Реферат: Управление ДПЛА через ретранслятор
МосковскийОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ Авиационный Институт имениСЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ
(технический университет)
Кафедра 402
“радиосистемыуправления и передачи информации”
Курсовойпроект
на тему
Управление ДПЛА через ретранслятор
Выполнил:
студент группы 04-519
Кушталов Юра
Проверил:
преподаватель
Большов О. А.
Москва DATE @ «yyyy»l * MERGEFORMAT 2008год
<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language: AR-SA">Содержание
TOC o «1-3» h z u Задание… PAGEREF _Toc72844168 h 3
Отечественныеи зарубежные беспилотные ДПЛА… PAGEREF _Toc72844169 h 4
ОперативныйБПЛА ПЧЕЛа -1. PAGEREF _Toc72844170 h 4
Высотныйразведывательный БПЛА RQ-4 Global Hawk… PAGEREF _Toc72844171 h 6
Цифроваярадиолиния с сигналом КИМ-ЧМ… PAGEREF _Toc72844172 h 10
Основнойтракт радиолинии… PAGEREF _Toc72844173 h 11
Системасинхронизации… PAGEREF _Toc72844174 h 12
Расчет… PAGEREF _Toc72844175 h 15
Определениепараметров имитационной модели… PAGEREF _Toc72844176 h 18
Анализрезультатов расчета и моделирования… PAGEREF _Toc72844177 h 19
Литература… PAGEREF _Toc72844178 h 19
<span Arial",«sans-serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-font-kerning:16.0pt;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">Задание<span Arial",«sans-serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-font-kerning:16.0pt;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">
Отечественные и зарубежные беспилотные ДПЛАОперативный БПЛА ПЧЕЛа -1
<span Verdana",«sans-serif»"><img src="/cache/referats/17481/image001.jpg" v:shapes="_x0000_i1025">
<span Verdana",«sans-serif»"><img src="/cache/referats/17481/image003.gif" v:shapes="_x0000_i1026">
Разработчик: ОКБ Яковлева
<span Verdana",«sans-serif»"><img src="/cache/referats/17481/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1027">
Страна: Россия <img src="/cache/referats/17481/image005.gif" v:shapes="_x0000_i1028">
<span Verdana",«sans-serif»"><img src="/cache/referats/17481/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1029">
Первый полет: 1990
<span Verdana",«sans-serif»"><img src="/cache/referats/17481/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1030">
Тип: Оперативный разведывательный БПЛА
Наэкране видеоконтрольного устройства бушует лесной пожар. Оператор-наблюдатель,внимательно следящий за изображением на экране, иногда с помощью пультауправления перемещает картинку вперед или назад, влево — вправо, приближает илиудаляет ее от себя. Его задача — оценить увиденное, определить размерыохваченного пожаром участка, привязать его к координатам местности и сообщить«наверх» для принятия решения.
Координатыместности и привязку к участку оператор-наблюдатель получает с другого дисплея,расположенного рядом, за которым работает штурман. На экране еговидеоконтрольного устройства — карта местности с нанесенными на ней замкнутымигеометрическими фигурами, по которым медленно ползет мерцающая искорка.
«Искорка»- это дистанционно-пилотируемый аппарат (ДПЛА), который с помощью установленнойна борту телекамеры показывает оператору пожар, разгоревшийся от него нарасстоянии нескольких десятков километров. Часами оператор-штурман может«водить» ДПЛА в зоне, интересующей оператора-наблюдателя, менять высоту отсотни метров до нескольких километров, а затем вернет аппарат к наземномупункту дистанционного управления (НПДУ) и плавно на парашюте опустит его,слегка задымленного и почерневшего на землю. Замена парашюта, заправкатопливом и ДПЛА готов к новому полету в очередной экстремальной ситуации.
Таковав общих чертах идея беспилотной воздушной разведки, и так, опять жеприблизительно, можно представить картину будущего применения комплексов с ДПЛАв мирных целях. Пока же существующие в большинстве развитых стран комплексы сДПЛА применяются для разведки пожаров, но далеко не лесных.
