Hz (cel mai adesea 400 - 900 Hz). Lățimea spectrului de semnal este de 2Δf + 3F. Fig.2.2.1.2. Reprezentarea temporară și spectrală a semnalului THU Pentru a mări lățimea de bandă a radioului, se utilizează sisteme de telegraf multi-canal. În ele, pe o frecvență de frecvență de frecvență purtător, puteți transmite simultan două sau mai multe programe de telegraf. Există sisteme cu canale de etanșare cu frecvență, cu separare temporară a canalelor și a sistemelor combinate. Cel mai simplu sistem cu două canale este un sistem de telegrafie cu dublă frecvență (DCT). Semnalele manipulate de frecvență din sistemul DCT sunt transmise prin schimbarea frecvenței purtătoare a emițătorului datorită expunerii simultane la semnalele a două dispozitive de telegraf. Utilizează că semnalele a două dispozitive care funcționează simultan pot avea doar patru combinații de colete transmise. Cu această metodă, un singur semnal de frecvență este emis în orice moment corespunzător unei anumite combinații de solicitări manipulate. Dispozitivul de recepție are un decodor, cu care pachetele telegrafice ale unei tensiuni constante sunt formate pe două canale. Sigiliul de frecvență este că frecvențele canalelor individuale sunt plasate pe diferite secțiuni ale intervalului total de frecvență și toate canalele sunt transmise simultan. Cu o separare temporară a canalelor de radiolină, fiecare unitate de telegraf este furnizată secvențial utilizând distribuitori (Fig.2.2.1.3). Fig.2.2.1.3. Sistem multicanal cu separare temporară a canalelor Transmisia mesajelor de telefonie radio Aplicați în principal semnale de înaltă frecvență modulate și modulate de frecvență modulate. Semnalul LC modulativ este un set de semnale de diferite frecvențe situate în unele benzi. Lățimea spectrului de standard LF a semnalului telefonic, de regulă, ia o bandă de 0,3-3,4 kHz. 1 Clasificarea tipurilor de modulare, caracteristicile principale ale semnalelor radio. Pentru a efectua comunicații radio, este necesar să se schimbe într-un fel unul dintre parametrii oscilației de frecvență radio, numită purtător, în conformitate cu semnalul de frecvență redusă transmis. Acest lucru se realizează prin modularea oscilațiilor de frecvență radio. Se știe că oscilația armonică se caracterizează prin trei parametri independenți: amplitudinea, frecvența și faza. În consecință, se disting trei tipuri de modulare principale: Amplitudine Frecvență Fază. Modularea amplitudinii (AM) se numește un astfel de tip de influență asupra oscilației lagărului, ca urmare a cărora amplitudinea sa variază în funcție de legea semnalului transmis (modulativ). Credem că semnalul modulator are o formă de oscilație armonică cu o frecvență w multe frecvențe mai mici de purtător umed w. Ca rezultat, amplitudinea tensiunii de tensiune a oscilației purtătorului trebuie să varieze proporțional cu tensiunea semnalului de modulare UW (figura 1): Uam \u003d u + kuwcoswt \u003d u + ducoswt, (1) unde u este amplitudinea tensiunii de oscilație de frecvență radio purtătoare; Du \u003d kuw - amplitudine increment. Ecuația oscilațiilor modulate de amplitudine, în acest caz, ia Uam \u003d uam coswt \u003d (u + ducoswt) coswt \u003d u (1 + coswt) coswt. (2) Prin aceeași lege, curentul IAM va schimba și modularea curentului. Valoarea care caracterizează raportul dintre modificarea amplitudinii oscilațiilor lui DU la