Проектирование командно-измерительной радиолинии системы управления летательным аппаратом

Файл : bestref-81381.rtf (размер : 1,029,395 байт)

6

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

на тему

«Проектирование командно-измерительной радиолинии системы управления летательным аппаратом»

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.

2.За сеанс требуется передать по информационному каналу не менее 105 символов при вероятности ошибки на символ не больше 10-3.

3.В сеансе требуется измерить дальность с ошибкой не более 20 м при точности прогноза 50 км.

4.Энергетический потенциал (отношение мощности сигнала к спектральной плотности шума) на входе приемника — 104 Гц.

5.Несущая частота радиолинии — 103 МГц.

6.Занимаемый радиолинией диапазон частот не более 0,5 МГц.

7.Априорная неизвестность частот в сигнале до 10-5 от номинала.

Дополнительные условия

ѕТочность и достоверность измерений и передачи информации определяются в основном шумом.

ѕШумовые ошибки в запросной и ответной линии дальномера можно считать одинаковыми.

ѕДальномер должен выдавать независимые отсчеты дальности с интервалом в 1 секунду.

В результате расчета должны быть выбраны следующие основные параметры подсистем передающего и приемного трактов:

ѕчастота задающего генератора в передающем тракте;

ѕскорость передачи информационных символов;

ѕпараметры фазового модулятора передатчика;

ѕчисло каскадов в генераторах ПС-кода;

ѕпараметры системы ФАПЧ в приемнике;

ѕполоса пропускания ВЧ-преобразователя в приемнике;

ѕполосы пропускания полосового ограничителя и ФНЧ в аппаратуре разделения каналов;

ѕпараметры системы тактовой синхронизации в аппаратуре декодирования.

ѕСпектры используемых сигналов

Рис. 1. Спектр ПШС

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 . 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:. Для надежного захвата сигнала при такой скорости требуется ФАПЧ с достаточно малой инерционностью (широкой шумовой полосой). Шумовая полоса будет опре­де­лять­ся по формуле:

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

Дисперсия шумовой ошибки определяется по формуле:

где: GШ — спектральная плотность шума на входе ФАПЧ (Вт/Гц), РСН — мощность гармоники на несущей частоте. Положим , тогда необходимо иметь:

В техническом задании указан полный энергетический потенциал радиолинии — 104 Гц. Следовательно, на гармонику с несущей частотой следует выделить от полной мощности сигнала. Мощность гармоники на несущей: . Учитывая, что полная мощность сигнала КИМ-ФМн-ФМ будет , имеем .

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 ТПС<540·10-5 с. Информация передается третьим членом в спектре сигнала. Соответствующая мощность:

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

Выбор девиации фазы в фазовом модуляторе передатчика

Из предыдущих расчетов имеем:

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:

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: