Главная > Защита от радиопомех
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
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

7.2. АМПЛИТУДНАЯ СЕЛЕКЦИЯ

1. Селекция сигналов при ограничении их снизу

Этот вид селекции применяется в тех случаях, когда амплитуда полезного сигнала существенно превышает амплитуду помехи. Селекция осуществляется амплитудным селектором, представляющим собой ограничитель снизу или ждущий генератор импульсов. При использовании ограничителя снизу напряжение на его выходе появляется только в том случае, когда входное напряжение превышает уровень ограничения

Характеристика ограничителя а также его входное и выходное напряжения показаны на рис. 7.13, а, б, в.

Рис. 7.13.

Рис. 7.14.

Применительно к высокочастотным сигналам подобную селекцию можно назвать селекцией при ограничении по минимуму. Применяя раздельное ограничение высокочастотных колебаний снизу и сверху и затем суммируя выходные напряжения ограничителей, можно «вырезать» все те значения входного напряжения, которые характеризуются соотношением

Соответствующая функциональная схема селектирующего устройства изображена на рис. 7.14. Входное напряжение , характеристика ограничителя сверху напряжение на выходе этого ограничителя характеристика ограничителя снизу выходное напряжение ограничителя снизу наконец, переменная составляющая

Рис. 7.15,

суммарного напряжения на выходе схемы селекции представлены на позициях а, б, в, г, д, е рис. 7.15.

При использовании ждущего генератора импульсов, например мультивибратора или блокинг-генератора, в качестве селектора пороговый уровень представляет собой запирающее напряжение (напряжение смещения). Превышение входным напряжением порогового уровня приводит в данном случае к образованию стандартного импульса напряжения с заданными значениями амплитуды и длительности.

2. Селекция импульсов по уровню

Селекция такого вида целесообразна в тех случаях, когда амплитуда полезных сигналов существенно меньше амплитуды помехи либо амплитуда полезных сигналов колеблется вблизи какого-то уровня.

Можно выделить импульсы напряжения, амплитуда которых меньше заданного порогового уровня на выход селектора проходят сигналы, для которых выполняется условие

Для селекции импульсов малой амплитуды совместно используются ограничитель снизу и логическая схема запрещения (ЗАПРЕТ). Функциональная схема селектирующего устройства изображена на рис. Через ограничитель снизу проходят те импульсы, амплитуда которых превышает пороговый уровень. С выхода ограничителя импульсы напряжения с амплитудой поступают к запрещающему входу схемы ЗАПРЕТ. Ко второму входу этой схемы (информационному) подводят входное напряжение. Импульсное напряжение передается с информационного входа на выход схемы ЗАПРЕТ только в том случае, когда отсутствует напряжение на ее запрещающем входе. Следовательно, на выход схемы ЗАПРЕТ в селекторе, изображенном на рис. 7.16, пройдут только те импульсные сигналы, для которых справедливо соотношение

Можно использовать селектирующее устройство, которое пропускает только такие импульсные сигналы, амплитуда которых не выходит из заданных границ:

Функциональная схема подобного селектора изображена на рис. 7.17. Входные импульсы напряжения

Рис. 7.16.

Рис. 7.17.

пропускаются через два ограничителя снизу, имеющие уровни ограничения С выходов первого и второго ограничителей напряжения с амплитудами подводятся к информационному и запрещающему входам схемы ЗАПРЕТ. Если то импульсы не проходят через селектор, так как нет напряжения на информационном входе схемы ЗАПРЕТ. При импульсы также не проходят, поскольку имеется напряжение на запрещающем входе. Только при на информационном входе схемы ЗАПРЕТ появляется напряжение, а на ее запрещающем входе оно отсутствует.

3. Накопление

Метод накопления представляет собой частный случай метода согласованной фильтрации, при которой обеспечивается максимальное отношение мощностей полезного сигнала и помехи, если последняя является белым шумом. При согласованной фильтрации передаточная функция фильтра с точностью до постоянного множителя и постоянной задержки является комплексно-сопряженной со спектром полезного сигнала. В то же время метод накопления независимо от формы полезного сигнала реализуется с помощью сумматора или интегратора, именуемых накопителями.

Сущность метода накопления при использовании сумматора сводится к тому, что в течение заданного времени в смеси сигнала и помехи берется заранее установленное количество отчетов. Значения в точках отсчета суммируются, а затем на основании суммарного сигнала решающее (пороговое) устройство дает ответ о наличии или отсутствии полезного сигнала в смеси

Когда применяется интегратор, на решающее устройство поступает сигнал, пропорциональный

Задача накопителя заключается в улучшении условий обнаружения полезного сигнала, поступающего на вход приемника вместе с помехами. Достаточно действенным накопление оказывается в тех случаях, когда помеха является аддитивным широкополосным шумом, и может применяться в радиоэлектронных устройствах самого различного назначения.

Для иллюстрации возможностей метода накопления рассмотрим прежде всего задачу обнаружения видеоимпульсов с неизменной амплитудой действующих вместе с белым шумом При этом предполагается, что интервалы между соседними периодически следующими импульсами превышают время корреляции помех, а в накопителе используется сумматор.

