Селективное подавление блокирующих сигналов в системах радиосвязи
ВВЕДЕНИЕ
Ум и пытливость человека всегда были двигателем научно – технического прогресса. До становления фундаментальных наук люди наблюдали за природными явлениями и процессами, происходящими на планете. Со временем, основываясь на своих наблюдениях, люди строили гипотезы, а в последствие доказывали или опровергали их. Систематизация полученных данных способствовала становлению фундаментальных наук, таких как физика, математика и другие. В свою очередь, в каждой области появлялись прикладные направления, рассматривающие более узкие и конкретные вопросы данной проблемной области. Изучение электромагнитных волн и их взаимодействия c окружающей средой привело к становлению таких областей науки и техники как радиоэлектроника и радиотехника. Охватывая теорию, методы создания и использование устройств для передачи и приема информации, радиоэлектроника, совместно с радиотехникой решают задачи, решения которых, находит свое применение в радиосвязи, системах дистанционного управления, радиолокации и радионавигации [1-3].
Несмотря на широкий спектр таких задач, можно выделить одну из основных – обеспечение передачи информации на расстояние [4-6]. Качество и достоверность передаваемой информации определяются характеристиками радиоприемного и радиопередающего устройства. И, если качество радиопередатчика определяется такими качественными и техническими характеристиками как мощность выходного каскада, диапазоном рабочих частот, помехоустойчивостью и стабильностью частоты, а также коэффициентом гармоник на выходе, то таких параметров у радиоприемного устройства больше: чувствительность, избирательность, помехоустойчивость, динамический диапазон и т.д. [7-11]. Одним из важных параметров является способность приемника к защите от блокирующих сигналов, т.е. возможность вычленять полезный сигнал на фоне мощных сигналов высокой амплитуды, широкой или узкой полосы, расположенных вблизи полезного принимаемого сигнала [3, 12-14].
Содержание
Введение………………………………………………………………………….9
1. Способы борьбы с блокирующими сигналами в радиосвязи....................... 8
1.1. Проблема блокирующих сигналов в радиосвязи........................................ 8
1.2. Методы подавления блокирующего сигнала............................................. 10
1.2.1. Применение режекторных фильтров для борьбы с блокирующими сигналами
1.2.2. Метод задержки сигнала……………………………………………….
1.2.3. Аналоговая векторная обработка сигналов как способ подавления блокирующего сигнала……………………………………………………………
1.2.4. Метод переноса спектра сигнала………………………………………….
1.3 Числовая апертура ......................................................................................... 12
1.4 Профили показателя преломления оптические волокна ........................... 13
1.5 Нормированная и критическая частота ....................................................... 16
2 Моделирование способов подавления блокирующих сигналов .................. 18
2.1 Анализ типов полосно-заграждающих фильтров ...................................... 18
2.2 Фильтры Баттерворта..................................................................................... 26
2.3 Фильтры Чебышева первого рода................................................................. 33
2.4 Моделирование фильтра Чебышева первого рода и фильтра Баттерворта……………………………………………………………………... 39
2.5 Моделирование метода переноса спектра сигнала..................................... 49
2.6 Проектирование устройства подавления блокирующих сигналов............ 53
2.7 Вынужденное рас сеяние Мандельштама-Брюллиэна ............................... 56
Технико-экономическое обоснование…………………………………………
Безопасность технологического процесса……………………………………..
Заключение………………………………………………………………………
Список использованных источников…………………………………………….
Список использованных источников:
1. Бабуров Э.Ф. Новые средства судовой автоматизированной радиосвязи: Производственно-учебное пособие для инженеров и студентов вузов. / Э.Ф. Бабуров, А.Н. Голиков, И.Л. Калюжный. – Севастополь Изд-во СВМИ им. П.С. Нахимова, 1994. – 236 с.
2. Банкет В.Л. Цифровые методы передачи информации в спутниковых системах связи: Учеб. Пособие / В.Л. Банкет, П.В. Иващенко, А.Э. Геер. – Одесса: Изд-во УГАС, 1996. – 180с.
