Сигналы и помехи в радиосистемах (стр. 12 )

2.Амплитудный спектр модуляции периода ДЧМ сигнала представляет собой сумму спектров элементов с различными fi :

. (126)

Полный нормированный спектр модуляции имеет вид

(127)

Из (127) следует, что энергетический спектр ДЧМ - сигнала со­держит два слагаемых: первое слагаемое определяет регулярную часть спектра, инвариантную к порядку перебора чисел Ni в последовательности; второе слагаемое - нерегулярную часть, зави­сящую от порядка перебора (разности i-n ) и определяющую тонкую структуру спектра.

На рис. 33 приведена форма энергетического спектра ДЧМ - сиг­нала при N = 7 для числовой последовательности = 4, 7, 3, 1, 6, 2, 5, ∆F =1 МГц.

Рис.32

Рис.33

В общем случае спектр ПС - сигнала с ДЧМ может быть сильно изрезан, что может несколько ухудшить корреляционные свойства. Однако с ростом N степень изрезанности убывает, а форма спектра приближается к прямоугольной. Эффективная полоса частот, занимаемая ПС - сигналом с ДЧМ, , а база .

3. Двумерная АКФ комплексной огибающей ПC - сигнала с ДЧМ записывается следующим образом [7]:

(128)

где , , .

Анализ (128) показывает, что характер двумерной АКФ зави­сит от значений разностей модулирующих чисел т. е. числовой псевдослучайной (псевдочетной) последовательности. При условии , (i, n=1, 2, …, N) максимальные боковые остатки достигают своего минимального уровня .

Сечение двумерной АКФ плоскостью , для прямоугольной огибающей сигнала с ДЧМ описывается функцией

, (129)

которая имеет первые нули на частотах , не зависит от вида модулирующей числовой последовательности (рис. 34) и пол­ностью совпадает с аналогичной функцией для ПС - сигналов с ДФМ.

Сечение двумерной АКФ ПС - сигнала с ДЧМ - плоскостью f =0 дает выражение для одномерной АКФ во временной плоскости:

(130)

Второе слагаемое в (130) определяет форму АКФ. в основном при малых , а первое слагаемое - при • Основной пик АКФ во временной плоскости принимает нулевые значе­ния в точках , т. е. интервал корреляции (разрешающая способность по ) для ПС -сигналов с ДЧМ в N раз короче длительности одного элемента модулирующей последовательности чисел (рис.35). Приведенная на рис. 35 форма АКФ вычислена при N=7 и = 4,7,3,1,6,2,5.

Результаты расчетов по формуле (130) позволяют сделать следующие выводы:

а) боковые остатки при зависят от вида модулирующей числовой последовательности , соизмеримы по величине с и совпадают для ДЧМ – сигналов с одинаковыми распределениями , при l =0,1,2...(N-1)

б) вид на интервале симмет­ричен относительно ординаты в точке , i=1, 2, 3,…,(N-1)

в) для уменьшения уровня боковых остатков необходимо выбирать модулирующие числовые последовательности с большими величинами при l=1, 2, 3,…,(N-1)

4. Коэффициент частотно-временной связи ПС - сигнала с ДЧМ согласно ( 62 ) определяется так

, (131)

где - производная функции фазовой модуляции ДЧМ сигнала, B - база сигнала.

определяет величины ошибок измерения по и f. Для их уменьшения необходимо уменьшать путем увеличения базы B и уменьшения разности в квадратных скобках выражения (131), путем выбора соответствующих числовых последовательностей.

Рис.34

Рис.35

Исходя из описанных основных свойств ПС - сигналов с ДЧМ, от­метим основные достоинства и недостатки этого класса сигналов. Основные достоинства:

возможность получения большого ансамбля квазиортогональных сигналов;

база сигнала В равна квадрату значности ( N2) модули­рующей числовой последовательности;

спектр сигнала в пределах Fзф близок к равномерному и обеспечивает лучшее использование выделенной полосы;

ширина основного пика АКФ сигнала на уровне 0,5 не npeвышает величины , т. е. коэффициент сжатия по временной оси пропорционален N2 ;

возможность получения боковых остатков АКФ, не превышающих величины ;

- высокая структурная скрытность.
Основные недостатки:

сложность формирования ансамбля когерентных ПС - сигналов, связанная с аппаратурными трудностями получения сетки когерентных дискретных частот;

сложность реализации когерентной цифровой; обработки сиг­нала.

ПС - сигналы с ДЧМ из-за указанных недостатков находят пока ограниченное применение в РТС, но их потенциальные возможности, вероятно, будут реализованы с совершенствованием элементной базы РТС.

1.4. Помехи в радиотехнических системах

По происхождению помехи делят на организованные и неоргани­зованные. Организованные помехи могут быть активными, пассивными и комбинированными. Активные помехи создаются системами радио­противодействия (разрушения информации). По характеру воздейст­вия на РТС активные помехи делятся на маскирующие и имитационные. Маскирующая помеха создает мешающий фон, затрудняя обнаружение сигналов, их различение и оценку параметров. Маскирующие помехи могут быть шумовыми или детерминированными, непрерывными во вре­мени или импульсными. Непрерывная шумовая помеха используется для подавления РТС с любым типом сигнала. В зависимости от соот­ношения эффективной полосы частот сигнала Fзф и помехи Fn различают прицельные и заградительные ( Fn »F*j,) шумовые помехи. Прицелься помеха при том же мешающем действии, что и заградительная, имеет меньшую мощность, но требует информа­цию о спектре подавляемого сигнала. Эффективным видом случайной импульсной помехи является хаотическая импульсная помеха (ХИП), представляющая собой случайную последовательность импульсов, па­раметры которой близки к параметрам сигнала подавляемой РТС.

Имитационная помеха похожа на сигнал РТС, отличаясь от него значением информационного параметра. Пассивная помеха создается за счет отражения, поглощения или преломления радиоволн, излу­чаемых подавляемой РТС. Неорганизованные помехи делят на естест­венные (не связанные с работой других радиоэлектронных средств), индустриальные (исключение составляют радиоэлектронные средства) и взаимные (за счет работы других радиоэлектронных средств).

Основные виды естественных помех:

- внутренний шум РТС, атмосферные помехи, космические поме­хи (излучения солнца, звезд, ионосферы и других космических объектов); помехи, возникающие в процессе распространения радио­волн (амплитудные, фазовые, поляризационные флюктуации сигнала, затухание, преломление, отражение радиоволн и другие явления).