amplitudinea lor în absența modulației U se numește coeficient (adâncime) de modulație Din aceasta rezultă că amplitudinea maximă a oscilațiilor Umax \u003d U + du \u003d U (1 + m) și amplitudinea minimă Umin \u003d U (1-m). Deoarece nu este dificil să se vadă din ecuația (2), în cel mai simplu caz, oscilațiile modulate sunt suma a trei oscilații. Uam \u003d u (1+ mcoswt) coswt \u003d ucoswt u / 2 + cos (W - W) T U / 2 + COS (W + W) T. (patru) Primul fluctuațiilor transmițătorului în absența modulației (modul tăcerii). Al doilea este oscilațiile frecvențelor laterale. Dacă modularea se efectuează printr-un semnal complex de frecvență joasă cu un spectru Fmin la Fmax, spectrul semnalului rezultat are vedere prezentată în fig. Banda de frecvență a frecvenței ΔFS nu depinde de M și egală cu semnalul AM Δfs \u003d 2fmax. (cinci) Apariția oscilațiilor frecvențelor laterale atunci când este modulată duce la necesitatea extinderii lățimii de bandă a lățimii de bandă (și, în consecință, receptorul). Ea trebuie să fie unde Q este calitatea contururilor, DF - tulburare absolută, DFK - Lățime de bandă contur. În fig. Componentele spectrale corespunzătoare frecvențelor mai mici (Fmin) au ordonate mai mici. Acest lucru se explică prin următoarea circumstanță. Cele mai multe tipuri de semnale (de exemplu, vorbire) Introducerea intrării transmițătorului, amplitudinile componentelor de înaltă frecvență ale spectrului sunt mici comparativ cu componentele frecvențelor joase și medii. În ceea ce privește zgomotul la intrarea detectorului în receptor, densitatea lor spectrală este constantă în lățimea de bandă receptor. Ca rezultat, coeficientul de modulare și raportul de zgomot de semnal la intrarea detectorului receptorului pentru frecvențe ridicate ale semnalului modulator sunt mici. Pentru a mări raportul semnal-zgomot, componentele de înaltă frecvență ale semnalului de modulare în timpul transmisiei sunt evidențiate prin obținerea unor componente de înaltă frecvență la un număr mai mare comparativ cu componentele frecvențelor joase și medii și la primirea înainte sau după detector, slăbesc în același timp. Scăderea componentelor de înaltă frecvență la detector are loc aproape întotdeauna în lanțurile de rezonanță de înaltă frecvență ale receptorului. Trebuie remarcat faptul că sublinirea artificială a frecvențelor de modulare superioară este permisă până când aceasta duce la reluarea (m\u003e 1). Ministerul Educației Generale și Profesionale a Federației Ruse Uptu-upi. numit s.m. Kirov. Fundamentele teoretice ale inginerilor radio Analiza semnalelor radio și calculul caracteristicilor filtrelor coerente optime Proiect de curs Ekaterinburg 2001 an Introducere Calcularea unui ACF al unui semnal specificat Concluzie Lista desemnării condiționate Lista bibliografică Informațiile sunt întotdeauna evaluate, iar cu dezvoltarea informațiilor umanității devine din ce în ce mai mult. Fluxurile de informații s-au transformat în râuri uriașe. În acest sens, au apărut mai multe probleme de transfer de informații. Informațiile au fost întotdeauna evaluate pentru acuratețea și completitudinea sa, prin urmare lupta pentru transferarea acesteia fără pierderi și distorsiuni. Cu o altă problemă atunci când alegeți un semnal optim. Toate acestea sunt transferate către ingineria radio, unde se dezvoltă transmițătoarele și prelucrarea acestor semnale. Viteza