Реферат: Проектирование командно-измерительной радиолинии системы управления летательным аппаратом

<img src="/cache/referats/826/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1316">московский государственный ордена ленина И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙРЕВОЛЮЦИИ
авиационный институт имени СЕРГООРДЖОНИКИДЗЕ

(техническийуниверситет)

<img src="/cache/referats/826/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1315">


факультет радиоэлектроники ла

Кафедра 402

Отчетпо практическим занятиям по курсу
«Радиосистемы управления и передачи информации»

натему

«Проектирование
командно-измерительной радиолинии
системы управления летательным аппаратом»

Выполнил:  О. А. Левин и др.,

гр. 04-517

Преподаватель:  В. В. Заикин

москва

1997

<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">
Техническое задание

Спроектироватькомандно-измерительную линию, взяв в качестве основы функциональную схему,изображенную на рис. 1 при следующих исходных данных:

1.<span Times New Roman"">   

2.<span Times New Roman"">   

5 символов при вероятности ошибки на символ не больше 10-3.

3.<span Times New Roman"">   

4.<span Times New Roman"">   

4 Гц.

5.<span Times New Roman"">   

3 МГц.

6.<span Times New Roman"">   

7.<span Times New Roman"">   

-5от номинала.Дополнительные условия

¾<span Times New Roman"">   

¾<span Times New Roman"">   

¾<span Times New Roman"">   

В результате расчетадолжны быть выбраны следующие основные параметры подсистем передающего иприемного трактов:

¾<span Times New Roman"">      

¾<span Times New Roman"">      

¾<span Times New Roman"">      

¾<span Times New Roman"">      

¾<span Times New Roman"">      

¾<span Times New Roman"">      

¾<span Times New Roman"">      

¾<span Times New Roman"">      

<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">
Спектры используемых сигналов<img src="/cache/referats/826/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1025">

Рис. SEQ Рисунок * ARABIC 1. Спектр ПШС

<img src="/cache/referats/826/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1026">

Рис. SEQ Рисунок * ARABIC 2. Спектр сигнала тактовойсинхронизации

<img src="/cache/referats/826/image010.gif" v:shapes="_x0000_s1111 _x0000_s1039 _x0000_s1040 _x0000_s1050 _x0000_s1060 _x0000_s1062 _x0000_s1063 _x0000_s1064 _x0000_s1065 _x0000_s1066 _x0000_s1072 _x0000_s1073 _x0000_s1074 _x0000_s1075 _x0000_s1076 _x0000_s1078 _x0000_s1079 _x0000_s1080 _x0000_s1085 _x0000_s1086 _x0000_s1087 _x0000_s1088 _x0000_s1089 _x0000_s1090 _x0000_s1091 _x0000_s1092 _x0000_s1093 _x0000_s1094 _x0000_s1095 _x0000_s1096 _x0000_s1097 _x0000_s1101 _x0000_s1102 _x0000_s1104 _x0000_s1106 _x0000_s1107 _x0000_s1108 _x0000_s1109 _x0000_s1110">


                           UПШСх2F(f)

