рефераты

Рефераты

рефераты   Главная
рефераты   Краткое содержание
      произведений
рефераты   Архитектура
рефераты   Астрономия
рефераты   Банковское дело
      и кредитование
рефераты   Безопасность
      жизнедеятельности
рефераты   Биографии
рефераты   Биология
рефераты   Биржевое дело
рефераты   Бухгалтерия и аудит
рефераты   Военное дело
рефераты   География
рефераты   Геодезия
рефераты   Геология
рефераты   Гражданская оборона
рефераты   Животные
рефераты   Здоровье
рефераты   Земельное право
рефераты   Иностранные языки
      лингвистика
рефераты   Искусство
рефераты   Историческая личность
рефераты   История
рефераты   История отечественного
      государства и права
рефераты   История политичиских
      учений
рефераты   История техники
рефераты   Компьютерные сети
рефераты   Компьютеры ЭВМ
рефераты   Криминалистика и
      криминология
рефераты   Культурология
рефераты   Литература
рефераты   Литература языковедение
рефераты   Маркетинг товароведение
      реклама
рефераты   Математика
рефераты   Материаловедение
рефераты   Медицина
рефераты   Медицина здоровье отдых
рефераты   Менеджмент (теория
      управления и организации)
рефераты   Металлургия
рефераты   Москвоведение
рефераты   Музыка
рефераты   Наука и техника
рефераты   Нотариат
рефераты   Общениеэтика семья брак
рефераты   Педагогика
рефераты   Право
рефераты   Программирование
      базы данных
рефераты   Программное обеспечение
рефераты   Промышленность
      сельское хозяйство
рефераты   Психология
рефераты   Радиоэлектроника
      компьютеры
      и перифирийные устройства
рефераты   Реклама
рефераты   Религия
рефераты   Сексология
рефераты   Социология
рефераты   Теория государства и права
рефераты   Технология
рефераты   Физика
рефераты   Физкультура и спорт
рефераты   Философия
рефераты   Финансовое право
рефераты   Химия - рефераты
рефераты   Хозяйственное право
рефераты   Ценный бумаги
рефераты   Экологическое право
рефераты   Экология
рефераты   Экономика
рефераты   Экономика
      предпринимательство
рефераты   Юридическая психология

 
 
 

Проектирование командно измерительной радиолинии системы управления летательным аппаратом


