6.4. АНАЛИЗ МЕШАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ЧМ—ТВ СИГНАЛА С ДИСПЕРСИЕЙ

Для уменьшения мешающего действия сигналов спутниковых систем на системы связи, работающие в той же полосе частот, применяется рассеивание энергии передаваемых сигналов с помощью дисперсии. Наиболее чувствительными к помехам оказываются системы передачи типа ОКН.

Наибольшую опасность для таких систем представляет мешающий ТВ-ЧМ сигнал при его модуляции только сигналом дисперсии. Вопросам расчета допустимого уровня помех на системы ОКН посвящены работы также Отчет № 384-2 МККР [107]. В [102] расчет влияния помех проводился в предположении медленного сигнала дисперсии (с частотой кадров), в [104] — по экспериментальным данным.

Рассмотрим воздействие ЧМ сигнала, модулированного напряжением дисперсии, на приемник ФМ сигнала. В качестве сигнала дисперсии, как правило, используется треугольное (рис. 6.9, а) или пилообразное (рис. 6.9, б) напряжение. Обозначим размах девиации, обусловленный сигналом дисперсии, через А, а индекс модуляции где частота сигнала дисперсии. При большом индексе модуляции спектр сигнала является дискретным и равномерным в полосе А (рис. 6.10, а). В полосу приемника ФМ сигнала с шириной В при попадает ограниченнее число дискретных компонентов ЧМ сигнала с дисперсией (рис. 6.10, б), и огибающая помехи на выходе фильтра будет иметь непрерывный характер. Проанализируем вероятность ошибки в дискретном канале на примере передачи сигналов ФМ-2. Как будет показано в дальнейшем, такой анализ справедлив и для сигналов ФМ-4. Предполагается, что приемный фильтр — идеальный с полосой пропускания В.

Допустим, что частота повторения сигнала дисперсии больше полосы пропускания приемника, т. е. Тогда в полосу приемного фильтра может попасть не более одного

Рис. 6.9. Форма сигнала дисперсии

Рис. 6.10. Спектр ЧМ сигнала с дисперсией

спектрального компонента с уровнем где уровень компонента, уровень ЧМ помехи с дисперсией на входе приемного фильтра, число спектральных компонентов помехи. Напряжение на выходе фильтра При когерентном детектировании напряжение на выходе фазового детектора приемника Это выражение совпадает с выражением (6.1), и для оценки можно воспользоваться соответствующими формулами (6.5) и (6.6).

Если частота дисперсии то в полосу приемника могут попасть уже два спектральных компонента с разносом, равным частоте дисперсии. При дальнейшем уменьшении частоты дисперсии в полосу приемника попадут три компоненты и т. д. Для оценки можно использовать формулы (6.9) и (6.10). При числе компонентов больше четырех следует учитывать фазовые соотношения между отдельными спектральными составляющими, что представляет весьма сложную задачу (формула (6.9) получена в предположении независимости фаз Поэтому оценим при низкой дисперсии соотношением [102]:

Здесь вероятность ошибки при попадании мгновенной частоты помехи в полосу ФМ приемника; вероятность этого события; вероятность ошибки при отсутствии помех. Согласно данным работы [104] формула (6.16) применима при

На основании этих соображений в [103] дан расчет допустимого уровня помехи при следующем предположении. Уровень помехи считается допустимым, если увеличивается со значения в отсутствие помехи до при ее наличии. На рис. 6.11 представлена зависимость (кривая 1) от частоты сигнала дисперсии при девиации дисперсии и полосе приемного фильтра . На том же рисунке (прямая 2) представлена гауссовская аппроксимация действия помехи, при этом считалось, что ее мощность в полосе приемного фильтра равна Из приведенных зависимостей следует, что существует оптимальная частота дисперсии, лежащая в диапазоне , и разность в допустимом уровне помехи при медленной и оптимальной дисперсии составляет около Результаты этого анализа показывают, что дисперсия со строчной частотой близка к оптимальной с точки зрения мешающего влияния на каналы ИКМ/ФМ. Гауссовская оценка

Рис. 6.11. Зависимость допустимого от частоты сигнала дисперсии

Рис. 6.12. Комбинированный сигнал дисперсии

действия помехи дает значительную ошибку, особенно для случая медленного сигнала дисперсии, существенно завышая допустимый уровень помех по сравнению с реальными условиями.

В рекомендациях нормируется среднеминутная мощность помех в полосе [106]. Максимальная допустимая получается при частоте сигнала дисперсии поскольку при низкой частоте дисперсии мощность помех а при в полосу попадает один спектральный компонент и следует, что Из этих соотношений следует, что к выбору частоты повторения сигнала дисперсии, с точки зрения выполнения норм на мощность помех в полосе и минимального влияния на каналы типа ОКН—ИКМ/ФМ, предъявляются противоречивые требования. Кроме того, как было отмечено в [102], применение быстрого сигнала дисперсии может создать значительную помеху в каналах наземных РРЛ из-за биений дискретных компонентов сигнала с остатком несущей спектра Отметим также, что при значительном уровне сигнала дисперсии со строчной частотой возникают трудности его компенсации на приемной стороне.

В связи с указанным целесообразно использование комбинированного сигнала дисперсии, состоящего из суммы медленного (с частотой кадров) и быстрого (со строчной частотой) сигналов дисперсии (рис. 6.12). Введение медленной дисперсии обеспечивает выполнение норм на мощность помех в полосе а быстрого — уменьшение мешающего действия сигнала на каналы ИКМ/ФМ [103].