ДПЛАпредставляют собой частный класс летательных аппаратов, занимающийпромежуточное положение между пилотируемой авиацией и беспилотной ракетнойтехникой.
Термин«дистанционно-пилотируемые» подразумевает не просто радиоуправляемый аппарат потипу модели. Смысл дистанционного управления сводится к тому, что междучеловеком — оператором, находящимся на НПДУ, и летящим ДПЛА непрерывнопроисходит обмен информацией, а с помощью полезной нагрузки, находящейся наборту (телевизионная камера, ИК-аппаратура), создается иллюзия наблюдения заназемными целями под его крылом. Огромное значение имеет и то, что на операторане действуют реальные физические и психологические нагрузки, свойственныеэкипажам пилотируемых самолетов.
Эффектинформационного присутствия человека на борту ДПЛА, позволяющий сохранитьосновные положительные качества авиации — гибкость и быстроту реакции нанепредвиденное изменение обстановки и многоразовость применения этих аппаратов,- вот основные отличия ДПЛА от беспилотных аппаратов вообще.
Впоследние годы создание ДПЛА стало одной из наиболее быстро развивающихсяотраслей авиационно-космической промышленности во многих странах мира. 41страна, в той или иной степени, ведет сейчас разработки подобных машин. Взначительной степени это вызвано успешным использованием их в ряде проведенныхв последние десятилетия, боевых операций.
Вбудущих войнах и конфликтах XXI века, по оценкам подавляющего большинствазападных экспертов, США и страны НАТО будут делать ставку на применениесравнительно дешевых ДПЛА. Слишком уж большой становится цена возможных потерьпилотируемых самолетов и летного состава. Стоимость современного самолета внастоящее время достигает 50-60 млн.долл. Да и на подготовку высококлассноголетчика надо потратить еще 10 млн.долл. В то же время, многие задачи,возлагаемые на пилотируемую авиацию, могут с успехом выполняться боевыми ДПЛА.
Комплекс«Строй-П» с ДПЛА «Пчела-1Т» (головной разработчик ГУП НИИ «Кулон»), созданный в1990-м, предназначен для круглосуточного наблюдения объектов и передачи ихтелевизионного или тепловизионного изображения в реальном масштабе времени наназемный пункт управления. В 1997-м комплекс, допускающий телевизионнуюразведку в светлое время суток, принят на вооружение Российской армии.
«Пчела-1Т»является многоцелевым летательным аппаратом и может быть переоборудована в ДПЛАдля постановки помех связным радиостанциям и в воздушную мишень. При заменебортовой телевизионной аппаратуры аппаратурой постановки помех «Пчела-1Т»способна подавлять радиостанции в УКВ — диапазоне в радиусе 10-20 км.
СтартДПЛА осуществляется с помощью двух твердотопливных ускорителей с короткойнаправляющей, размещенной на гусеничном шасси боевой машины десанта.Летательный аппарат управляется или по заданной программе, или оператором,которому достаточно ввести в ЭВМ только новые высоту и курс.
Вкачестве силовой установки на ДПЛА «Пчела-1» применяется двухтактныйдвухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания П-032, вращающий толкающий винтпостоянного шага, расположенный в кольцевом оперении. Бортовое оборудованиевключает сменный комплекс разведывательной аппаратуры, в состав которой входиттелевизионная камера или тепловизор. Телевизионная камера имеет объектив сфокусным расстоянием, изменяемым по команде оператора.
Оригинальнаяаэродинамическая схема с кольцевым оперением позволила уменьшить габаритыаппарата и исключить его сваливание на малых скоростях полета. Крыло малогоудлинения обеспечило необходимые аэродинамические характеристики приминимальных габаритах машины, позволяющих транспортировать ее любыми типамигрузового автотранспорта.