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.
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 20м при точности
прогноза 50км.
4. Энергетический
потенциал (отношение мощности сигнала к спектральной плотности шума) на входе
приемника— 104Гц.
5. Несущая
частота радиолинии— 103МГц.
6. Занимаемый
радиолинией диапазон частот не более 0,5МГц.
7. Априорная
неизвестность частот в сигнале до 10-5 от номинала.
Дополнительные условия
¾
Точность и достоверность измерений и передачи
информации определяются в основном шумом.
¾
Шумовые ошибки в запросной и ответной линии дальномера
можно считать одинаковыми.
¾
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:
¾
частота задающего генератора в передающем тракте;
¾
скорость передачи информационных символов;
¾
параметры фазового модулятора передатчика;
¾
число каскадов в генераторах ПС-кода;
¾
параметры системы ФАПЧ в приемнике;
¾
полоса пропускания ВЧ-преобразователя в приемнике;
¾
полосы пропускания полосового ограничителя и ФНЧ в
аппаратуре разделения каналов;
¾
параметры системы тактовой синхронизации в аппаратуре
декодирования.
Спектры 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 (1мин.). Диапазон неизвестности частоты
задан, как 10-5 от номинала 1ГГц, т.е. поиск надо вести
в полосе . Для надежности  этот
диапазон надо пройти 5-6 раз, поэтому один проход будет совершаться за время Тп=10с. 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— 104Гц.
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<540·10-5с. Информация передается
третьим членом в спектре сигнала. Соответствующая мощность:
где hи— часть мощности, затрачиваемая на
передачу информации. Вероятность ошибки не должна превышать 10-3,
поэтому (из интеграла вероятности): РСИ/GШИ>890Гц.
Выбор девиации фазы в фазовом модуляторе передатчика
Из предыдущих расчетов имеем:
Решив эти трансцендентные
уравнения, получим: mC=1,085рад.,
mИ=1рад.
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:
где с— скорость распространения радиоволн; k2=10— коэффициент запаса; b=3/tИ
крутизна наклона главного пика сигнальной функции; Q0=РссТизм— энергия сигнала
(время измерения— 1с). Общая ошибка по дальности (20м)
поровну распределена между запросной и ответной радиолинией, следовательно, DRmax=10м. Зная это,
найдем, что tИ<4,4·10-5с.
Следовательно, тактовая частота 2Fт
должна быть меньше величины 1/tИ=22,7кГц
Выбор параметров задающего генератора и генератора ПШС
Выберем необходимое число символов
в ПШС (nпс):
Ближайшее целое число,
удовлетворяющее этому условию— 127. Пересчитанное значение длительности
импульса составит 42,5мкс и тактовая частота 2Fт=23,53кГц.
Проверка надежности работы ФАПЧ в режиме захвата и выделения несущей
Проверим, не будут ли мешать
гармоники сигнала, лежащие рядом с несущей частотой. Полоса ФАПЧ выбрана
шириной 80Гц и в процессе поиска просматривается диапазон ±10кГц
около несущей.
· Полоса
частот, связанная с модуляцией несущей сигналом КИМ-ФМн, отстоит на частоту 4Fт=±47,06кГц и в полосу
поиска не попадает.
· В
режиме слежения за несущей сигнал выделяется полосой ФАПЧ ±40кГц.
Ближайшая гармоника синхросигнала отстоит на частоту 1/Тпс=185Гц и в полосу ФАП не попадает.
· Проверим,
не может ли произойти ложный захват ФАПЧ гармоникой, связанной с модуляцией
несущей синхросигналом. Они находятся в полосе ФАПЧ и могут селектироваться
только по амплитуде. Амплитуда Аmax
наибольшей из гармоник синхросигнала, попадающей в полосу поиска:
где Аm—
амплитуда максимальной гармоники в синхросигнале. Полезная гармоника имеет амплитуду
0,362UН, т.е. почти
в 100 раз больше по мощности, что обеспечивает легкую селекцию.
Определение необходимых полос пропускания фильтров в приемном тракте
· Полосовой
ограничитель должен пропускать сигнал КИМ-ФМн. В спектре сигнала UД(t) после синхронного детектора сигнал расположен вблизи частоты
47,06кГц и занимает полосу примерно (4…5)/ТПС=1кГц. При нестабильности частоты 10-5
от номинала частотный сдвиг не превысит 500Гц. Следовательно, полосовой
ограничитель должен быть настроен на частоту 47,06кГц и иметь полосу пропускания
около 1кГц.
· ФНЧ
канала синхронизации выделяет синхросигнал. Считая, что полоса занимаемых
частот соответствует примерно 12FТ,
находим необходимую полосу фильтра в 142кГц.
· Высокочастотный
преобразователь приемного тракта должен пропустить достаточное число полезных
компонент сигнала, т.е. иметь полосу не менее ±12FТ, к этому надо добавить нестабильность несущей (±10кГц).
Следовательно, полоса должна быть порядка 2(142+±10)кГц=
=300кГц. Эта же величина определяет занимаемый радиолинией диапазон
частот.
Проверка выполнения требований ТЗ
по необходимой точности прогноза дальности Рис.5. Сигнальная функция синхросигнал
В задании указана точность
прогноза дальности 50км. Это обеспечивает прогноз по задержке ±0,333·10-3с.
Поскольку Тпс=5,4·10-3с,
а tи=4,25·10-5с,
в диапазон исследуемых задержек может попасть только один большой пик
сигнальной функ­ции и большое число малых пиков высотой 1/nпс. Надежные измерения обеспечиваются только при
условии:
Зная, что в данном случае
видим, что это условие выполняется с большим запасом. Таким
образом, заданная точность прогноза при выбранных параметрах сигнала надежно
обеспечивает однозначное определение дальности. Рис.6. Структурная схема передающего тракта Рис.7. Структурная схема передающего тракта

© 2011 Рефераты