Анализ помехоустойчивости и оптимизация параметров обнаружителя

По ТЗ ширина рабочего диапазона обнаружения Пусть f_n=f_s. Тогда f_н=13.5*10⁷ Гц, а f_в=16.5*10⁷ Гц. Пусть Рассчитаем период следования импульсов.

При приеме ПИС постоянная интегрирования Т определяется временем существования сигнала, т.е. Т=Т_с= .

Рассчитаем дисперсию  помехи на выходе обнаружителя:

Построим зависимость  отношения с/ш от входного отношения  с/ш g=f(g_вх). Для НО с ПИС на входе

Вид зависимости показан на рисунке 10 (а – в разах, б – в дБ)

а)

б)

Рис.10 Зависимость g=f(g_вх)

 

 

По заданной вероятности ложной тревоги определим пороговое отношение с/ш.

                                                 (5.1)

Построим эту зависимость, где функция Лапласа равна:

Рис.11 Зависимость Р_лт=f(g_пор)

 

Построим зависимость  вероятности правильного обнаружения  от входного отношения с/ш (а – в разах, б – в дБ):

                                        (5.2)

а)

б)

Рис.12 Зависимость

Из графика видно, что g_вх =0.52. g_вх = -5.67 дБ. Определим g_вых =6. g_вых = 15.56 дБ.

Построим зависимость  вероятности правильного обнаружения от отношения с/ш (а – в разах, б – в дБ):

                                       (5.3)            

а)

б)

Рис.13 Зависимость

 

Из графика видно, что g =5.1. g = 14.2 дБ.

Построим зависимость  вероятности правильного обнаружения  от вероятности ложных тревог:

           (5.4)

Рис.14 Зависимость

При наличии характеристики обнаружения, приступим к оптимизации  параметров обнаружителя. С этой целью  по характеристики обнаружения определяется при заданной величине Р_лт выходное отношение с/ш g_{вых доп}, необходимое для обеспечения допустимой вероятности правильного обнаружения Р_{по доп}. Из графика видно, что g_{вых доп} = 3.36. g_{вых доп} = 10.5 дБ.

Рассчитаем реальную чувствительность Р_с:

Построим спектральные W(f) и рассчитаем энергетические Р характеристики компонент сигнала на выходе обнаружителя.

Компонента «сигнал - сигнал» (см. рисунок):

                              (5.5)

                                 (5.6)

Рис.15 Компонента «сигнал - сигнал»

Компонента «сигнал -помеха» при f_c = f_n:

                                 (5.7)

                                      (5.8)

Рис.16 Компонента «сигнал -помеха» при f_c = f_n

 

Компонента «помеха - помеха» :

                       (5.9)

                              (5.10)

Рис.17 Компонента «помеха - помеха»

Так как по ТЗ N_ш = 10, можно использовать соотношение Найквиста при К_рлт*К_рд≥10 и К_ру * К_см ≥ 1:

     (5.11)

где К_ру, К_рд, К_рлт, К_рсм, К_рпч, К_рву, К_р – коэффициенты передачи по мощности У, Д, линейный тракт (ЛТ), СМ, УПЧ, ВУ, приёмника в целом.

Рассчитаем все эти  коэффициенты, а также определим коэффициенты передачи по напряжению каскадов У, УПЧ и ВУ. Рассчитаем необходимое минимальное напряжение на входе детектора и решающего устройства.

    (5.12)

  (5.13)

   (5.14)

    (5.15)

    (5.16)

         К_ру=10; К_см=10^-1.         (5.17)

      (5.18)

    (5.19)

К_ру= =10        (5.20)

К_Uу=3.2          

        (5.21)

Теперь рассчитаем количество каскадов в У, УПЧ, ВУ. По структурной схеме обнаружителя понятно, что в СМ происходит перенос ВЧ на ПЧ, а следовательно для выполнения этой операции в самом простом случае достаточно одного каскада n_см = 1. В ИП в режиме обнаружения происходит квадратичное детектирование, для выполнения этой операции достаточно одного каскада n_д = 1.

      (5.22)

      (5.23)

      (5.24)

По рассчитанным выше параметрам определим общее число  каскадов ПрУ:

   (5.25)

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приведенные исследования отношения сигнал/помеха на выходе когерентного обнаружителя позволяют сделать следующие выводы:

1. величина отношения  сигнал/помеха зависит от алгоритма  обнаружения, типа сигнала, величины и коэффициента фильтрации и степени согласования параметров принимаемого сигнала с параметрами обнаружителя , например, соответствия длительности импульса принимаемого сигнала с временем интегрирования и выполнения условия где n-целое число.

2. Отсутствие априорных  сведений о длительности импульсов  принимаемых сигналов при минимальном выборе постоянной интегрирования приводит к потере в величине .

3.Существенное влияние на величину оказывает величина осциллирующего сомножителя . При изменении частоты изменение сомножителя используется в качестве дискриминационной характеристики и является полезным эффектом.

4. Изменение дисперсии помехи влечет за собой изменение характеристик обнаружения, и особенно может измениться реальная чувствительность линейного тракта обнаружителя.

5. С целью повышения стабилизации вероятности правильного обнаружения, в обнаружитель следует включить автоматическую регулировку по шуму.

 

 

 

Список  используемой литературы

1. Тихонов В.И. “Оптимальный приём сигналов”. – М.: Радио и связь, 1983. – 220 с.

2. Дятлов А.П. “Корреляционные устройства в радионавигации: Учебное пособие”. Часть 1. – Таганрог: ТРТИ, 1986. – 89 с.

3. Дятлов А.П., Дятлов П.А. “Анализ и моделирование обнаружителей сигналов”.: Методические указания к лабораторно-практическим занятиям №3312. – Таганрог: ТРТИ, 2002. – 81 с.

4. Дятлов А.П., Дятлов П.А. “Анализ и моделирование обнаружителей и демодуляторов связных сигналов”: Учебное пособие №3793. – Таганрог: ТРТИ, 2005. – 176 с. 

5. Дятлов А.П. “Анализ помехоустойчивости и оптимизации параметров обнаружителя”.: Методическое руководство к выполнению курсового проекта №1737. – Таганрог: ТРТИ,1990. -60 с.