Название: Радиопомехи и помехоустойчивый прием - Методические указания (А.В. Киселев)

Жанр: Технические

Просмотров: 1090


1.1.  предварительная подготовка к работе

 

Лабораторная работа охватывает материал, входящий в разделы «Активные радиопомехи естественного происхождения», «Индустриальные помехи» и «Взаимные радиопомехи». При подготовке к работе необходимо усвоить следующие вопросы: природа возникновения, основные свойства и характеристики изучаемых помех.

 

Контрольные вопросы

 

1. Активные радиопомехи естественного происхождения. Шумы атмосферы. Тепловые шумы Земли. Шумы космоса. Помехи от грозовых разрядов. Основные свойства этих помех.

2. Индустриальные помехи. Основные виды. Классификация. Основные характеристики.

3. Взаимные радиопомехи. Побочные излучения радиопередающих средств. Меры борьбы с ними. Внеполосные излучения радиопередающих средств. Меры борьбы с ними. НПИ и ШПИ.

 

1.2. Экспериментальная часть работы

 

1.2.1. Описание схемы лабораторной установки

 

Лабораторный макет реализован в виде программного обеспечения. Влияние сигналов и помех на радиоприемное устройство оценивается с помощью цифрового имитационного моделирования.

Используется символически комплексная форма представления сигналов и помех. Частоты и амплитуды нормированы (рабочая частота приемника равна единице, задание и измерение амплитуд осуществляются в относительных единицах).

В данной лабораторной работе рассматриваются два вида сигналов (непрерывное гармоническое колебание и радиоимпульс) и три вида помех (белый гауссовский шум, радиоимпульс с прямоугольной огибающей и импульсная индустриальная помеха).

Отсчеты непрерывного гармонического колебания:

,

где A и f – амплитуда и частота колебания; n – номер текущего отсчета; N – количество отсчетов на период.

Радиоимпульс представляет непрерывное гармоническое колебание, промодулированное прямоугольным импульсом, задержанным на Nz отсчетов и длительностью Ni отсчетов. Фактически колебание начинается на Nz-м отсчете и продолжается Ni отсчетов. Радиоимпульсы сигнала и помехи отличаются частотой (f) и задержкой (Nz).

Модель белого шума представлена суммой отсчетов синфазной и квадратурной компонент, каждая из которых является некоррелированным нормальным случайным процессом с заданным среднеквадратическим отклонением s (СКО).

Импульсная индустриальная помеха – это белый шум, прошедший пороговую обработку (отдельно для синфазной и квадратурной компонент). Для синфазной (квадратурной) компоненты отсчет равен самому себе, если он выше порога (в данной работе 2,5s) и нулю в противном случае.

Моделируемый радиоприемник состоит из входной цепи (ВЦ), усилителя высокой частоты (УВЧ), смесителя (СМ), гетеродина (Г), фильтра сосредоточенной селекции (ФСС), двух усилителей промежуточной частоты – УПЧ1 и УПЧ2, детектора (Д), а также фильтра низкой частоты (ФНЧ) и обнаружителя (О). Структурная схема радиоприемника изображена на рис. 1.1.

Предполагается, что блоки радиоприемника идеально развязаны,

т. е. не влияют друг на друга.

 

 

Рис. 1.1. Структурная схема радиоприемника

 

Прохождение совокупности сигналов и помех через входную цепь моделируется следующим образом. Отсчеты колебания, поступающие на вход ВЦ, подвергаются преобразованию Фурье. Полученный спектр умножается на модуль коэффициента передачи входной цепи, результатом чего становится выходной спектр. Отсчеты выходного колебания ВЦ находят как обратное преобразование Фурье спектра на выходе входной цепи. Входная цепь, как и весь радиоприемник, настроена на частоту f = 1.

Моделирование прохождения колебаний через УРЧ осуществляется согласно

,

где K0 – коэффициент передачи УРЧ;  и – n-е отсчеты колебаний на выходе и входе УРЧ.

Как видно из этого выражения, УРЧ в данном случае представляет апериодический усилитель с амплитудным ограничением больших сигналов.

Смеситель в данном макете имеет виртуальный характер. Промежуточная частота на его выходе выбрана равной входной частоте

(f = 1). Дополнительные каналы приема при этом не образуются и не моделируются.

Прохождение совокупности сигналов и помех через ФСС моделируется так же, как и через входную цепь за исключением того, что полоса пропускания ФСС существенно меньше.

УПЧ1 – это усилитель у которого коэффициент усиления регулируется АРУ вперед. Прохождение колебаний через УПЧ1 моделируется согласно

,

где KУПЧ1 – коэффициент передачи УПЧ1;  – крутизна регулировки АРУ;  – среднеарифметическое n отсчетов колебания на входе УПЧ1.

Моделирование прохождения колебаний через УПЧ2 осуществляется так же, как и через УРЧ.

Детектор вычисляет модуль входного сигнала. Для этого отсчеты выходного колебания детектора находят как корень квадратный из суммы квадратов синфазной и квадратурной компонент, составляю-щих входного колебания.

ФНЧ реализуется вычислением среднего значения Naver предыдущих отсчетов (фактически вычисляется среднеарифметическое значение).

В блоке обнаружителя отсчеты совокупности сигналов и помех квантуются на два уровня: «1» в случае превышения порога и «0» в противном случае.