Материал: Радиоприемные устройства учебник.

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Здесь равенство, соответствующее максимальному значению колеба ния г (/) для произвольного t, возможно только для функций

{X	\
^ k B(т,	о) х(а) ехр (ав а) do\| ,	(13.2)
о	J

где Сг — произвольная постоянная величина.

Условия работы детектора в радиоприемных устройствах различ ного назначения существенно улучшаются, если интенсивность при нимаемого радиосигнала на его входе увеличивается. Из (13.2) и не равенства Буняковского — Шварца следует, что максимальное зна чение интенсивности колебания на входе детектора для произ

вольного	t возможно	только	для	таких колебаний	л(о) — s(o)
и функции	кв(т, о), которые связаны			равенством
		s (о) =	C2k B (т, а),		(13.3)
где С2 — произвольная		постоянная величина.

Выражения (13.2), (13.3) определяют условия согласования пара метров низкочастотных и высокочастотных цепей приемника с пара метрами принимаемого радиосигнала. Важное отличие в этих усло виях связано с тем, что при согласовании низкочастотных цепей прием ника необходимо учитывать результат согласования его высокочастот ных цепей и характеристики детектора. Другими словами, при вы полнении условий согласования (13.2) и (13.3) должно выполняться равенство

ku(*, т) = Сг Д \|с 2 ^ k%(т,	а) ехр (ав а) daI .	(13.4)
I о	J

Условия согласования (13.3) и (13.4) имеют некоторые особенности. Исследовать эти особенности удобнее для более простого выражения (13.3). Из него следует, что форма колебаний, согласованных с радио технической цепью на основании требования максимизации мгновен ных значений колебания на ее выходе, должна зависеть от момента наблюдения этого колебания. В различных радиотехнических систе мах обычно используют радиосигналы, в структуре которых такая зависимость отсутствует, т. е.

	т
V ( CT) = C2	^ bv uv (o),	(13.5)
	V—1
где hv (о) — некоторые функции	времени; bv — постоянные	вели

чины. Используя свойства импульсных характеристик [2J, выраже ние (13.3) можно записать в виде

П	(13.6)
s (о) С2 ^ fv (т) wv (а),

v= I

rA<t /v СО. -(о) - некоторые функции времени.

Поэтому линейная радиотехническая цепь оказывается согласован ной с сигналами (13.5) по услбййю (13.3), если

o)v (о) = «у (о)	при v — 1, 2, ....	т =~ п	(13.7)
и то только тогда, когда система уравнений
Д- (т) = bv	(v = 1, 2....... т =	п)	(13.8)

для моментов времени х — t0 имеет решение. В этом случае на основа

нии (13.5), (13.7) и (13.8)	колебание у (t) на выходе высокочастотных
цепей приемника в моменты времени t0будет равно
'о
«/маис ( М = S k* V°> Т) V	(Т) еХР	Т) d% = 7 " ( еаВ " dE (Т)' ( 13 9)

При выводе (13.9) использовано выражение для энергии колебаний

(13.5) на интервале наблюдения [0,	/1:
£ ( / ) slcdx = С \|$	2 bv MV(т) dx.	(13.10)
ОLV — 1

Аналогично можно показать, что условие согласования (13.4) мо жет быть также реализовано только для определенных моментов вре мени из интервала наблюдения.

Рассмотренные условия согласования базируются на априорных сведениях о характеристиках ожидаемых радиосигналов. В объеме, необходимом для точной реализации условий (13.3), (13.4), такие сведения, как правило, отсутствуют, поэтому практически выполнит!) эти условия удается лишь с некоторой точностью. О б ы ч н о в р а д и о п р и е м н ы х у с т р о й с т в а х р а з л и ч н о г о н а з н а ч е ния с о г л а с о в ы в а ю т в е л и ч и н ы п о л о с п р о п у с к а н и я в ы с о к о ч а с т о т н ы х и н и з к о ч а с т о т н ы х ц е пе й с ш и р и

ной	с п е к т р о в	п р и н и м а е м о г о р а д и о с и г н а л а и к о л е б а
ния	на выходе	д е т е к т о р а . Такой способ согласования приво

дит к некоторым энергетическим потерям при приеме радиосигналов. Эти потери не всегда допустимы, поэтому, например в радиолока ционных приемниках, условия (13.3) и (13.4) стараются выполнить возможно точнее.