și complexitatea semnalelor dovedite sunt complicate constant de echipament. Pentru a obține și a asigura cunoștințe despre prelucrarea semnalelor simple în cursul de formare există o sarcină practică. În acest curs, un ambalaj coerent dreptunghiular constând din N trapezoidal (durata vârfului este egal cu o treime durată a bazei) a impulsurilor radio, unde: a) Frecvența transportatorului, 1.11 MHz b) durata pulsului (durata de bază), 15μs c) Frecvența de urmărire, 11,2 kHz d) Numărul de impulsuri în ambalaj, 9 Pentru un tip de semnal specificat, trebuie să produceți (plumb): Calculul AF. Calculul spectrului de amplitudini și spectrul de energie Calculul caracteristica pulsului filtrului convenit Densitatea spectrală - există un coeficient de proporționalitate între lungimea intervalului de frecvență mică D f. și corespunzător lui de amplitudinea complexă a semnalului armonic d A cu frecvența f 0. Reprezentarea spectrală a semnalelor deschide o cale directă către analiza semnalelor care trec printr-o clasă largă de lanțuri, dispozitive și sisteme de inginerie radio. Spectrul de energie este util pentru obținerea diferitelor estimări de inginerie care stabilesc lățimea reală a unui spectru de semnal. Pentru a cuantifica gradul de diferență a semnalului U (t) și copia lui schimbată U (t-
t) Este obișnuit să introduceți un ACF. Fixați un punct arbitrar în timp și încercați să alegeți o funcție, astfel încât valoarea să atingă valoarea maximă maximă. Dacă există o astfel de funcție, filtrul liniar corespunzător se numește filtru consistent. Cursurile din partea finală a subiectului "Teoria semnalelor și lanțurilor radio" acoperă secțiunile cursului de bază ale teoriei semnalelor și filtrarea lor liniară optimă. Obiectivele lucrării sunt: studiul de timp și caracteristicile spectrale ale semnalelor radio pulsate utilizate în radar, navigație radio, telemetrie radio și regiuni adiacente; achiziționarea de competențe pentru calcularea și analizarea caracteristicilor de corelare și spectrală ale semnalelor deterministe (funcții de autocorelare, spectre ale amplitudinilor și spectrelor energetice). În cadrul cursului funcționează pentru un anumit tip de semnal, este necesar să se producă: Calculul ACF. Calculul spectrului de amplitudini și spectrul de energie. Caracteristicile pulsului filtrului convenit. În acest curs există un pachet coerent rectangular de impulsuri radio trapezoidale. Parametrii semnalului: frecvența transportatorului (frecvența de umplere radio), 1.11 MHz durata pulsului (durata de bază) 15 μs frecvența următoarelor, 11,2 kHz numărul de impulsuri în pachet, 9 Funcția de autocorelare (ACF) Semnal U (t) servește la cuantificarea gradului de diferență a semnalului U (t) și copiile sale mutate proprietate: Acestea. K. U ( t.) =K. U ( -
t.). cu orice valoare a schimbării temporare t. Modul ACF nu este de depășire semnal de semnal: ½ K. U ( t.) ½£ K. U ( 0
) Ce urmează de la inegalitatea lui Cauchy - Bunyakovski. Astfel, ACF pare a fi o curbă simetrică cu un maxim central, care este întotdeauna pozitiv, iar în cazul nostru un ACF are un caracter oscilator. Trebuie remarcat faptul că ACF comunică cu spectrul energetic al semnalului: Adesea este adesea mai convenabil să se obțină o funcție de autocorelare, apoi folosind transformarea Fourier, găsiți spectrul de energie. Spectrul de energie este dependența de ½ G.
