Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
14.1. Применение статистических понятий в вопросах радиосвязи и радиолокацииПрименимость статистики к вопросам конструирования радиоприемных устройств систем радиосвязи и радиолокации мы проиллюстрируем двумя примерами. В качестве первого примера рассмотрим систему «телетайп» быстродействующей телеграфной радиосвязи, работающей, скажем, с частотной манипуляцией на частотах 5 и 15 мггц на расстоянии
где
и где и небольшими допплеровыми изменениями частот. Тогда при передаче сигнала
где Задача радиоприемного устройства состоит в том, чтобы для каждого интервала времени Даже не изучая проблему детально, можно сделать следующие замечания. Если наибольшая разность между временами запаздывания В такой ситуации, если доступна какая-либо информация об С одним приемником мало что можно сделать для борьбы с федингом, обусловленным распространением радиоволн по различным траекториям; тем не менее некоторые возможности противодействия федингу известны. Одной из таких возможностей является одновременная работа на двух несущих частотах, т. е. использование так называемого разноса по частоте. При этом сочетание длин траекторий распространения, вызвавшее пропадание сигнала на волне одной длины, скорее всего не приведет к тому же самому на волне другой длины. Такое построение линии связи требует применения двух приемников, и решение находится сопоставлением данных, полученных от обоих приемников. При этом возникает статистическая задача о том, с какими весами должна быть использована информация, поступающая от каждого из приемников.
Фиг. 14.1. Сигнал, излучаемый импульсным радиолокатором. В качестве второго примера рассмотрим импульсную радиолокационную систему, работающую остронаправленным лучом и предназначенную для обнаружения кораблей в море. Несущая частота составляет, скажем, несколько тысяч мегагерц, а длительность импульсов — несколько микросекунд. Если модулирующий сигнал
Сигнал, излучаемый в некотором фиксированном направлении, возрастает до максимума, когда вращающаяся антенна поворачивается в этом направлении, и затем, при дальнейшем вращении антенны, падает до нуля. Это приводит ко второй, относительно медленной модуляции сигнала. Пусть имеет вид
Если излученная энергия отражается от неподвижного объекта, находящегося на расстоянии
где с — скорость распространения,
где
Если в то же самое время импульсы радиолокатора облучают другие отражающие объекты или имеется волнение на море, то одновременно с сигналом, отраженным от основного объекта и описываемым выражением (14.3), на вход приемного устройства поступают и другие сигналы той же формы, что и первое слагаемое в (14.3). Волнение на море приводит к суперпозиции очень большого числа таких слагаемых, каждое из которых имеет относительно малую амплитуду. Обычное назначение радиолокатора состоит в том, чтобы констатировать присутствие объекта и определить его положение по дальности и азимуту. Данными, имеющимися в приемном устройстве, являются сигналы, частично искаженные случайным шумом и, быть может, отражениями от волнующегося моря, которые также являются случайными. Таким образом, решение должно быть принято на основе статистических данных; и если принято решение о наличии объекта, то дальность до него и азимут должны быть оценены также на основе статистических данных. Встает вопрос о том, как наилучшим образом использовать информацию о статистической природе шума и морского волнения, а также о структуре сигнала с тем, чтобы сделать обнаружение объекта и определение его местоположения по возможности уверенно и точно. Конечно, в радиосвязи и радиолокации мы сталкиваемся с самыми различными сигналами и самыми различными видами случайных возмущений их. Общим для всех случаев является, однако, наличие дополнительного гауссовского шума, обусловленного тепловыми явлениями. Так как часто только аддитивный гауссовский шум является заметной случайной помехой, то значительное внимание было уделено решению задачи об обнаружении и выделении полезного сигнала для случая, когда принятым сигналом является сумма переданного сигнала (или кратной ему величины) и гауссовского шума. Вообще говоря, наличие каких-либо случайных искажений, отличных от аддитивного гауссовского шума, очень усложняет задачу. Иногда бывает, что сигнал в приемнике совершенно искажен, «перепутан», например, из-за распространения по нескольким траекториям, но тем не менее достаточно силен, чтобы можно было не принимать во внимание тепловой шум. В таких случаях задача приема сигнала может быть по существу дела задачей статистической, но может и не быть ею. Пусть, например, при дальней быстродействующей телеграфной радиосвязи с частотной манипуляцией мы идеализируем ситуацию, предположив, что гауссовский шум отсутствует, но условия распространения таковы, что принятый сигнал мог возникнуть только из одного из двух возможных передаваемых сигналов. При этом никакой неопределенности в решении вопроса о том, передана ли посылка или пауза, не возникает. Возможная неопределенность на приемном конце линии связи, работающей алфавитом, состоящим из двух букв, символически изображена на фиг. 14.2. Диаграмма 14.2, а показывает, что передаваемый сигнал может быть принято правильное решение. В случае, изображенном на фиг. 14.2, в, некоторая часть возможных на приемном конце сигналов, а в случае, изображенном на фиг. 14.2, г, - все возможные сигналы могут возникнуть как из
Фиг. 14.2. Различные ситуации в гриемном устройстве. Всегда в этом последнем случае и иногда в предыдущем для того, чтобы определить на приемном конце после приема сигнала, был ли передан сигнал
|
1 |
Оглавление
|