Очень часто на входе приемника вместе с ожидаемым радиосигна

лом действует аддитивная помеха р (/), т. е.
* (0 = sPo (0 + р (0.	(13.11)

В этих условиях большое значение приобретают требования к помехо устойчивости радиоприема. Выполнение этих требований нередко пред ставляет собой сложную задачу. В значительной степени это обуслов лено отсутствием априорных сведений о характеристиках возможных помех на входе приемника. При отсутствии априорных сведений о ха-

рактерпстиках р (() оказывается, что повышение помехоустойчивости также связано с увеличением точности технической реализации усло вии (13.3) и (13.4).

При действии аддитивных помех помехоустойчивость различных радиоприемных устройств существенно зависит от выполнения усло вий согласования в высокочастотных цепях приемников. Рассмотрим, как связаны эти условия с характеристиками помехоустойчивости.

Если аддитивная помеха в (13.11) является реализацией некоторого случайного процесса, то в качестве количественной характеристики помехоустойчивости можно использовать величину отношения снгпал/шум па выходе цепи. Наиболее просто могут быть выполнены вы числения для помехи типа гауссовского «белого» шума с пулевым сред ним значением, которая может быть охарактеризована спектральной плотностью О0. В этом случае выходное колебание линейной цепи пред ставляет собой гауссовский случайный процесс, для определения ха рактеристик которого в моменты г(1достаточно вычислить его среднее значение и дисперсию. Среднее значение определяется выражением

(13.9), а дисперсия	может быть найдена по	известной формуле 121
	' ol - О., ^ k\ (/, т) е2а'<1dx.
	о
Для моментов / =	( 0 с учетом (13.6) — (13.8)	и (13.10) получим
	о1=--Щг[ега«х с1Е{т).	(13.12)
	а .

Тогда отношение сигнал/шум на выходе цепи можно определить по формуле

		/4) а	т	1
	Умакс	f е в		dE (т)
D	Умакс	Jo______________			(13.13)
D	ч				(13.13)
	ч	6'„ ( е2а"%с1Е(т)
	О и	6'„ ( е2а"%с1Е(т)

Используя неравенство Буняковского — Шварца для оценки величи ны числителя в выражении (13.13), получаем

( dE (х) J e2u,,T dE (х)

°			(13.14)
2cf	т	б<)
Gu \ е	« T	d E ( T )
о
Равенство в (13.14), т. е. максимальная величина D =			D 0, возможно
только при условии
аит = С,			(13.15)

где С — некоторая постоянная величина.

495

Это условие эквивалентно сужению полосы пропускания радио технической цепи в процессе приема радиосигналов.

В § 12.3 было показано, что величина D 0 характеризует помехо устойчивость устройств, вычисляющих величину корреляционного интеграла в (12.4). При использовании таких устройств в составе прием ников различного назначения величина D 0, как это следует из (13.14), зависит только от энергии сигнала и спектральной плотности шума, поэтому несущественно, какую форму имеет сигнал: импульсный он или непрерывный, с модуляцией или без нее. Этот вывод справедлив при действии аддитивных помех типа «белого» шума. Помехи такого типа являются математической идеализацией. К практическим зада чам радиоприема ближе модель в виде помехи на входе цепи с конеч ной мощностью Р иоы, со спектром, равномерно распределенным в поло се частот сигнала г. Тогда спектральная плотность помехи записывает ся как Gn0M = PuoJf- Средняя мощность сигнала, имеющего дли тельность Т и энергию Е, равна Р с = Е!Т. Поэтому выражение (13.14) можно представить в виде D0 = D BXTF. Эта формула показывает, что увеличение отношения снгнал/шум на выходе рассматриваемого устройства по сравнению с отношением на его входе пропорционально величине В = TF, которая называется базой сигнала. Величина базы характеризует сложность структуры радиосигналов. Чем больше база сложного сигнала, тем при меньшем отношении сигнал/шум на входе устройства можно обеспечить требуемое отношение сигнал/шум на его

выходе.	Например, пусть требуется обеспечить D 0 — 10приПвх =
= 0,1.	Это возможно при использовании линейной радиотехнической

цепи, параметры которой согласованы по условиям (13.7), (13.8) и (13.15) с радиосигналом (13.5), база которого: В = TF — DJD BX —

= 100.

