Особенности формирования и применения ЛЧМ-сигналов

Автор: Пользователь скрыл имя, 12 Августа 2011 в 09:49, реферат

Описание работы

Исторически первыми стали применяться занимающие сейчас особое место радиосигналы с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ), позволяющие обеспечить большие (до нескольких гигагерц) полосы частот и широкий интервал длительностей. Вопросам формирования и исследования ЛЧМ сигналов посвящены работы Кука, Кэпьюти, Кибблера, а также советских специалистов Л. Е. Варакина, А. С. Зиницкого, И. С. Гоноровского, М. Е. Лейбмана, Я. Д. Ширмана и др.

Работа содержит 1 файл

Формирование ЛЧМ-сигналов.docx

— 48.99 Кб (Скачать)

       Физические измерения: Радиолокаторы  с ЛЧМ применяют для различных  физических измерений, поскольку  они позволяют с высокой точностью  определить характеристики облучаемых  объектов. Остановимся на некоторых  из таких применений. Одним из  них является радиолокационное  наблюдение планет Венера и  Марс для прогнозирования их  положения в момент приближения  к ним межпланетных станций.

     При помощи этого же радиолокатора с  ЧМ были определены такие характеристики планеты Венера, как период и направление  ее вращения, получены сведения о свойствах  ее поверхности и атмосферы. Применение когерентной последовательности ЛЧМ  сигналов с девиацией частоты  до 128 кГц обеспечило измерение с  погрешностью менее 1 км на дальностях до 100 млн. км.

       С помощью РЛС, использующей  непрерывный ЧМ сигнал с девиацией  200 МГц, длительностью 50 мс и  средней частотой 2,9 ГГц, исследовалось  состояние атмосферы. Для формирования  таких сигналов использовался  транзисторный генератор, в котором  отклонения частоты от линейного  закона не превышали ±17 кГц.  Частота генератора модулировалась  пилообразным напряжением, полученным  цифровым методом. 

       Станции такого типа могут  использоваться для регистрации  отражений от насекомых, которые  могут восприниматься как помехи  радиолокаторами с высокой разрешающей  способностью, а также для наблюдения  за дождем н снегом, для определения скорости ветра, турбулентности атмосферы и других ее характеристик, причем вся эта информация может быть получена за несколько секунд, а для решения тех же задач с помощью воздушных зондов на это требуются многие минуты.

       Необходимость в такого рода  исследованиях связана с решением  как чисто научных, так и  практических задач по обслуживанию  аэропортов, исследованию и прогнозированию  смога, выявлению аномалий атмосферы,  которые могут привести к ошибкам  в определении азимута целей  и к регистрации ложных целей  в РЛС.

     Наличие и интенсивность атмосферных  осадков для составления метеорологических  прогнозов могут быть также установлены  со спутникового РВ [113]. Использование  в РЛС наклонного зондирования ионосферы  ЛЧМ сигналов в комплексе со связной  системой позволяет абонентам оперативно определять оптимальные для связи частоты в коротковолновом диапазоне, необходимое превышение сигнала над шумом и скорость передачи информации.

       Радиолокаторы с ЛЧМ (F=2 ГГц, 7=10 мс, /"=2 ГГц) могут применяться  и для обнаружения скрытых  под землей неметаллических предметов.  Сильное затухание радиоволн  в почве ограничивает возможности  обнаружения предметов подобными  РЛС глубиной в несколько десятков  сантиметров. 

       Радиолокаторы с ЛЧМ используются  для определения взаимного положения  и скорости сближения различных  объектов в условиях плохой  видимости; служат для автоматизированной  посадки самолетов в густом  тумане и для предотвращения  столкновений автомобилей. Они-  могут оказаться полезными при  измерении уровня жидкостей для  сыпучих материалов в резервуарах  и бункерах, а также толщины  угольных пластов в шахтах.

       Системы передачи информации: Интерес  к системам передачи информации (СПИ) с расширенным спектром, в которых информация передается  сложными сигналами, имеющими  полосу, много большую, чем у  передаваемого сообщения, объясняется  определенными их преимуществами  в помехоустойчивости, стойкости  к селективным замираниям, а также  возможностями кодового разделения  абонентов и работы ниже уровня  шумов.

     Увеличение  ширины спектра передаваемых сигналов обеспечивает более эффективную  работу таких СПИ в условиях многолучевого  распространения. Если первоначально  эти СПИ использовались преимущественно  в военных целях, то сейчас наметилась тенденция их применения и в гражданских  комплексах.

       Этому способствовали два обстоятельства: резкое увеличение числа радиостанций  и появление больших интегральных  микросхем, приборов на ПАВ,  приборов с зарядовой связью, использование которых позволило  уменьшить размеры и стоимость  аппаратуры, а также повысить  ее надежность. Наибольшее распространение  в настоящее время получили  СПИ, в которых используются  сигналы с манипуляцией фазы  и частоты. 

       Вместе с тем, как это следует  из многочисленных публикаций, большое  внимание уделяется СПИ, в которых  применяются ЛЧМ сигналы. Системы  передачи информации, использующие  ЛЧМ сигналы, могут быть как  аналоговыми, так и цифровыми.  Из литературы известны два  вида аналоговых СПИ. Так, ЛЧМ  сигнал используется для передачи  звуковых частот в полосе от 50 Гц до 7кГц. Система связи  реализована в диапазоне 4 ... 8 ГГц, девиация в зависимости  от частоты сообщения меняется  от 50 до 60 МГц.  
 

       В приемнике принятый ЛЧМ сигнал  смешивают с задержанной на 240 не копией, а разностный сигнал  после усиления и детектирования  используют для выделения переданного  сообщения. СПИ, в которых ЛЧМ  сигналы используются в качестве  поднесущих, могут обслуживать большее число одновременно работающих станций. Подобная система для связи с подводными объектами при наличии сильных отражений от дна и поверхности воды работала в акустическом диапазоне 65 ... 95 кГц, причем частота сканирования в экспериментальном макете менялась от 5 до 50 Гц, а полоса частот передаваемого сообщения - от 300 до 1800 Гц. Прием в такой СПИ осуществлялся на синхронно перестраиваемый фильтр-с полосой 4 кГц. Большее разнообразие в использовании ЛЧМ сигналов возможно в цифровых СПИ.

     Так, известны СПИ, в которых импульсы кодовых групп передаются перекрывающимися во времени ЛЧМ сигналами, которые  разделяются в приемнике на выходе согласованного фильтра, реализованного на дисперсионной ЛЗ. Для передачи двоичной информации используются также  ЛЧМ радиоимпульсы с положительной  и отрицательной скоростью ЧМ.

     Дополнительный  выигрыш в помехоустойчивости обеспечивает СПИ, в которой начальная частота  ЛЧМ сигналов к тому же меняется по заранее известному псевдослучайному закону. Возможности таких СПИ  в значительной степени зависят  от того, насколько велик объем  ансамбля ЛЧМ сигналов с заданными  взаимокорреляционными свойствами.

     Различные способы построения ансамблей ЛЧМ  сигналов можно найти в работах. Так, обсуждаются вопросы передачи данных с помощью ЛЧМ сигналов, различающихся по скорости ЧМ, и  ЛЧМ сигналов с различными начальными частотами. Определенный интерес для  СПИ представляют также ансамбли ЛЧМ сигналов, полученные модуляцией внутренней фазы ЛЧМ сигналов по гармоническому и псевдослучайному законам. 
 

Информация о работе Особенности формирования и применения ЛЧМ-сигналов