(w.) ½ de la frecvență. Filtrele coordonate cu semnalul posedă următoarele proprietăți: Semnalul de la ieșirea filtrului convenit și funcția de corelare a zgomotului de ieșire au vedere a funcției de autocorelare a semnalului de intrare util. Printre toate filtrele liniare, filtrul convenit oferă raportul maxim de valoarea maximă a semnalului la valoarea medie a zgomotului mediu. Fig.1. Pulbere radio trapezoidală trapezoidală dreptunghiulară dreptunghiulară În cazul nostru, semnalul este un pachet dreptunghiular de trapezidal (durata vârfului este egală cu o treime durată a bazei) a impulsurilor radio ( a se vedea figura 1) În care numărul de impulsuri n \u003d 9 și durata pulsului t I \u003d 15 μs. Fig.2. Schimbați copii ale semnalului plicului Pentru valoarea de schimbare, aparținând decalajului de la zero la o treime din cauza pulsului, este necesar să se rezolve integrale: Rezolvarea acestui integral, obținem o expresie pentru petalele principale a ACF a acestei schimbări a cuprului semnalului: Pentru o aparține între o treime la două treia durată puls, obținem următorul integral: Rezolvarea ei, primim: Pentru T, aparținând decalajului de la două treimi durate puls la durata pulsului integral, are forma: Prin urmare, ca rezultat, avem: Luând în considerare proprietățile Simetriei (citirea) ACF (a se vedea introducerea) și relația care asociază un semnal radio ACF și o ACF a plicului său complex: În care, funcțiile primite au forma: Curând figura 3. Principala petală a ACF puls radio și plicul său este descrisă, adică. Când, ca urmare a unei schimbări a unei copii a semnalului, atunci când sunt implicate toate cele 9 impulsuri de pachete, adică. N \u003d 9. Se poate observa că pulsul radio ACF are o natură oscilantă, dar în centru este neapărat un maxim. Cu o schimbare suplimentară, numărul de impulsuri de semnal intersectare și copiile sale vor scădea cu unul și, în consecință, amplitudinea prin fiecare perioadă de urmărire T IP \u003d 89,286 μs. Prin urmare, în cele din urmă va arăta un ACF figura 4 ( 16 petale diferă de la principalele lucruri amplitudine) tractor ,
că în această imagine t \u003d t ip
.: Smochin. 3. ACF a petalei principale a pulsului radio și a plicului său Smochin. 4. ACF de ambalaje coerente dreptunghiulare ale impulsurilor radio trapezoidale Smochin. 5. Pachete de impulsuri radio. Pentru a calcula densitatea spectrală, folosim, ca în calculele ACF, funcțiile semnalului radio bogat ( a se vedea Fig.2), care arata: și transformarea Fourier pentru a obține funcții spectrale, care, ținând cont de limitele de integrare a impulsului N-Th, vor fi calculate prin formule: pentru plicul pulsului radio și: pentru impulsul radio, respectiv. Graficul acestei caracteristici este prezentat pe ( fig.5). cifra pentru claritate considerată o gamă diferită de frecvență Smochin. 6. Densitatea spectrală a semnalului de crăpare. Așa cum era de așteptat, maximul principal este situat în centru, adică. la frecvența w \u003d 0. Spectrul de energie este egal cu pătratul densității spectrale și, prin urmare, programul de spectru este ca pe ( figura 6) acestea. Foarte similar cu programul densității spectrale: Smochin. 7. Spectrul de energie al unui semnal radio. Tipul densității spectrale pentru semnalul radio va fi diferit, deoarece în loc de un maxim când W \u003d 0 va fi observat două maxime la W \u003d ± Wg, adică. Spectrul de impuls video (de echitatie un semnal radio) este transferat în zona de înaltă frecvență, cu o scădere a valorii absolute a maximului ( vezi figura 7). Tipul spectrului de energie al semnalului radio va fi, de asemenea, foarte asemănător cu punctul de vedere al densității spectrale a semnalului radio, adică Spectrul va fi, de asemenea, transferat în zona de înaltă frecvență, iar două maxime vor fi de asemenea observate ( vezi fig.8). Smochin. 