Таким образом, применение линейных радиотехнических цепей, параметры которых согласованы с ожидаемым радиосигналом (13.5) по условиям (13.7), (13.8) и (13.15), позволяет получить режим работы устройств, при котором осуществляется корреляционная обработка радиосигналов.

Требование упрощения технической реализации радиотехниче ских цепей, согласованных с ожидаемым радиосигналом, обычно связа но с отказом от выполнения условия (13.15). В этом случае качество обработки радиосигналов при наличии аддитивных флюктуационных помех ухудшается. Оно может быть охарактеризовано величиной от

ношения D!Dq, которая на основании		(13.13) и (13.14) будет равна
D_	to
	$ е“и х dE (т)	(13.16)

Do о

Из (13.14) следует, что эта величина оказывается меньше единицы. Ухудшение качества обработки радиосигналов в рассматриваемом случае связано с рассеиванием части энергии принимаемых сигналов в виде тепла на резистивных сопротивлениях цепи. В теории корреля ционной обработки радиосигналов такие потери не учитываются, поэтому энергия принимаемых сигналов в корреляционном фильтре

4 QQ

' ''

‘

rtN l i / . '! И { у ;((.» : ■/'Л jf —

И fi /'Opt* .

может накапливаться сколь угодно долго, в то время как в реальном фильтре накопление происходит до момента /лг1/П, где П — полоса пропускания фильтра.

Следует отметить, что формулы (13.12), (13.13) записаны в пред положении одновременного начала действия сигнала и шума на входе линейной радиотехнической цепи с постоянными или переменными параметрами. Это предположение равносильно введению в приемник стробирования, т. е. управления моментом подключения цепи к ис точнику шума.

В общем случае величина (13.16) зависит от этого момента. На рис, 13.1 для сигналов с постоянной мощностью приведены графики


завксимости		D!D0 (aBt 0,		t j t 0),		причем
tx — величина			интервала времени от начала
стробирования			до момента	времени t = 0 —
начала действия радиосигнала. Из						анализа
графиков на рис. 13.1 следует, что при введе
нии стробирования отношение сигнал/шум на
выходе радиотехнической цепи возрастает,
хотя и остается			меньше, чем на выходе кор
реляционного фильтра. Улучшение отноше
ния сигнал/шум при стробировании объяс
няется	тем,	что при значениях / ь меньших
времени	установления колебаний в контуре,
нестационарный			выходной	шум	за	время
t x+ t 0 не успевает нарасти до стационарного							Рис. 13.1
значения,		получающегося		в	отсутствие

стробирования.

Стробирование достаточно широко применяют в радиолокационных приемниках при приеме импульсных сигналов, отраженных от цели, находящейся на заданном расстоянии от радиолокатора. Однако в боль шинстве случаев радиоприема момент прихода радиосигнала неизвес тен, поэтому осуществить операцию стробирования в приемнике не удается. В этих случаях при приеме импульсных сигналов выбирают соотношение между полосой пропускания и длительностью импульса, соответствующее величине D/D0= D/D0| макс. Например, из графика на рис. 13.1 при отсутствии стробирования (tx/ t 0 = оо) находим опти мальное значение параметра a Bt„ — 1,25, при котором отношение сиг нал/шум в конце импульса достигает максимального значения DID о| маис = 0,91, т. е. при таком согласовании параметров цепи с па раметрами радиоимпульса потери в отношении сигнал/шум на выходе не превышают 10%. Влияние флюктуационных помех на прием им пульсных радиосигналов было исследовано В. И Сифоровым 181.

Таким образом, в тех случаях, когда на входе действует аддитив ная помеха типа «белого» шума, применение линейных радиотехни ческих цепей в радиоприемных устройствах различного назначения позволяет реализовать режим работы, близкий к режиму корреляцион ной обработки радиосигналов. При этом выбор линейных цепей с по стоянными или переменными параметрами определяется величиной

базы сигнала В. При приеме сигналов с базой В	100 широкое при-
17 Зак. 304	4 9 7

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/155587

Смотрите также:







Изложение содержания дела, по которому приняты судебные постановления
_-___-~1
_1-тема-СтрМетал
_10_Эмиль Золя для эл версии