Посадкана парашюте допускается на неподготовленную ровную площадку. Модульноепостроение фюзеляжа позволяет быстро заменить поврежденные агрегаты и отдельныеэлементы конструкции. Применение стеклопластика в конструкции планераобеспечивает малые затраты на серийное производство, простоту техническогообслуживания в эксплуатации и малую степень повреждаемости.
Комплекс«Строй-П» включает в себя 10 летательных аппаратов, наземный пунктдистанционного управления, который вместе с пусковой установкой размещен надесантируемом бронетранспортере БТР-Д, технологическую машину (на базеавтомобиля КАМАЗ) и транспортно-заряжающую машину (на шасси ГАЗ-66). Комплексполностью обеспечивает техническое обслуживание ДПЛА перед стартом, его пуск иуправление, прием и отображение в реальном времени телевизионной информации наэкране оператора. На видеоконтрольном устройстве отображаются также маршрут аппаратаи его текущие координаты.
<table cellspacing=«0» cellpadding=«0» "> <td nowrap"><span Verdana",«sans-serif»;color:white">
<span Verdana",«sans-serif»;color:white">ЛТХ:<span Verdana",«sans-serif»"><span Verdana",«sans-serif»">
<span Verdana",«sans-serif»">
<span Verdana",«sans-serif»;display:none; mso-hide:all">
<table cellspacing=«0» cellpadding=«0» "><span Verdana",«sans-serif»">Модификация
<span Verdana",«sans-serif»"> Пчела -1
<span Verdana",«sans-serif»">Размах крыла, м
<span Verdana",«sans-serif»"> 3.30
<span Verdana",«sans-serif»">Длина, м
<span Verdana",«sans-serif»"> 2.80
<span Verdana",«sans-serif»">Высота, м
<span Verdana",«sans-serif»"> 1.12
<span Verdana",«sans-serif»">Масса, кг
<span Verdana",«sans-serif»"> 138
<span Verdana",«sans-serif»">Тип двигателя
<span Verdana",«sans-serif»"> 1 ПД
<span Verdana",«sans-serif»">Мощность, л.с.
<span Verdana",«sans-serif»"> 1 х 32
<span Verdana",«sans-serif»">Крейсерская скорость, км/ч
<span Verdana",«sans-serif»"> 120-160
<span Verdana",«sans-serif»">Радиус действия, км
<span Verdana",«sans-serif»"> 60
<span Verdana",«sans-serif»">Продолжительность военной разведки, ч
<span Verdana",«sans-serif»"> 2
<span Verdana",«sans-serif»">Практический потолок, м
<span Verdana",«sans-serif»"> 3000
<span Verdana",«sans-serif»">Минимальная высота полета, м
<span Verdana",«sans-serif»"> 100
Высотныйразведывательный БПЛА RQ-4 Global Hawk<span Verdana",«sans-serif»"><img src="/cache/referats/17481/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1031">
<span Verdana",«sans-serif»"><img src="/cache/referats/17481/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1032">
Разработчик: Ryan
<span Verdana",«sans-serif»"><img src="/cache/referats/17481/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1033">
Страна: США <img src="/cache/referats/17481/image007.gif" v:shapes="_x0000_i1034">
<span Verdana",«sans-serif»"><img src="/cache/referats/17481/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1035">
Первый полет: 1998
<span Verdana",«sans-serif»"><img src="/cache/referats/17481/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1036">
Тип: Высотный разведывательный БПЛА
Программавысотного дальнего разведывательного БПЛА Tier — это программа созданиядемонстратора перспективной технологии для нужд воздушной разведки (DefenseAirborne Reconnaissance Office's (DARO)). Цель проекта — предоставитькомандующему объединенными вооруженными силами необходимую разведывательнуюинформацию. Необходимая разведывательная информация была определена директоромDARO, генерал — майором Кеннетом Израэлем (Kenneth Israel), «разведывательнаяинформацией о любой точке вражеской территории, в любое время суток, независимоот погодных условий».