Если накопитель реагирует на выходных импульсов, то сигнал на выходе сумматора равен

где — значение функции в момент времени соответствующий фиксации амплитуды импульса. Напряжения и характеризуют полезный сигнал и помеху при решении вопроса о наличии сигнала в принимаемой смеси

Так как случайные величины взаимно не коррелированы, то при нулевом математическом ожидании функции которая считается стационарной, дисперсия помехи определяется следующей формулой:

Здесь дисперсия случайной функции Тогда

отношение квадрата амплитуды которую имеет полезный сигнал, к дисперсии оказывается равным

Если бы накопления не было, то отношение квадрата амплитуды к дисперсии помех составило

Следовательно,

Отсюда следует, что накопление улучшает отношение мощностей сигнала и помехи в раз и соответственно увеличивается вероятность того, что полезный сигнал будет обнаружен.

Наличие взаимной корреляции между Де лает отношение равным не а меньшей величине. Действительно, в этом случае дисперсия равна

где символ характеризует операцию статистического усреднения.

Если обозначить произведение любой пары значений функции отсчитываемых через I периодов то получим

Здесь второй смешанный центральный момент для случайных величин Поэтому

где коэффициент корреляции случайных величин

В связи с тем, что находим

Из этой формулы, где , следует, что при

наличии корреляции между значениями функции в моменты ее отсчета, когда отношение меньше, чем при отсутствии корреляции. Если, например, корреляционную связь достаточно учитывать лишь в течение времени то В этих условиях и при достаточно большом получается приближенное равенство вследствие чего

Данное соотношение показывает, что с ростом отношение уменьшается и при становится в три раза меньше, чем при

Если полезный сигнал характеризуется непрерывной функцией времени то в состав накопителя вместо сумматора включается интегратор. Пусть а интегратор вычисляет усредненное за время значение функции Выходное напряжение такого интегратора равно

Дисперсия помеховой составляющей

с нулевым математическим ожиданием определяется следующей формулой:

но корреляционная функция помехи.

Введя переменную интегрирования получим

Функция четная и поэтому максимум величины С будет при . Следовательно,

При сравнительно большом интервале когда на краях этого интервала функция мала по сравнению с пределы интегрирования и можно заменить на соответственно. Тогда

где интервал корреляции.

Возвращаясь к соотношению (7.2.2), получаем

Так как квадрат полезного напряжения равен

Если бы накопитель отсутствовал, то

Сравнивая между собой соотношения (7.2.1) и (7.2.3), видим, что в (7.2.1) роль играет число некоррелированных значений помехи на интервале Это означает, что сумматор и интегратор приводят к одинаковому ослаблению помех. Однако технически интегрирование часто осуществляется проще, чем суммирование.

Наряду с одиночными периодически следующими импульсами и непрерывными сигналами, часто используются кодовые группы импульсов.

В радиотехнических устройствах с сигналами последнего типа также возможно применение накопителей Так, например, известны устройства с накопителями, принимающие решения по принципу большинства. Сущность этого принципа состоит в том, что одна и та же кодовая комбинация дублируется, т.е. передается раз. В приемнике производится разделение элементарных сигналов кодовой комбинации по отдельным цепям и в каждой цепи производится подсчет числа нулей и единиц для данной позиции кода. Если после подсчета число нулей будет больше количества единиц, то принимается решение о том, что на данной позиции кода передавался нуль. В случае превышения числа единиц над количеством нулей фиксируется единица. Анализ показывает, что принятие решения о наличии или отсутствии сигнала по принципу большинства обеспечивает уменьшение вероятности ошибочного приема при сильных маскирующих импульсных помехах.

При связи с помощью сигналов, соответствующих тем или иным кодовым комбинациям, возможно также когерентное (додетекторное) и некогерентное (последетекторное) накопления импульсов, характеризующих каждую из позиций кода. В таких условиях использование -значного кода требует в приемнике накопителей, а выигрыш в помехоустойчивости определяется формулами (7.2.1) или (7.2.3) в зависимости от того, применяются ли сумматоры или интеграторы.

Напряжение вырабатываемое сумматором, можно получить не только суммированием сигналов, возникающих или отсчитываемых в разные моменты времени. Оно может быть образовано и в результате суммирования напряжений, формируемых одновременно независимыми каналами одного многоканального радиотехнического устройства или несколькими аналогичными радиотехническими устройствами, предназначенными для передачи одного и того же сообщения.

Многоканальные устройства, обеспечивающие одновременную передачу одинаковых сообщений, строятся в соответствии с принципом частотной или кодовой селекции сигналов.

В то же время, суммирование периодически следующих импульсов достигается в импульсных РЛС и в многоканальных радиотехнических устройствах с временной или кодовой селекцией сигналов при передаче по каждому каналу одного и того же сообщения. При этом в устройствах с кодовой селекцией отдельные кодовые комбинации должны передаваться последовательно во времени.

Из всего сказанного выше следует, что увеличение отношения сигнал/помеха при методе накопления достигается увеличением времени, в течение которого принимается решение о наличии полезного сигнала или за счет расширения полосы пропускания радиотехнического устройства. Расширение полосы пропускания требуется, в частности, при использовании многоканальных радиолиний с частотным разделением каналов.

1
Оглавление
email@scask.ru