Радиотехнические сигналы.

Любой электрический сигнал можно рассматривать как меняющуюся во времени электрическую величину (напряжение, ток).Сигналы бывают непрерывные (аналоговые) и дискретные.

Непрерывный сигнал характеризуется тем, что в любом малом интервале времени его значение постоянно, сигнал изменяется плавно.

Дискретный сигнал характеризуется тем, что существуют такие интервалы, в которых его значение изменяется скачком, число отдельных значений ограничено.

Дискретные и аналоговые сигналы могут быть детерминированными и случайными.

Примером детерминированного сигнала может быть гармонический сигнал (рис. 1)

Или периодическая последовательность прямоугольных импульсов (рис. 2)

Детерминированный сигнал может быть описан простой формулой. Информацию несут только случайные сигналы. Примером является радиотелефонный или телевизионный сигналы.

Детерминированный гармонический сигнал характеризуется амплитудой Um, периодом T, частотой ω=2π/Т и фазой φ.

Периодическая последовательность импульсов характеризуется амплитудой Um, периодом следования Т, длительностью импульса tи и еще параметром скважности q=T/tи. В радиолокации применяются короткие импульсы с большим периодом следования. В радиолокации скважность может быть порядка 2500.

Спектры сигналов.

Сколь угодно сложный сигнал может быть представлен с помощью ряда Фурье, как сумма гармонических составляющих

Огибающая спектра периодической последовательности изменяется по закону sinx/x, где x=ωtи/2

Спектральный анализ сложных сигналов необходим для исследования прохождения этих сигналов через радиотехнические цепи. Особенно удобен способ спектрального анализа при исследовании линейных цепей, к которым применим принцип наложения. При прохождения сложного сигнала состоящего из множества гармоник через линейную цепь выходной сигнал представляет собой сумму выходных сигналов от отдельных гармоник. Если сигнал представляет собой одиночный импульс, то можно считать, что период следования стремится к бесконечности, следовательно расстояние между линиями спектра 2π/Т стремится к нулю, т.е. линии сливаются в сплошной спектр.

Дискретизация непрерывных сообщений.

Любой непрерывный сигнал может быть превращен в дискретный сигнал. Информация не будет потеряна, если шаг квантования по времени будет выбран по теореме Котельникова.

, где - шаг квантования по времени

- верхняя частота спектра сложного аналогового сигнала, который мы преобразуем в аналоговую форму.

Дискретизация сигналов по времени и дальнейшее преобразование в цифровую форму производится для того, чтобы обеспечить помехозащищенность и сконцентрировать мощность излучаемого сигнала в импульсах.

Помехозащищенность передаваемого сигнала увеличивается за счет того, что большинство помех (атмосферные, промышленные) воздействуют на амплитуду сигнала. При передаче сигналов в цифровом коде изменение амплитуды значения не имеет, важно только наличие импульсов в данном разряде или отсутствие. При импульсной передаче сигналов мощность сигнала в импульсе в q раз больше, чем мощность непрерывного сигнала. При кодировании сигналов в цифровой форме производится предварительное квантование по уровню. Уровни оговариваются заранее, а также оговаривается заранее в сторону большего или меньшего уровня будет производится приближение, номер уровня передается в двоичном коде. Импульсная последовательность, соответствующая двоичному коду уровня, используется для модуляции высокочастотного сигнала. Передатчиком излучается периодическая последовательность высокочастотных импульсов.