Программапредусматривает разработку двух, дополняющих друг друга систем высотных БПЛА:
Обычной конструкции — Tier II Plus Малозаметной конструкции — Tier III Minus.Основные требования программы Tier II Plus.
БПЛАTier II Plus должен быть способен вести продолжительную разведку на большойвысоте. Он должен иметь дальность действия более 5500 км и иметь способностьбарражировать над районом разведки более 24-х часов на высоте более 18300 м.
Дляведения разведки должен быт оснащен радаром с синтезированной апертурой(synthetic aperture radar (SAR), электронно-оптическую и инфракрасную камерувысокого разрешения. Он также должен иметь способность одновременногоприменения этой аппаратуры. Из каналов связи должны иметься широкополосныйспутниковый канал связи и канал связи в пределах зоны прямой видимости.
СтоимостьБПЛА не должна превышать $10 млн. в ценах 1994 финансового года.
Проектфирмы Teledyne Ryan Aeronautical (TRA) БПЛА RQ-4A Global Hawk в мае 1995 годабыл выбран победителем в конкурсе на лучший БПЛА по программе Tier II+.
ВозможностиБПЛА Global Hawk вызвали большой интерес не только у американских военных, но иу военных Австралии, Великобритании, Израиля и Саудовской Аравии. Это сулитбольшие перспективы для фирмы Teledyne Ryan, у которой есть много других идейпо применению этого «Короля БПЛА»: например, он может использоватьсякак ретранслятор, как высотная научно-исследовательская лаборатория или какноситель противоракетного оружия для борьбы с баллистическими ракетами.
RQ-4выполнен по нормальной аэродинамической схеме с низкорасположенным крыломбольшого удлинения. Крыло, производства концерна Boeing, полностью изготовленоиз композиционного материала на основе углеволокна. Это позволило создатьтонкое крыло с относительным удлинением 25. На крыле имеются, как минимум две,точки внешней подвески, рассчитанные на груз массой до 450 кг каждая. Шасситрехточечное с носовым колесом. На носовой стойке шасси имеется одно колесо, наподкрыльевых стойках — по два колеса. Фюзеляж типа полумонокок изготавливаетсяфирмой Teledyne Ryan из алюминиевых сплавов. Он состоит из трех основныхчастей. Спереди расположен приборный отсек. Там, под большим радиопрозрачнымобтекателем расположена параболическая антенна спутниковой связи диаметром 1.22метра. В этом же отсеке размещена вся разведывательная аппаратура. В среднейчасти находится большой топливный бак и в хвостовой части расположен реактивныйтурбовентиляторный двигатель Allison AE 3007H. Двигатель позаимствован, почтибез изменений, у самолетов бизнес — класса Citation-X и EMB-145. После внесениянебольших изменений в систему управления двигатель устойчиво работает навысотах до 21 300 метров.
V-образноехвостовое оперение, изготавливаемое фирмой Aurora Flight Sciences, такжесделано из композиционных материалов.
БПЛАсам по себе это платформа для различного разведывательного оборудования. НаGlobal Hawk устанавливаются три подсистемы разведывательной аппаратурыодновременно. Они действуют на разных длинах волн, могут работать одновременнои отличаются друг от друга следующим:
Радарс синтезированной апертурой изготовлен фирмой Raytheon (Hughes) и предназначендля работы в любых погодных условиях. В нормальном режиме работы онобеспечивает получение радиолокационного изображение местности с разрешением 1метр. За сутки может быть получено изображение с площади 138,000 км2на расстоянии 200 км. В точечном режиме («spotlight» mode), съемкаобласти размером 2 х 2 км, за 24 часа может быть получено более 1900изображений с разрешением 0,3 м. В третьем режиме (X-Band) радар можетсопровождать движущуюся цель, если ее скорость более 7 км/ч.
Двеантенны радара (расположены по бокам в нижней части приборного отсека фюзеляжа,длина 1.21 м) и необходимое электронное оборудование весом 290 кг потребляют 6кВт электроэнергии.