Рис. 3. Правая половина спектра сигнала врадиолинии

<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">

Рис. 4. Спектр сигнала на несущей

<img src="/cache/referats/826/image016.gif" v:shapes="_x0000_s1440 _x0000_s1245 _x0000_s1314 _x0000_s1153 _x0000_s1187 _x0000_s1152 _x0000_s1154 _x0000_s1155 _x0000_s1156 _x0000_s1157 _x0000_s1158 _x0000_s1159 _x0000_s1160 _x0000_s1161 _x0000_s1162 _x0000_s1163 _x0000_s1164 _x0000_s1165 _x0000_s1166 _x0000_s1167 _x0000_s1168 _x0000_s1176 _x0000_s1177 _x0000_s1178 _x0000_s1179 _x0000_s1180 _x0000_s1181 _x0000_s1169 _x0000_s1170 _x0000_s1171 _x0000_s1172 _x0000_s1173 _x0000_s1174 _x0000_s1175 _x0000_s1230 _x0000_s1231 _x0000_s1232 _x0000_s1233 _x0000_s1234 _x0000_s1235 _x0000_s1236 _x0000_s1242 _x0000_s1246 _x0000_s1247 _x0000_s1248 _x0000_s1249 _x0000_s1250 _x0000_s1251 _x0000_s1252 _x0000_s1253 _x0000_s1254 _x0000_s1255 _x0000_s1256 _x0000_s1257 _x0000_s1258 _x0000_s1259 _x0000_s1260 _x0000_s1261 _x0000_s1262 _x0000_s1263 _x0000_s1264 _x0000_s1265 _x0000_s1266 _x0000_s1267 _x0000_s1268 _x0000_s1269 _x0000_s1270 _x0000_s1271 _x0000_s1272 _x0000_s1273 _x0000_s1274 _x0000_s1275 _x0000_s1276 _x0000_s1277 _x0000_s1278 _x0000_s1279 _x0000_s1280 _x0000_s1281 _x0000_s1285 _x0000_s1286 _x0000_s1304 _x0000_s1287 _x0000_s1288 _x0000_s1289 _x0000_s1291 _x0000_s1292 _x0000_s1293 _x0000_s1294 _x0000_s1295 _x0000_s1296 _x0000_s1297 _x0000_s1298 _x0000_s1300 _x0000_s1301 _x0000_s1302 _x0000_s1303 _x0000_s1306 _x0000_s1307 _x0000_s1308 _x0000_s1309 _x0000_s1310 _x0000_s1311 _x0000_s1312">

Выбор параметров системыШумовая полоса ФАПЧ

Положим, что на режим захватаможно выделить 10% времени сеанса (1 мин.). Диапазон неизвестности частотызадан, как 10-5 от номинала 1 ГГц, т. е. поиск надо вестив полосе <img src="/cache/referats/826/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1027">  этотдиапазон надо пройти 5-6 раз, поэтому один проход будет совершаться за время Тп=10 с. Отсюда получимтребуемую скорость перестройки частоты:<img src="/cache/referats/826/image020.gif" v:shapes="_x0000_i1028">

<img src="/cache/referats/826/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1029">

Необходимая мощность гармоники на несущей частоте
из условия нормальной работы ФАПЧ в режиме слежения

Дисперсия шумовой ошибкиопределяется по формуле:

<img src="/cache/referats/826/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1030">

где: GШ —спектральная плотность шума на входе ФАПЧ (Вт/Гц), РСН — мощность гармоники на несущей частоте.Положим <img src="/cache/referats/826/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1031">

<img src="/cache/referats/826/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1032">

В техническом задании указанполный энергетический потенциал радиолинии — 104 Гц.Следовательно, на гармонику с несущей частотой следует выделить <img src="/cache/referats/826/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1033"> от полной мощностисигнала. Мощность гармоники на несущей: <img src="/cache/referats/826/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1034"><img src="/cache/referats/826/image034.gif" v:shapes="_x0000_i1035"><img src="/cache/referats/826/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1036">

Оценка необходимой мощности сигнала в информационном канале

На режим приема в сеансе остается9 минут. За это время  надо передать 105символов. Значит длительность одного символа ТПС<540·10-5 с. Информация передаетсятретьим членом в спектре сигнала. Соответствующая мощность:

<img src="/cache/referats/826/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1037">

где <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">h

и — часть мощности, затрачиваемая напередачу информации. Вероятность ошибки не должна превышать 10-3,поэтому (из интеграла вероятности): РСИ/GШИ>890 Гц.

<img src="/cache/referats/826/image040.gif" v:shapes="_x0000_i1038">

Выбор девиации фазы в фазовом модуляторе передатчика

Из предыдущих расчетов имеем:

<img src="/cache/referats/826/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1039">

<img src="/cache/referats/826/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1040">

Решив эти трансцендентныеуравнения, получим: mC=1,085 рад.,mИ=1 рад.

