|
Реферат: Проектирование командно-измерительной радиолинии системы управления летательным аппаратом (Радиоэлектроника)
московский государственный ордена ленина И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ
авиационный институт имени СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ (технический университет)
факультет радиоэлектроники ла Кафедра 402
Отчет по практическим занятиям по курсу
«Радиосистемы управления и передачи информации» на тему
«Проектирование
командно-измерительной радиолинии
системы управления летательным аппаратом»
Выполнил: О. А. Левин и др., гр. 04-517
Преподаватель: В. В. Заикин
москва 1997 Техническое задание
Спроектировать командно-измерительную линию, взяв в качестве основы функциональную схему, изображенную на рис. 1 при следующих исходных данных: 1. Время сеанса связи не более 10 минут. 1. За сеанс требуется передать по информационному каналу не менее 105 символов при вероятности ошибки на символ не больше 10-3. 1. В сеансе требуется измерить дальность с ошибкой не более 20 м при точности прогноза 50 км. 1. Энергетический потенциал (отношение мощности сигнала к спектральной плотности шума) на входе приемника — 104 Гц. 1. Несущая частота радиолинии — 103 МГц. 1. Занимаемый радиолинией диапазон частот не более 0,5 МГц. 1. Априорная неизвестность частот в сигнале до 10-5 от номинала.
Дополнительные условия
. Точность и достоверность измерений и передачи информации определяются в основном шумом. . Шумовые ошибки в запросной и ответной линии дальномера можно считать одинаковыми. . Дальномер должен выдавать независимые отсчеты дальности с интервалом в 1 секунду. В результате расчета должны быть выбраны следующие основные параметры подсистем передающего и приемного трактов: . частота задающего генератора в передающем тракте; . скорость передачи информационных символов; . параметры фазового модулятора передатчика; . число каскадов в генераторах ПС-кода; . параметры системы ФАПЧ в приемнике; . полоса пропускания ВЧ-преобразователя в приемнике; . полосы пропускания полосового ограничителя и ФНЧ в аппаратуре разделения каналов; . параметры системы тактовой синхронизации в аппаратуре декодирования.
. Спектры используемых сигналов
[pic]
Рис. 1. Спектр ПШС
[pic]
Рис. 2. Спектр сигнала тактовой синхронизации
UПШСх2F(f)
Рис. 3. Правая половина спектра сигнала в радиолинии Рис. 4. Спектр сигнала на несущей
Выбор параметров системы
Шумовая полоса ФАПЧ
Положим, что на режим захвата можно выделить 10% времени сеанса (1 мин.). Диапазон неизвестности частоты задан, как 10-5 от номинала 1 ГГц, т. е. поиск надо вести в полосе [pic]. Для надежности этот диапазон надо пройти 5-6 раз, поэтому один проход будет совершаться за время Тп=10 с. Отсюда получим требуемую скорость перестройки частоты:[pic]. Для надежного захвата сигнала при такой скорости требуется ФАПЧ с достаточно малой инерционностью (широкой шумовой полосой). Шумовая полоса будет определяться по формуле: [pic]
Необходимая мощность гармоники на несущей частоте
из условия нормальной работы ФАПЧ в режиме слежения
Дисперсия шумовой ошибки определяется по формуле: [pic] где: GШ — спектральная плотность шума на входе ФАПЧ (Вт/Гц), РСН — мощность гармоники на несущей частоте. Положим [pic], тогда необходимо иметь: [pic] В техническом задании указан полный энергетический потенциал радиолинии — 104 Гц. Следовательно, на гармонику с несущей частотой следует выделить [pic] от полной мощности сигнала. Мощность гармоники на несущей: [pic]. Учитывая, что полная мощность сигнала КИМ-ФМн-ФМ будет [pic], имеем [pic].
Оценка необходимой мощности сигнала в информационном канале
На режим приема в сеансе остается 9 минут. За это время надо передать 105 символов. Значит длительность одного символа ТПС890 Гц. [pic]
Выбор девиации фазы в фазовом модуляторе передатчика
Из предыдущих расчетов имеем: [pic] [pic] Решив эти трансцендентные уравнения, получим: mC=1,085 рад., mИ=1 рад.
Распределение мощности между компонентами сигнала
Выше было найдено, что на несущую приходится 0,13, а на информацию — 0,089 полной мощности сигнала. Мощность сигнала синхронизации будет определяться по формуле: [pic]
Выбор тактовой частоты,
обеспечивающей заданную точность измерения дальности
Дальность измеряется по сигналу символьной синхронизации, имеющему остроугольную сигнальную функцию. Максимальная ошибка по дальности будет определяться по формуле: [pic] где с — скорость распространения радиоволн; k2=10 — коэффициент запаса; (=3/(И – 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, (Rmax=10 м. Зная это, найдем, что (И | |