Дневнаяэлектронно-оптическая цифровая камера изготовлена компанией Hughes иобеспечивает получение изображений с высоким разрешением. Датчик (1024 x 1,024 пиксель)сопряжен с телеобъективом с фокусным расстоянием 1750 мм. В зависимости отпрограммы есть два режима работы. Первый — сканирование полосы шириной 10 км.Второй — детальное изображение области 2 х 2 км. Для получения ночныхизображений используется ИК-датчик (640 х 480 пиксель). Он использует тот жесамый телеобъектив. Объектив может поворачиваться на угол 80 градусов.
Радар,дневная и инфракрасная камеры могут работать одновременно, что позволяетполучить большой объем информации. Дневная / инфракрасная камера имеет скоростьвыдачи информации — 40 млн. пикселей в секунду, что составляет в зависимости отцветового разрешения 400 Мбит/сек. Бортовая система сбора и хранения информациисжимает полученные цифровые изображения и записывает их.
Дляпередачи информации потребителям могут быть использованы несколько каналовсвязи. По спутниковому каналу скорость передачи информации составляет 50Мбит/с. Для этих целей используется спутниковая система связи Ku-диапазона(SATCOM), диаметр антенны 1.22 метра. По прямому каналу диапазона UHF можнопередавать информацию со скоростью 137 Мбит/с.
Информациянаправляется на наземную станцию управления полетом и на станцию управлениявзлетом/посадкой. В будущем пользователи, не имеющие связи с наземной станцией,смогут получать изображения напрямую от БПЛА Global Hawk.
GlobalHawk будет интегрирован в существующие системы тактической воздушной разведки(планирование полетов, обработка данных, эксплуатация и распространение информации).Если он будет подключен к таким системам как объединенная система обеспеченияразведки (JDISS) и глобальная система командования и управления (GCCS),изображения будут передаваться оперативному командующему для немедленногоиспользования. Данные, полученные от БПЛА, будут использоваться для обнаруженияцелей, для планирования ударных операций для рекогносцировки, а так же длярешения иных задач.
Программатребует, чтобы БПЛА без применения стелс-технологий имел достаточно высокуювыживаемость. Для самозащиты Global Hawk оснащается детектором облучениярадиолокаторами AN/ALR 89 RWR и постановщиками помех. При необходимости онможет использовать буксируемый постановщик помех ALE-50. Эксперименты помоделированию реальных ситуаций показали, что Global Hawk может совершить болеечем 200 вылетов без повреждений, если маршрут его полета спланирован с учетомтекущей обстановки (вне зон активных боевых действий). В случае опасности БПЛАможет вызвать помощь, связавшись с ближайшим авиационным патрулем или самолетомAWACS.
Дляповышения мобильности все наземное оборудование размещено в контейнерах или наспециальных трейлерах. В состав наземного оборудования входят:
Станция управления взлетом/посадкой Станция управления операциями полетом Трейлер с антенным оборудованием (SATCOM) Трейлер со спутниковой антенной Трейлер с кабелями Два генератора Два дополнительных генератора Комплект силовой аппаратуры Двигательный стенд с двигателем Комплект запчастей Комплект для обслуживания БПЛА Станция управления полетом и станция управления взлетом/посадкой размещены в отдельных контейнерах размером 2.4х2.4х7.2м и 2.4х2.4х3.25м соответственно. Для удобства перемещения контейнеры снабжены выдвигающимися колесами. Комплекс наземного оборудования БПЛА Global Hawk может транспортироваться по воздуху тремя военно-транспортными самолетами С-141В, или двумя C-17, или одним С-5В.29 марта 1999 года в 10:14 БПЛА Global Hawk №2 во время испытательного полетапотерял управление и разбился рядом с озером Searles Lake. Это произошло навысоте 12500 метров после подачи сигнала на прекращение полета с авиабазыNellis, Невада. БПЛА начал выполнение запрограммированного маневра прекращенияполета и сорвался в штопор. Эта авария затормозила выполнение программы какминимум на два месяца. Изготовление замены для разбившегося БПЛА обойдется в$30 млн. С 1994 по март 1999 года в программу Global Hawk уже вложено $280 млн.