Распределение мощности между компонентами сигнала

Выше было найдено, что на несущуюприходится 0,13, а на информацию — 0,089 полной мощности сигнала. Мощностьсигнала синхронизации будет определяться по формуле:

<img src="/cache/referats/826/image046.gif" v:shapes="_x0000_i1041">

Выбор тактовойчастоты,
обеспечивающей заданную точность измерения дальности

Дальность измеряется по сигналусимвольной синхронизации, имеющему остроугольную сигнальную функцию.Максимальная ошибка по дальности будет определяться по формуле:

<img src="/cache/referats/826/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1042">

где с — скорость распространения радиоволн; k2=10 — коэффициент запаса; <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">b

=3/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">tИ– крутизна наклона главного пика сигнальной функции; Q0=РссТизм — энергия сигнала(время измерения — 1 с). Общая ошибка по дальности (20 м)поровну распределена между запросной и ответной радиолинией, следовательно, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">DRmax=10 м. Зная это,найдем, что <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">tИ<4,4·10-5 с.Следовательно, тактовая частота 2Fтдолжна быть меньше величины 1/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">tИ=22,7 кГцВыбор параметров задающего генератора и генератора ПШС

Выберем необходимое число символовв ПШС (nпс):

<img src="/cache/referats/826/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1044">

Ближайшее целое число,удовлетворяющее этому условию — 127. Пересчитанное значение длительностиимпульса составит 42,5 мкс и тактовая частота 2Fт=23,53 кГц.

Проверка надежности работы ФАПЧ в режиме захвата и выделения несущей

Проверим, не будут ли мешатьгармоники сигнала, лежащие рядом с несущей частотой. Полоса ФАПЧ выбранашириной 80 Гц и в процессе поиска просматривается диапазон <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">±

10 кГцоколо несущей.

·<span Times New Roman"">     

Fт=<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">±47,06 кГци в полосу поиска не попадает.

·<span Times New Roman"">     

<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">±40 кГц.Ближайшая гармоника синхросигнала отстоит на частоту 1/Тпс=185 Гц и в полосу ФАП не попадает.

·<span Times New Roman"">     

Аmax наибольшей из гармониксинхросигнала, попадающей в полосу поиска:

<img src="/cache/referats/826/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1045">

где Аm —амплитуда максимальной гармоники в синхросигнале. Полезная гармоника имеет амплитуду0,362UН, т. е. почтив 100 раз больше по мощности, что обеспечивает легкую селекцию.

Определение необходимых полос пропускания фильтров в приемном тракте

·<span Times New Roman"">     

UД(t) после синхронного детектора сигналрасположен вблизи частоты 47,06 кГц и занимает полосу примерно(4… 5)/ТПС=1 кГц.При нестабильности частоты 10-5 от номинала частотный сдвиг непревысит 500 Гц. Следовательно, полосовой ограничитель должен бытьнастроен на частоту 47,06 кГц и иметь полосу пропускания около 1 кГц.

·<span Times New Roman"">     

FТ, находим необходимуюполосу фильтра в 142 кГц.

·<span Times New Roman"">     

<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">±12FТ, к этому надо добавитьнестабильность несущей (<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">±10 кГц). Следовательно, полоса должна быть порядка2(142+<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">±10) кГц==300 кГц. Эта же величина определяет занимаемый радиолинией диапазончастот.Проверка выполнения требований ТЗ
по необходимой точности прогноза дальности

<img src="/cache/referats/826/image054.gif" v:shapes="_x0000_i1043">

Рис. 5. Сигнальная функция синхросигнал

В задании указана точность прогнозадальности 50 км. Это обеспечивает прогноз по задержке <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">±

0,333·10-3 с.Поскольку Тпс=5,4·10-3 с,а <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">tи=4,25·10-5 с,в диапазон исследуемых задержек может попасть только один большой пик сигнальнойфунк­ции и большое число малых пиков высотой 1/nпс. Надежные измерения обеспечиваются только приусловии:

<img src="/cache/referats/826/image056.gif" v:shapes="_x0000_i1046">

Зная, что в данном случае

<img src="/cache/referats/826/image058.gif" v:shapes="_x0000_i1047">

<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">

Кодирующее устройство

Задающий генератор

Фазовый модулятор

Фазовый модулятор

Сумматор

Команды от ЭВМ

UДШ(t)

