1. Обзор литературных источников по тематике проектирования

Одним из фундаментальных литературных трудов по курсу «Радиотехнические системы передачи информации» является учебное пособие Калмыкова В.В. «Радиотехнические системы передачи информации». В данном пособии рассматриваются основы теории и принципы построения систем передачи дискретной и непрерывной информации, модели сообщений и каналов, основные информационные характеристики, вопросы выбора сигналов и способы их обработки как в одноканальных, так и в многоканальных системах передачи дискретных и непрерывных сообщений. Анализируются помехоустойчивость, основные направления повышения эффективности радиотехнических систем передачи информации, общие вопросы их проектирования и реализации.

В учебно – методическом пособии Э.М. Карпушкина «Радиотехнические системы» представлены краткие теоретические сведения, примеры решения задач.

2. Энергетический расчет системы

2.1 Техническое задание и основные расчетные соотношения

Расчет и проектирование радиосистемы передачи информации начинается с оценки энергетических показателей системы, исходя из заданных тактико-технических характеристик, назначения, условий работы. Согласно с заданием курсового проекта имеем следующие тактико-технические характеристики разрабатываемой системы:

-максимальная дальность действия системы D_max = 20 км;

-скорость передачи цифровой информации R= 4*10⁵ бит/с;

-вероятность ошибочного воспроизведения бита Р_ош = 10^-5;

-длина волны несущего колебания λ= 0,1 м;

-спектральная плотность шума N_ш = 300* N₀;

-допустимая мощность излучения P_{изл.доп.}= 1 Вт;

Основным энергетическим показателем системы является мощность излучаемого сигнала P_изл. В проектируемой системе мы должны добиться того, чтобы выполнялось условие Прежде чем начать расчет, необходимо выбрать тип используемого сигнала и вид информационной модуляции.

Уравнение дальности в РСПИ в реальном пространстве имеет вид:

(2.1)

где – мощность сигнала на входе приемника. Выражая её через отношение сигнал/шум (q) получим:

(2.2)

где - суммарная спектральная плотность помех;

– полоса пропускания приемника.

С учетом (2.1) и (2.2) выражаем мощность излучения как:

(2.3)

2.2 Расчет параметров передающей и приемной антенн

В радиосистемах передачи информации коэффициент направленного действия антенны ( ) лимитируется размерами антенны и, главным образом, качеством стабилизации объекта, на котором размещается передатчик системы.

Используем в качестве приемной и передающей антенн – направленные штыревые антенны. Коэффициент направленного действия всенаправленной (штыревой) антенны находится в пределах G=0,5…0,9. Принимаем КНД антенн G=0,9.

Определим эффективную площадь рассеивания штыревой антенны:

(2.4)

2.3 Расчет спектральной плотности собственных шумов приемника

В качестве усилителя используются транзисторные усилители. Коэффициент шума транзисторного усилителя К_ш=4дБ. или К_ш=2,5 раза согласно рисунка 1.

Рисунок 1. Шумовые характеристики входных цепей приемника

1 – балансный диодный смеситель; 2 – усилитель на ЛБВ; 3 – транзисторный усилитель; 4 – усилитель на тунельном диоде; 5 – неохлаждаемый параметрический усилитель.

Определим спектральную плотность собственных шумов для транзисторного усилителя:

(2.5)

где – постоянная Больцмана;

T₀ = 290К – абсолютная температура в Кельвинах.

Спектральная плотность собственных шумов для транзиторного усилителя будет равна:

Определим суммарную спектральную плотность шума:

(2.6)