<span Verdana",«sans-serif»;color:white">
<span Verdana",«sans-serif»;color:white">ЛТХ:<span Verdana",«sans-serif»"><span Verdana",«sans-serif»">
<span Verdana",«sans-serif»">
<span Verdana",«sans-serif»;display:none; mso-hide:all">
<span Verdana",«sans-serif»">Модификация
<span Verdana",«sans-serif»"> RQ-4
<span Verdana",«sans-serif»">Размах крыла, м
<span Verdana",«sans-serif»"> 35.42
<span Verdana",«sans-serif»">Длина, м
<span Verdana",«sans-serif»"> 13.53
<span Verdana",«sans-serif»">Высота, м
<span Verdana",«sans-serif»"> 4.62
<span Verdana",«sans-serif»">Площадь крыла, м2
<span Verdana",«sans-serif»"> 50.2
<span Verdana",«sans-serif»">Масса, кг
<span Verdana",«sans-serif»">
<span Verdana",«sans-serif»"> пустого
<span Verdana",«sans-serif»"> 4177
<span Verdana",«sans-serif»"> взлетная
<span Verdana",«sans-serif»"> 11622
<span Verdana",«sans-serif»"> топлива
<span Verdana",«sans-serif»"> 6583
<span Verdana",«sans-serif»">Тип двигателя
<span Verdana",«sans-serif»"> 1 ТРДД Allison AE3007H
<span Verdana",«sans-serif»">Тяга, кгс
<span Verdana",«sans-serif»"> 1 х 3450
<span Verdana",«sans-serif»">Максимальная скорость, км/ч
<span Verdana",«sans-serif»"> 639
<span Verdana",«sans-serif»">Радиус действия, км
<span Verdana",«sans-serif»"> 4445
<span Verdana",«sans-serif»">Продолжительность полета, ч
<span Verdana",«sans-serif»"> 38
<span Verdana",«sans-serif»">Практический потолок, м
<span Verdana",«sans-serif»"> 19800
<span Arial",«sans-serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-font-kerning:16.0pt;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">Цифровая радиолиния с сигналом КИМ-ЧМ
В цифровой системе передачи информации с радиосигналомКИМ-ЧМ необходимо оценить точность передачи сообщения и выбрать основныепараметры радиолинии, определяющие точность. Известно, что в системе непрерывнопринимаются сообщения. В приемном устройстве применяется прием “в целом”.
Необходимознать — скорость передачи информации R(двоичных единиц в секунду), энергетический потенциалрадиолинии, закон изменения несущей частоты из-за нестабильности передатчика идвижения передающего и принимающего пунктов. Предполагается также, что символыв КИМ сигнале могут считаться независимыми, а априорная вероятность появлениянуля и единицы одинакова.