U4F(t)

UКИМ(t)

UМ(t)

S(t)

Делитель частоты
 на 2

Перемно­житель

Генератор несущей частоты

Генератор ПШС

Дешифратор

U2F(t)

Uсс(t)

UПШС(t)

На измеритель дальности

<img src="/cache/referats/826/image059.gif" v:shapes="_x0000_s1318 _x0000_s1319 _x0000_s1320 _x0000_s1321 _x0000_s1322 _x0000_s1323 _x0000_s1324 _x0000_s1325 _x0000_s1326 _x0000_s1327 _x0000_s1328 _x0000_s1329 _x0000_s1330 _x0000_s1331 _x0000_s1332 _x0000_s1333 _x0000_s1334 _x0000_s1335 _x0000_s1336 _x0000_s1337 _x0000_s1338 _x0000_s1339 _x0000_s1340 _x0000_s1341 _x0000_s1342 _x0000_s1343 _x0000_s1344 _x0000_s1345 _x0000_s1346 _x0000_s1347 _x0000_s1348 _x0000_s1349 _x0000_s1350 _x0000_s1351 _x0000_s1352 _x0000_s1353 _x0000_s1354 _x0000_s1355 _x0000_s1356 _x0000_s1357 _x0000_s1358 _x0000_s1359"> <div v:shape="_x0000_s1317">

Рис. 6. Структурная схема передающего тракта

<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">

Декодирующее устройство

Полосовой фильтр

Фазовый детектор поднесущей

Интегратор

Решающее устройство

Преобразователь частоты

УВЧ

УПЧ

Фазовый
детектор
несущей

УВС по частоте

ФАПЧ

Устройство контроля синхронизации

ФНЧ

Система слежения за задержкой

Устройство контроля символьной синхронизации

УВС
по задержке

к БЗУ

Uд(t)

Uг(t)

Схема распознавания сигналов

Sг(t)

Uоп(t)

Uсс(t)

Uз(t)

U´F(t)

Uдш(t)

К передатчику линии
«Борт — Земля»

Блокировка

<img src="/cache/referats/826/image060.gif" v:shapes="_x0000_s1360 _x0000_s1361 _x0000_s1362 _x0000_s1363 _x0000_s1365 _x0000_s1366 _x0000_s1367 _x0000_s1368 _x0000_s1369 _x0000_s1370 _x0000_s1371 _x0000_s1372 _x0000_s1373 _x0000_s1374 _x0000_s1375 _x0000_s1376 _x0000_s1377 _x0000_s1378 _x0000_s1379 _x0000_s1380 _x0000_s1381 _x0000_s1382 _x0000_s1383 _x0000_s1384 _x0000_s1385 _x0000_s1386 _x0000_s1387 _x0000_s1388 _x0000_s1389 _x0000_s1390 _x0000_s1391 _x0000_s1392 _x0000_s1393 _x0000_s1394 _x0000_s1395 _x0000_s1396 _x0000_s1397 _x0000_s1398 _x0000_s1399 _x0000_s1400 _x0000_s1401 _x0000_s1402 _x0000_s1403 _x0000_s1404 _x0000_s1405 _x0000_s1406 _x0000_s1407 _x0000_s1408 _x0000_s1409 _x0000_s1410 _x0000_s1411 _x0000_s1412 _x0000_s1413 _x0000_s1414 _x0000_s1415 _x0000_s1416 _x0000_s1417 _x0000_s1418 _x0000_s1419 _x0000_s1420 _x0000_s1421 _x0000_s1422 _x0000_s1423 _x0000_s1424 _x0000_s1425 _x0000_s1426 _x0000_s1427 _x0000_s1428 _x0000_s1429 _x0000_s1430 _x0000_s1431 _x0000_s1432 _x0000_s1433 _x0000_s1434 _x0000_s1435 _x0000_s1436 _x0000_s1437 _x0000_s1438 _x0000_s1439"> <div v:shape="_x0000_s1364">

Рис. 7. Структурная схема передающего тракта

еще рефераты
Еще работы по радиоэлектронике