Спектры сигналов со сложными видами модуляции.

Поскольку мы рассматриваем радиосвязь с подвижным объектом, то для организации цифровых радиолиний необходимо использовать такие сигналы, которые позволяют учесть эффект Доплера и задержку сигналов, вызванную изменяющейся дальностью до объекта. Задание спектров позволяет грамотно спроектировать радиолинию, оптимизировать радиолинию с точки зрения занимаемой полосы частот, грамотно произвести демодуляцию на приемной стороне.

Спектр сигнала ким-ам.

Сигнал КИМ-АМ не относится к сигналам со сложными видами модуляции, но, тем не менее, широко используются.

Спектр сигнала КИМ-АМ:

Спектр сигнала КИМ-ФМ записывается в таком виде:

U_c(t)=U_csin[ω₀t+ψПс(t)]

Пс(t)- последовательность элементарных символов.

Меняя девиацию частоты, можно обеспечить любое перераспределение между непрерывной частью спектра и дискретной. Если девиация фазы 90°, то дискретная часть спектра равна нулю. А дискретная часть определяется формулой:

A=U₀(cos²ψ+[2P(1)-1]²sin²ψ)^0,5

Р(1) – вероятность появления единичек в кодовой комбинации.

Спектр сигнала КИМ-ФМ в первом приближении такой же, как и спектр сигнала КИМ-АМ.

Сигналы КИМ-АМ и КИМ-ФМ обладают общим недостатком – в окрестности несущей частоты имеется спектральные составляющие, обусловленные передаваемым сообщением. Это приводит к тому, что возникают проблемы при слежении за доплеровской частотой.

Демодуляция сигнала КИМ-ФМ с девиацией фазы 90° имеют существенные особенности – фазовый детектор может перейти в режим обратной работы. Это происходит тогда, когда фаза опорного напряжения фазового детектора под воздействием шумов меняется скачкообразно на 180°.

Демодуляция сигнала ким-фм.

U_фд – напряжение на выходе фазового детектора;

Ψ – девиация фазы;

Пс(t) – последовательность элементарных символов, которые поступают на модулятор передатчика.

На выходе ФД, если он работает в штатном режиме, формируются символы с разностной и удвоенной частотой. Сигналы с удвоенной частотой подавляются фильтром нижних частот. Напряжение с выхода ФД определяется фазой опорного напряжения. Опорное напряжение формируется из принятого колебания. Если опорное напряжение принимает фазу 0° или 180°, то на выходе ФД либо положительные, либо отрицательные импульсы. То есть ФД будет работать в прямом, либо обратном режимах.

Сигналы ким-чМн-фм.

На первой стадии – кодоимпульсная модуляция, на второй стадии – частотная модуляция, на третьей стадии – фазовая модуляция.

Спектр сигнала:

ω₁, ω₂ – частоты поднесущих;

J₀(ψ) – функция Бесселя нулевого порядка от комплексного аргумента;

Ψ – девиация фазы на последовательной ступени модуляции;

τ₀ – длительность элементарного символа;

e(t) – сигнал КИМ-ЧМ;

U_c(t) – КИМ-ЧМн-ФМ.

Особенности:

• В окрестностях несущей частоты нет спектральных составляющих, обусловленных передаваемым сообщением. Это позволяет качественно следить за доплеровской частотой.

• Спектр сигнала получается очень широкий, полоса приемника выбирается так: чтобы попали четыре больших лепестка.

• Для демодуляции используется фазовое детектирование. В зависимости от фазы опорного напряжения на выходе фазового детектора мы получим разный сигнал: либо КИМ-ЧМ, либо просто постоянную составляющую.