<img src="/cache/referats/17481/image009.gif" v:shapes="_x0000_i1037">
Рисунок SEQРисунок * ARABIC 1. Функциональная схема приемника беспилотногоДПЛА
Вприемном устройстве после преобразования и усиления происходит оптимальныйприем “в целом”. Функциональные схемы оптимальных приемников приведены на REF _Ref72835073 h 1. Оптимальный приемник вычисляет взаимную корреляцию принятого сигнала<img src="/cache/referats/17481/image011.gif" v:shapes="_x0000_i1038"> с каждым из возможныхсигналов <img src="/cache/referats/17481/image013.gif" v:shapes="_x0000_i1039"> и выносит решение оприеме того сигнала, для которого указанная величина имеет наибольшее значение.Схема оптимального приемника содержит <img src="/cache/referats/17481/image015.gif" v:shapes="_x0000_i1040"> активных корреляторов.В этом случае имеется генератор опорных сигналов <img src="/cache/referats/17481/image013.gif" v:shapes="_x0000_i1041">. В состав приемника входит также устройствосинхронизации, с помощью которого обеспечивается синхронизация принимаемых иопорных сигналов, а также разряд интегратора после окончания кодового слова. Опорноенапряжение вырабатывает система ФАП. При оценке помехоустойчивости оптимальногоприемника параметры входного сигнала считаются полностью известными. Такойприемник известен под названием корреляционного (или когерентного) приемника.Опорные сигналы поступают на корреляторы одновременно с принятым сигналом <img src="/cache/referats/17481/image011.gif" v:shapes="_x0000_i1042">
<img src="/cache/referats/17481/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1043"> (<img src="/cache/referats/17481/image020.gif" v:shapes="_x0000_i1044">
Вкачестве показателя точности основного тракта принимается вероятностьнеправильной оценки слова (<img src="/cache/referats/17481/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1045"><img src="/cache/referats/17481/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1046">
Длясигнала КИМ-ЧМ перемножитель сделаем необычный. Функциональная схемаперемножителя представлена на REF _Ref72836878 h 2.
<img src="/cache/referats/17481/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1047">
Рисунок SEQРисунок * ARABIC 2. Функциональная схема перемножителяКИМ-ЧМ
Частотныйдетектор построен на двух разнесенных фильтрах, каждый из которых настроен насвою частоту, передающую сигналы «1» и «0» соответственно. Фильтры согласованныс формой символа сигнала так, что на выходе фильтра огибающая символастановится треугольной. Предполагается, что разнос частот, на которые настроеныфильтры, значительно превышает их полосы пропускания. Огибающие на выходефильтров выделяются линейными амплитудными детекторами. Выходы детектороввычитаются. Образующиеся разнополярные импульсы усиливаются в видеоусилителе линейно,если их абсолютная величина меньше уровня насыщения <img src="/cache/referats/17481/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1048"><img src="/cache/referats/17481/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1049"> соответствует «0».Таким образом, при совпадении <img src="/cache/referats/17481/image011.gif" v:shapes="_x0000_i1050"> с <img src="/cache/referats/17481/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1051"> на выходеперемножителя будут положительные импульсы, в ином случае перемножитель будетвыдавать отрицательные импульсы. Далее энергия импульсов накапливается винтеграторе.
Основной тракт радиолинииАнализосновноготракта радиолиниицелесообразно начать с выяснения принципиальной возможности получить приемлемыерезультаты в заданных условиях. Дело в том, что энергетический потенциал искорость передачи информации, значения которые заданы, уже определяютминимально возможную вероятность искажения символа. Если вероятность искажениясимвола окажется слишком большой, то не имеет смысла рассчитывать реальнуюрадиолинию, которая, разумеется, будет еще хуже.
Вероятностьошибки при оценке слова в сигнале КИМ-ЧМ для оптимальной обработки при приеме “вцелом” равна
<img src="/cache/referats/17481/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1052"> (1)
где <img src="/cache/referats/17481/image034.gif" v:shapes="_x0000_i1053"> — отношение сигнла/шум,<img src="/cache/referats/17481/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1054"> — энергия сигнала, <img src="/cache/referats/17481/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1055"> -мощность полезного сигнала КИМ-ЧМ, <img src="/cache/referats/17481/image040.gif" v:shapes="_x0000_i1056"> - длительность слова, <img src="/cache/referats/17481/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1057"> — спектральная плотностьшума. После расчета ошибки по формуле(1)может оказаться необходимым потребовать изменить исходные условия— увеличить энергетический потенциал илиуменьшить скорость передачи и только после этого приступить к расчету реальнойрадиолинии.
Система синхронизацииВцифровых радиолиниях необходимо применять кадровуюпри синхронной передаче, а также пословнуюсинхронизации. В случае посимвольного приема дополнительно требуются сигналыпосимвольной синхронизации. С помощью соответствующих синхронизирующихсигналов осуществляется разделение каналов и обеспечивается правильная работадекодирующих устройств командных сигналов. В нашем случае сигнал будет иметьследующий вид.