8. Densitatea spectrală a pachetului de impulsuri radio. După cum știți, împreună cu un semnal util, zgomotul este adesea prezent și, prin urmare, cu un semnal util bun este uneori dificil de determinat dacă există un semnal util sau nu. Pentru primirea unui semnal schimbat în timp pe fundalul zgomotului alb Gaussian (zgomotul alb Gaussian "BGS" are o densitate uniformă de distribuție) N (t) adică yT) \u003d + N (t), raportul dintre adevăruri atunci când primirea unui semnal al unei forme cunoscute are forma: unde Nu. - Densitatea spectrală a zgomotului. Prin urmare, concluzionăm că procesarea optimă a datelor primite este esența corelației integrale Funcția obținută reprezintă operațiunea semnificativă care trebuie efectuată peste semnalul observat, astfel încât optimul (din poziția criteriului riscului de mijloc) să ia o decizie cu privire la prezența sau absența unui semnal util. Fără îndoială este faptul că această operație poate fi implementată de un filtru liniar. Într-adevăr, semnalul de la ieșirea filtrului cu o caracteristică a impulsului g (t) Are forma: După cum se poate vedea, atunci când efectuați condiția g (r - x) \u003d k
× s (r-
t) Aceste expresii sunt echivalente și apoi după înlocuire t \u003d r-x Primim: unde LA - Constant și la. - Timpul fix la care se observă semnalul de ieșire. Filtrați cu o astfel de caracteristică a impulsului g (t) ( Vezi mai sus) se numește convenită. Pentru a determina caracteristica impulsului, este necesar semnalul. S (t) schimb lA La stânga, adică Avem o funcție S (la + t), O functie S (la - t) Obțineți o imagine a imaginii oglinzii în raport cu axa coordonatelor, adică. Caracteristica pulsului filtrului convenit va fi egală cu semnalul de intrare și, în același timp, obținem raportul maxim de "zgomot semnal" la ieșirea filtrului convenit. Smochin. 10. Legătura de imagistică radio cu un plic dat. Pe intrarea formării impulsului radio cu un plic dat (vezi fig.9), semnalul semnalului rolei este dat (în cazul nostru trapezul). În legătura oscilatorului, se formează un semnal armonic cu o frecvență de transport WN (în cazul nostru 1,11 MHz), astfel încât la ieșirea acestei legături avem un semnal armonic cu o frecvență de WG. De la ieșirea legăturii oscilante, semnalul este alimentat la adder și pe linkul liniei de întârziere a semnalului pe Ti (în cazul nostru Ti \u003d 15 μs) și de la ieșirea linkului de întârziere, semnalul este dat Afișajul de fază (este necesar după capătul pulsului, nu exista semnal radio la ieșirea addatului după impuls). După inspectorul de fază, semnalul este alimentat și la adder. La ieșirea adderului, în cele din urmă, avem impulsuri radio trapezoidale cu frecvența WG de filmare radio, adică. Semnal g (t). Smochin. 11. Formarea unui pachet coerent. Intrarea legăturii de ambalaj coerente este dată un semnal G (t), care este un impuls radio trapezoidal (sau o secvență de impulsuri radio trapezoidale). Apoi, semnalul se duce la adder și unitatea de întârziere în care întârzierea de intrare este realizată în timpul perioadei impulsurilor din pachet Bacsis. Multiplusit la numărul de impuls minus unitate, adică. ( N-1) și de la ieșirea întârzierii din nou pe Adder .
Astfel, la ieșirea formării unui pachet coerent (adică la ieșirea adderului), avem un pachet coerent rectangular de impulsuri radio trapezoidale, care trebuiau să fie implementate. În cursul muncii, s-au efectuat calcule adecvate și au fost construite grafice pe ele, pot fi judecate cu complexitatea procesării semnalului. Pentru a simplifica, calculul matematic a fost efectuat de pachetele Mathcad 7.0 și MathCAD 8.0. Această lucrare este o parte necesară a cursului de formare, astfel încât elevii să aibă idei despre caracteristicile de utilizare a diferitelor semnale radio pulsate în radar, navigație radio și telemetrie radio și ar putea, de asemenea, să proiecteze filtrul optim, făcând astfel contribuția lor modestă la "lupta" pentru informație. wo.
