Главная Промышленная автоматика.

ментов дискретизации по дальности, может быть представлен следующим образом:

S (О = Re

N-1 Лг-

v=0 m=0

X [s,o {v, m} + j s„ {v, ш}] exp (j cOo 0)-

СИГ-

где (Oo - несущая частота высокочастотного траекторного нала.

Динамический диапазон формируемых дискретно-аналоговых сигналов полностью определяется разрядностью чисел, поступающих на управляющие входы амплитудных модуляторов (рис. 7.25). Для обеспечения необходимой точности имитации он должен превышать динамический диапазон аналого-цифровых преобразователей устройства обработки ЦРСА - Ддцп (см. § 1.3). Опыт испытаний показывает, что это превышение долл<но лежать в пределах 10 ... 20 дБ, что достигается увеличением разрядности цифрового представления цифровых отсчетов квадратурных компонент траекторного сигнала по отношению к /дцп на 2-3 разряда.

7.6. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЦИФРОВОГО КАНАЛА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ЦРСА

В § 6.4 было показано, что РИ представляет собой сообщение с шириной спектра десятки и даже сотни мегагерц. Такая широкая полоса частот, занимаемая сообщением, приводит к тому, что передача РИ в РМВ может быть реализована при использовании несущих колебаний с частотой /о>-100 МГц, что соответствует диапазону метровых или более коротких длин волн.

Самолетные антенны диапазона метровых и дециметровых волн (МВ-ДМВ) имеют сравнительно широкие ДН. Поэтому при излучении электромагнитных волн (ЭМВ) будут наблюдаться отражения от поверхности земли, которые принимаются антенной по основному или боковым лепесткам. На рис. 7.27 представлена соответствующая этому случаю геометрия КС. Носитель ЦРСА расположен в точке А на высоте h. Приемная часть КС расположена в точке В на высоте ha. Прямой сигнал приходит по направлению АВ с дальности Гсв, а отраженный - от участка местности, охватывающего точку зеркального отражения С. Последняя удалена от передатчика и приемника на расстоянии Гс1 и Гс2 соответ-

Рис. 7.27. Геометрия радиоканала передачи данных ЦРСА




сгвенно. Из рнс. 7.27 видно, что наиболее существенные отражения будут наблюдаться в том случае, когда дальность связи Гсв близка к дальности прямой видимости, т. е. когда

Здесь /( = 3,57-4,12 - коэффициент, учитывающий рефракцию ЭМВ в атмосфере; значе11ия lis и iia берутся в мечрах.

Характер отражений от земли зависит от соотношения между высотами земной поверхности li, п длиной рабочей волны Я. Для волн МВ-ДЛ1В диапазона в большинстве случаев выполняется условие

4ст/, 51Пуск .>1, (7.72)

где ап-среднеквадратическое значение высот земной поверхности; I - длина волны, па которой ведется передача информации; уск - угол скольжения для точки зеркального отражения (рис. 7.27). В этом случае отражение ЭМВ от земли носит диффузный или близкий к нему характер. Поэтому в точку приема будут приходить сигналы, отраженные от различных элементов 8; области отражения, что иллюстрируется рис. 7.28.

Распределение высот Нз земной поверхности над уровнем моря можно описать полем Нз(х, у), где х и у - координаты точки на поверхности земли в выбранной системе координат. Поле это в общем случае является случайным и описывается соответствующими статистическими характеристиками [61, 62]. Поэтому при движении носителя ЦРСА над земно!! поверхностью отраженные от нее сигналы также будут иметь случапньп] характер. Вследствие этого каналы передачи данных ЦРСА с носителя на пазем-пып пункт сбора информации принято представлять в форме линейного фильтра с переменными параметрами и импульсной характеристикой (ИХ) IikIU, /г). Обычно каналы этого типа называются КС с переменными параметрами [62] или каналами с рассеянием по частоте и дальности.

Для передачи информации по радиоканалу, параметры которого меняются во времепи случайным образом, используются сиг-палы, для которых справедливо неравенство

А/р„</о,

где Д/ри - ширина спектра сигнала; /о = с/л. В этом случае можно перейти к описанию сигналов и характеристик КС в комплек-


Рис. 7.28, Схема формирования отраженного сигнала



спых переменных. Комплексную огибающую 5прм(0 сигнала, принимаемого в точке В капала передачи данных ЦРСА (рис. 7.28), запишем в виде

(7.73)

где Е - энергия принимаемого сигнала; A{t)-иормироваиная функция, определяющая форму передаваемого по каналу связи сигнала:

j А it) А-it) dt 1 ;

(7.74)

hnity-v) -комплексная огибающая ИХ КС.

В канале передачи данных ЦРСА можно выделить две характерные части. Одна часть КС обеспечивает формирование прямого сигнала, приходящего по направлению АВ. Вторая часть КС формирует отраженный сигнал.

Сигнал, приходящий по направлению АВ (прямой сигнал), имеет случайную начальную фазу ф] и доплеровский сдвиг частоты VI, обусловленные случайным значением Гсв и вектором скорости Vn. Меняются они настолько медленно, что их можно считать постоянными па интервале времени, значительно превышающем длительность единичного элемента цифрового сигнала. Для такого КС его ИХ можно представить в форме

/г„ {t, T)-/23,(T) = fli eJv-6(T-Ti).

(7.75)

Здесь di = aiet--комплексный коэффициент, учитывающий амплитуду и случайную фазу принимаемого сигнала.

С учетом (7.75) соотношение (7.73) приводится к виду

s„u{t) = aYEA,{t-T{) + УЁ ] A(t~T)b{t,T)dT, (7.76)

где Ai(0=A(/)e"-; 6{t, т) - ИХ ет отраженный сигнал. Функцию ным процессом.

Канал связи с переменными параметрами можно характеризовать ие только ИХ 6 (t, т), но и передаточной функцией Р (/, /), функцией U{v, т), характеризующей интенсивность сигнала, имеющего доплеровский сдвиг по частоте v и задержку на распространение т, или функцией G(v,/), описывающей спектр замираний (как функцию v) при подаче па вход КС сигнала ехр(]2л ). Эти

той части КС, которая формиру-b{t, т) иногда называют каналь-


Pr(ut,ufl




Рис. 7.29. Схема, поясняющая связь между характеристическими функциями КС и их корреляционными функциями





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 [94] 95 96 97 98 99 100

0.0035