11. Схеми узгодження фільтрів

На рис. 5.1 показана структурная схема фильтрации с СФ радиосигнала длительностью T_s. При t=T_s электронный ключ включается и на выходе образуется сигнал оценки решения (+ - сигнал есть,  - сигнала нет).

Рис. 5.1. Структурная схема устройства с согласованным фильтром (СФ) (ДМ – демодулятор, «» - устройство сравнения с пороговым значением П_z)

При частотной манипуляции важно принять решение о переходе с одной частоты на другую. Структурная схема устройства согласованной фильтрации для оптимального распознавания сигналов при частотной манипуляцией приведена на рис 5.2.

Рис. 5.2. Структурная схема устройства согласованной фильтрации для распознавания сигналов с частотной манипуляцией

Узкополосные согласованные фильтры СФ-S₁ и СФ-S₂ с пропусканием на частотах манипуляции f₁ и f₂ обеспечивают высокую помехоустойчивость и надежность системы.

12. Характеристика спрямованої антени ртс

В зависимости от требований к точности сообщений, метода модуляции и спектра сообщений (скорости передачи данных) требуется различная амплитуда А_пр или мощность принимаемого сигнала P_пр на входе приемника, которые зависят от направленности (усиливающего эффекта) передающей антенны.

Для направленных антенн РТС СВЧ и УВЧ поверхность передающей антенны пропорциональна её диаметру d_А: (S_A=r²=d _A ²/4).

Распределение мощности излучения относительно оси антенны называется диаграммой направленности антенны. Экспериментально она определяется с помощью приемника-измерителя по направлению перпендикулярному оси антенны на большом расстоянии от неё. В результате получают распределение энергии близкое к нормальному, как показано на рис. 7.1.

Основной характеристикой антенны является угол расходимости радиолуча , называемый шириной диаграммы направленности антенны. Этот угол измеряется между лучами, проведенными от излучателя антенны к точкам на уровне 0,5 P_max, где P_max- максимальное значение излучения.

Рис. 7.1. Схема измерения диаграммы направленности и ширины диаграммы направленности

Для параболических антенн ширина диаграммы направленности в радианах определяется по формуле:

,

где _s- рабочая длина волны, d_A - диаметр антенны.

Так как 1 радиан=58, ширину диаграммы направленности в градусах принято определять из выражения:

.

Коэффициент усиление по мощности за счет направленного излучения определяется по формуле:

.

Плотность потока мощности в направлении максимального излучения антенны на расстоянии D будет:

,

где Р_пер – мощность передатчика.

13. Розрахунок потужності передавача

Изменение напряженности электромагнитного поля в мкв\м изменяется с дальностью по закону:

,

где Р_изл - мощность излучателя в Вт ; D - дальность в км ; -коэффициент ослабления антенно-фидерного тракта.

Мощность передатчика на выходже направленной антенны составит:

Ослабление электрического поля в зависимости от дальности и вида Земной поверхности приведено на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Ослабление электрического поля в зависимости от дальности и вида Земной поверхности

Необходимая напряженность электромагнитного поля на входе приемника задается формулой:

,

где -требуемое превышение сигнала над помехой.

Мощность передачи для надежного превышения сигнала над помехой можно рассчитать по формуле:

Ослабление сигнала в радиолинии и в атмосфере удобно рассчитывать в дБ:

Затухание сигнала на единице расстояния определяется по формуле:

Напряженность поля Е_П от антенны передатчика для средних и низких частот (СЧ и НЧ) уменьшается с дальностью (Д) как 1/Д (распределение поля по поверхности). Реальное ослабление происходит быстрее из-за поглощения радиоволн. Интенсивность сигнала зависит от мощности P_ПЕР и высоты передающей антенны над уровнем Земной поверхности h_А.пер . Антенна приемника для НЧ и СЧ принимает не только сигнал, но и атмосферные помехи, интенсивность которых зависит от рабочей частоты и времени суток.

Необходимо находить оптимальную высоту и размеры антенны для получения оптимального отношения “сигнал-шум” при условии примерного равенства внутренних шумов и атмосферных шумов.