- frecvența de umplere radio; w -
frecvență T, (
t) -
schimbarea timpului; Ti.
- durata impulsului radio; Bacsis.
- perioada de repetare a impulsurilor radio într-un pachet; N.
- numărul de impulsuri radio dintr-un pachet; t.
- timpul; 1. Baskakov S.I. "Lanțuri de inginerie radio și semnale: un manual pentru universități speciale." Ingineria radio ". - Al doilea ed., Pererab. si adauga. - M.: Mai mare. Shk., 1988 - 448 p.: Il. 2. "Analiza semnalelor radio și calculul caracteristicilor filtrelor coerente optime: orientări metodice pentru lucrările de curs pe cursul" Teoria semnalelor și lanțurilor de inginerie radio "/ Cybernichenko V.G., Dorinsky L.G., Sverdlovsk: UPI 1992.40 p. 3. "Dispozitive de amplificare": studii: beneficii pentru universități. - M.: Radio și comunicare, 1989. - 400 p.: Il. 4. Bukining M. "Noise în dispozitivele electronice și sisteme" / banda. din engleza - M.: Mir, 1986 Cursul numărul 5.
T.
eMA №2:
Transferarea mesajelor discrete Subiect de prelegere:
Semnale radio digitale și ale lor Pentru sistemele de transmisie de date, cerința de fiabilitate a informațiilor transmise este cea mai importantă. Acest lucru necesită controlul logic al proceselor de transfer și de recepție. Acest lucru devine posibil atunci când utilizați semnale digitale pentru transmiterea informațiilor într-o formă formalizată. Astfel de semnale permit unificarea bazei elementului și utilizarea codurilor corective care asigură o creștere semnificativă a imunității zgomotului. În prezent, așa-numitele canale de comunicare digitală sunt utilizate pentru a transmite mesaje discrete (date). Media de membru în canalele de comunicare digitală proeminentă semnale digitale sau semnale radio dacă sunt utilizate linii de comunicații radio. Parametrii informaționali în astfel de semnale sunt amplitudinea, frecvența și faza. Printre parametrii însoțiți, faza oscilației armonice ocupă un loc special. Dacă faza oscilației armonice de pe partea de primire este cunoscută cu precizie și este utilizată atunci când luați, atunci este luat în considerare un astfel de canal de comunicare coerent. ÎN non-coerentcanalul de comunicare al fazei de oscilație armonică pe partea de primire nu este cunoscut și se crede că este distribuit printr-o lege uniformă în intervalul de la 0 la 2
.
Procesul de transformare a mesajelor discrete în semnale digitale în timpul transmisiei și semnalelor digitale pentru a discrete mesaje la primirea este explicată în figura 2.1. Fig.2.1. Procesul de conversie a mesajelor discrete atunci când este transmis Acesta ia în considerare faptul că operațiile de bază pentru transformarea unui mesaj discret într-un semnal radio digital și invers respectă diagrama structurală generalizată a sistemului de transmisie a mesajelor discrete luate în considerare la ultima prelegere (prezentată în figura 3). Luați în considerare principalele tipuri de semnale radio digitale. Amplitudine manipulare (AMN).Exprimarea analitică a semnalului AMN pentru orice moment t. Are forma: s. AMN. (t,
) \u003d A. 0
(t.)
cos.(
t.
)
,
(2.1) unde A. 0
,
și
- amplitudinea, frecvența operatorului ciclic și faza inițială a semnalului radio AMN,
(t.) - semnal digital primar (parametru de informații discrete). Adesea a folosit o altă formă de înregistrare: s. 1
(t.)
=
0
pentru
=
0,
s. 2
(t.)
\u003d A. 0
cos.(
t.
) La fel de
=
1,
0
T.
T,(2.2) care este utilizat atunci când analizează semnalele AMN într-o perioadă de timp egală cu un interval de ceas T.. La fel de s.(t.)
=
0 ca.