<img src="/cache/referats/17481/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1058">
Рисунок SEQРисунок * ARABIC 3Структура демодулированного сигнала
Кадровая синхронизация.Синхронизирующее слово, ставящееся в начале каждого кадра, называется словомкадровой синхронизации. В качестве слов кадровой синхронизации частоиспользуются составные сигналы, причем выделение этих слов в приемникеосуществляется с помощью пассивного согласованного фильтра (<span REF _Ref70656790 \h \* MERGEFORMAT "">Рисунок 4). Напряжение на выходе согласованного фильтравоспроизводит автокорреляционную функцию синхронизирующего сигнала. Дляуменьшения ошибок, возникающих при обнаружении синхронизирующего сигнала иопределении его временного положения, автокорреляционная функция данногосигнала должна иметь узкий центральный пик и малый уровень «боковых» выбросов.Подобным свойством обладает ряд широкополосных сигналов, в том числе сигналы,сформированные на основе некоторых двоичных кодов.
<img src="/cache/referats/17481/image046.gif" v:shapes="_x0000_i1059">
Рисунок SEQРисунок * ARABIC 4Устройство декодирования кадровогосинхронизирующего сигнала
Принятыйсинхронизирующий видеосигнал, поступает на вход линии задержки. Расстояниемежду отдельными отводами этой линии соответствует длительности элементарныхимпульсов кода <img src="/cache/referats/17481/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1060"><img src="/cache/referats/17481/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1061"><img src="/cache/referats/17481/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1062">
Навход рассматриваемого согласованного фильтра поступает напряжение <img src="/cache/referats/17481/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1063">
Винерционной системе кадровой синхронизации сигналы, выделенные с помощьюсогласованного фильтра, могут использоваться для автоматической подстройкичастоты местного генератора синхронизирующих сигналов. Постоянная времениинерционной системы значительно превышает длительность синхронизирующегосигнала <img src="/cache/referats/17481/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1064">
Пословная синхронизацияпредназначается для определения границ отдельныхкоманд в составе кадра. Существуют различные способы осуществления пословнойсинхронизации. Способ, который мы будем использовать, основан на использованииспециальных разделительных сигналов (<span REF _Ref70929183 \h \* MERGEFORMAT "">Рисунок3 – заштрихованные импульсы). При синхроннойнепрерывной передаче сообщений разделительные сигналы имеют периодическийхарактер, поэтому в спектре модулирующего сигнала радиолинии возникаетрегулярная составляющая на частоте следования слов сообщения <img src="/cache/referats/17481/image054.gif" v:shapes="_x0000_i1065">
Посимвольная синхронизацияиспользуется при посимвольном приеме кодовых слов иобеспечивает разделение элементарных сигналов, соответствующих различнымпозициям кодового слова. Требования к точности посимвольной синхронизациизависят от используемого способа обработки элементарных информационных сигналовв приемнике. При обработке, близкой к оптимальной, а она в нашем случае именнотакая, необходимо достаточно точное определение границ этих сигналов.Требования к точности синхронизации возрастают с уменьшением длительности элементарныхсигналов.
<img src="/cache/referats/17481/image056.gif" v:shapes="_x0000_i1066">
Рисунок SEQРисунок * ARABIC 5Функциональная схема инерционнойсистемы посимвольной синхронизации
Длявыделения сигналов посимвольной синхронизации непосредственно используетсяпоследовательность принимаемых информационных символов. На <span REF _Ref70930496 \h \* MERGEFORMAT "">Рисунок5 показана функциональная схема инерционной системыпосимвольной синхронизации. В результате дифференцирования сигнала <img src="/cache/referats/17481/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1067">
Анализтаких систем имеет целью определить флюктуации моментов временных метокотносительно положения, соответствующих идеальной