3. Беллами Дж. Цифровая телефония / Дж. Беллами. - М.: Радио и связь, 1986. – 554 с.
4. Чистяков Н.И. Радиоприёмные устройства. / Н.И. Чистяков. - М.: «Сов. радио», 1978. - 152 с.
5. Арсалов М.З. Радиоприемные устройства. / М.З. Арсалов, В.Ф. Рябков. - М.: «Сов. радио», 1972. – 422 с.
6. Гуткин Л.С. Теория оптимальных методов радиоприема при флуктуационных помехах. / Л.С. Гуткин. - М.: «Сов. радио», 1972. – 448 с.
7. Бобров Н.В. Расчет радиоприемников. / Н.В. Бобров, Г.В. Максимов, В.И. Мичурин. - М.: Воениздат, 1971. - 457 с.
8. Коловский Д.Д. Теория передачи сигналов. / Д.Д. Коловский. - М.: «Связь», 1973. – 254 с.
9. Motita M. «High sensitivity receiver system for frequency modulation waves» / М.Motita, S. Ito // IRE Nat. Conv. Rec. 1960. – Vol. 17(5). - C. 11-18.
10. Sosin B.M. «H.F. Communication receiver performance requirements and realization» / B.M. Sosin // Radio and Electron. Eng. 1971. - Vol. 7. - C. 18-24.
11. Твайбелл Г. Улучшение показателей коротковолнового радиоприемника на базе использования цифровых методов. / Г. Твайбелл. – Электроника, 1982. № 14, с. 57 – 61.
12. Чистяков Н.И. Тенденции развития радиоприемных устройств. / Н.И. Чистяков. – Радиотехника, 1977, № 3, с. 54 – 62.
13. Raymond L. Revision to «Theory of Spread Spectrum Communications – A Tutorial» / L. Raymond, R.L. Pickholtz, L. Donald, D. Schilling, B. Laurence, L. Milstein // IEEE Transactions on communications. 1984. – Vol. 32(2). - C. 211-212.
14. Бартон Д. Радиолокационные системы. / Д. Бартон. - М.: Воениздат, 1967. – 428 с.
15. Пронин К. Проектирование, оптимизация и моделирование SDR. // Электронные компоненты. 2012.-№2, С.49-53.
16. Фалько А.И. Расчёт преселекторов: Учебное пособие / А.И. Фалько. - СибГУТИ. –Новосибирск, 2002. - 145с.
17. Гасанов О. Принципы построения радиоприемников с цифровой обработкой сигнала // Электронные компоненты. -2010.-№12-С.63-65.
18. Рембовский А.М. Радиомониторинг – задачи, методы, средства. /А.М. Рембовский, А.В. Ашихмин, В.А. Козьмин. - М.: Горячая линия – Телеком, 2010. – 467 с.
19. Беккиев А.Ю. Базовые принципы создания помехозащищённых систем радиосвязи. / А.Ю. Беккиев, В.И. Борисов. // Теория и техника радиосвязи. - 2014. - №1. - С. 5-18.
20. Босый Н.Д. Электрические фильтры. / Н.Д. Босый. - Киев, Гостехиздат, 1959. – 459 с.
21. Гельмонт З.Я., Лестничные режекторные фильтры с кварцевыми резонаторами в продольных ветвях. З.Я. Гельмонт, Т.Ф. Метелькова. // «Электросвязь». – 1971. - № 11. - С. 69 – 42.
22. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр. Пер с англ. / Б. Скляр. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. – 1104 с.
23. Палшков В.В. Радиоприемные устройства. / В.В. Палшков. - М.: "Радио и связь" 1984. - 524 с.
24. Mane Harshali «Direct sequence spread transmission and reception using compression techniques» / H. Mane, K.Y.K. Kumari, G.B.N. Vamsidhar, A. Kartheek, A. Vinay Kumar, M. Venugopala Rao // International Conference on Smart Technologies and Management for Computing, Communication, Controls, Energy and Materials (ICSTM), 2015. - C. 344-347.