=
0, semnalul AMN este adesea numit un semnal cu o pauză pasivă. Implementarea semnalului radio AMN este prezentată în Fig.2.2. Fig.2.2. Realizarea semnalului radio AMN Densitatea spectrală a semnalului AMN are o componentă continuă și discretă la frecvența oscilației purtătorului
. Componenta continuă este densitatea spectrală a semnalului digital transmis
(t.), transferat în zona de frecvență a transportatorului. Trebuie remarcat faptul că componenta discretă a densității spectrale are loc numai la faza de semnal inițial constantă
. În practică, de regulă, această condiție nu este efectuată, deoarece ca urmare a diferitelor factori destabilizatori, faza inițială a semnalului este variată aleator în timp, adică. este un proces aleatoriu
(t.) și distribuite uniform în interval [-
;
]. Prezența unor astfel de fluctuații de fază duce la componenta discretă "eroziune". Această caracteristică este, de asemenea, caracteristică altor tipuri de manipulare. Figura 2.3 prezintă densitatea spectrală a semnalului radio AMN. Fig.2.3. Densitatea spectrală a semnalului radio AMN cu aleatoriu, uniform distribuite în interval [-
;
] Faza inițială
Puterea medie a semnalului radio AMN este egală cu Pentru a forma un semnal radio AMN, un dispozitiv este utilizat, de obicei, pentru a schimba nivelul amplitudinii semnalului radio prin legea semnalului digital primar transmis.
(t.) (de exemplu, un modulator de amplitudine).
abstract
Introducere
(0.1)
si pentru t. \u003d 0 ACF devine energie egală de energie. ACF are cele mai simple proprietăți:
; (0.2)
unde ½. G.
(w.) ½ pătrată a modulului de densitate spectrală. Prin urmare, este posibil să se estimeze proprietățile de corelare ale semnalelor, pe baza distribuției energiei lor în spectru. Cu cât este mai largă banda de frecvență a semnalului, deja principala petală a funcției de autocorelare și semnalul mai perfect în ceea ce privește posibilitatea măsurării exacte a momentului său de pornire.
Calcularea unui ACF al unui semnal specificat
S3 (t)
S2 (t)
Perioada impulsurilor din pachet T IP este de 89.286 μs., Prin urmare, diversitatea q \u003d t ip / t i \u003d 5.952. Pentru a calcula ACF folosim formula ( 0.1)
și o reprezentare grafică a unei copii deplasate a semnalului pe exemplul unui impuls trapezoidal (plic). Pentru a face acest lucru, consultați figura 2. Pentru a calcula principala petală a unui semnal ACF ACF (trapeziu) Luați în considerare trei lacune: S1 (t)
Avem funcții pentru petalele principale ale unui plic ACF KO (T) al impulsului radio și a unui impuls radio ACF KS (T):
Calculul densității spectrale și a spectrului de energie
Calcularea reacției de impuls și a recomandărilor pentru construirea unui filtru coerent
La semnalul nostru de intrare pentru a construi un astfel de filtru, trebuie mai întâi să creați un link pentru formarea unui impuls trapezoidal al diagramei, care este descris pe ( fig.9).
Deoarece trebuie să obținem un pachet coerent de 9 impulsuri video trapezoid, atunci semnalul G (t) este necesar pentru a se supune legăturii formării un astfel de ambalaj de diagramă care este ca (figura 10):
Concluzie
Lista desemnării condiționate
Lista bibliografică
Caracteristici Introducere
2.1. Informații generale despre transferul de mesaje discrete
2.2. Caracteristicile semnalelor radio digitale
2.2.1. Semnale radio cu manipularea amplitudinii (AMN)
. Această putere este distribuită în mod egal între componentele continue și discrete ale densității spectrale. În consecință, în semnalul radio AMN la ponderea componentei continue, datorită transferului de informații utile, reprezintă doar jumătate din puterea transmițătorului radiat.