25. Сифоров В.И. Радиоприемные устройства. Учебник для вузов. / В.И. Сифоров. - М.: «Сов. радио», 1974. - 558с.
26. Головин О.В. Устройства генерирования, формирования, приема и обработки сигналов. Учебное пособие для вузов/ О.В. Головин.- М.: Горячая линия-Телеком, 2014. - 783 с.
27. Кульский А.Л. КВ-приёмник мирового уровня. / А.Л. Кульский.- М.: Наука и техника, 2014.- 352 с.
28. Атражев М.П. Борьба с радиоэлектронными средствами. / М.П. Атражев, В.А.Ильин, Н.П. Марьин. - М.: Воениздат, 1972. – 344 с.
29. Харкевич А.А. Борьба с помехами. Изд. 2-е, испр. / А.А. Харкевич. - М.: Наука, 1965. - 276 с.
30. Тартаковский Г.П. Динамика систем автоматической регулировки усиления. / Г.П. Тартаковский. - М.: 1957. - 345 с.
31. Томаси У. Электронные системы связи. / У. Томаси. – М.: Техносфера, 2007. - 1358 с.
32. Богнер Р. Введение в цифровую фильтрацию. / Р. Богнер, А. Константинидис. - М.: Мир, 1976. – 478 с.
33. Ленк Дж. Электронные схемы. Практическое руководство. / Дж. Ленк . – М.: Мир, 1985. – 343 с.
34. Красиков М.И. Режекторный фильтр КВ диапазона для широкополосных систем радиомониторинга. / М.И. Красиков, Д.Г. Гарш, И.Н. Бармин. // Автоматизация технических процессов и устройств. Сборник докладов. – ИТ АРКТИКА. – 2016. - №3. – С 59 -63.
35. Головин О.В. Профессиональные радиоприемные устройства декаметрового диапазона / О.В. Головин – М.: Радио и связь, 1985. - 288 с.
36. Low noise ADC [Электронный ресурс]: - режим доступа: -http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/2217f.pdf – Загл. с экрана – Яз. Рус.
37. А.Ю. Барабошин, В.Я. Николаева, А.П. Трофимов. Подавление блокирующей помехи от собственного передатчика совмещенного ДКМВ радиоцентра в линейном тракте радиоприемной системы с биортогональный антенной Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций. Сборник докладов. – Самара: Изд. Офорт, 2017. – С. 86-89.
38. Дружин Г.И. Антенны и распространение радиоволн. Часть II. / Г.И. Дружин. – Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2003. – 56 с.
39. Джонсон Д. Справочник по активным фильтрам. / Д. Джонсон, Дж. Джонсон, Г. Мур. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 128 с.
40. Максимов С.А., Пашнев В.В. Использование техники переноса спектра сигнала для селективного подавления блокирующих сигналов // Высокопроизводительные вычислительные системы и технологии, - 2018, - №1(8), - с. 35-39.
После переноса спектра сигнала в область низких частот, при помощи фильтра высоких частот, была осуществлена фильтрация блокирующего сигнала. Частота среза ФВЧ была установлена на 60 кГц, что позволило «отсечь» блокирующий сигнал без подавления полезного. На рис. 2.12 показан результат моделирования.
В результате проведенных опытов по моделированию способов подавления блокирующего сигнала, был сделан следующий вывод: режекторные фильтры хорошо справляются с задачей подавления блокирующего сигнала, однако, для обеспечения селективности, т.е. для обеспечения подавления на любой частоте, которая заранее не известна, необходимо строить набор режекторных фильтров. Метод переноса спектра сигнала, позволяет обеспечить как подавление блокирующей помехи, так и селективность. В следствии вышесказанного для реализации способа селективного подавления блокирующих сигналов был выбран метод переноса спектра сигнала [40].