Информационно-измерительная система (стр. 5 из 5)
Для выделения ИС в приемнике используется дискретный согласованный фильтр, настроенный на ИС. В него поочередно записываются принимаемые кодовые слова, а в момент превышения выходным напряжением порога выделяется импульс кадровой синхронизации. В начале каждого цикла обмена на приемной стороне запускается тактовый генератор и производится синхронизация. Используя повторяемость ИС, можно, накапливая их, увеличить помехоустойчивость устройства синхронизации [3]. Если по прошествии двух периодов дискретизации не приходит синхропризнак, то система переводится в режим пониженного энергопотребления до появления следующего ИС или окончания связи. Это обеспечивает, в целом, малое потребление системы.
Вероятность ошибки синхронизации при такой организации можно определить так:
Как видно, эта вероятность ошибки намного меньше, чем вероятность ошибки РД, приходящейся на один информационный разряд.
4. Расчет параметров радиолинии «ЦП – объект»
Считаем, что после сеанса связи (если на данном направлении нет больше объектов) система переходит в режим поиска. ЦП излучает гармонический сигнал длительностью ТК, после чего переходит в режим приема и ожидает ответ от объектов. Если ответ получен, то ЦП переходит в режим определения координат объекта.
Энергетические соотношения в этом случае определяются вероятностью ложной тревоги F и надежностью связи РН при обнаружении сигнала со случайной амплитудой и фазой.
Зависимость вероятности правильного обнаружения от отношения сигнал/шум определяется формулой [4]:
Принимая вероятность правильного обнаружения равной надежности, находим порог обнаружения:
, 
Рис. 4. График зависимости вероятности правильного обнаружения от отношения сигнал/шум
Тогда мощность принимаемого сигнала, которая будет обеспечивать выбранное отношение сигнал/шум, равна
, 
Вт.Мощность передатчика наземной станции составляет [5]:
5. Выбор характеристик системы определения координат объекта
Радиоизмерительная система ЦП осуществляет поиск объектов, их опознавание по ответному сигналу, измерение заданных параметров взаимного расположения ЦП и объекта, прием и хранение информации. Точность измерения и разрешения координат объекта не хуже 1% от максимальной величины измеряемого параметра (угла или дальности), причем угловое или дальномерное разрешение измерителя в зоне поиска позволяет проводить сеанс связи только с одним из объектов. Запросно-ответная радиолиния ЦП–объект обеспечивает, заданную вероятность ложной тревоги Fи выбранную вероятность правильного опознавания объекта, равную надежности связи РН [5].
Наиболее часто в РЛС используют последовательный метод обзора, при котором ДН антенны отклоняется в пределах заданного сектора (зоны) обзора. Обеспечение большой дальности действия (при ограничении энергии излучаемого сигнала) и чувствительности приемного устройства, а также повышение угловой разрешающей способности и точности системы возможно лишь за счет сужения ДН, что, в свою очередь, приводит к увеличению времени, необходимого для обзора заданного объема пространства [4].
Тогда, выбрав круговой способ обзора [1, 4], при котором ДН описывает круг, пространство сканирования ограничится координатами:
– по дальности, 
– по азимуту,Движение ДН представляет собой круговое вращение по азимуту
Полагаем, что ДН перемещается равномерно, и каждый элемент сектора обзора находится в равных условиях, а для надежного обнаружения и для определения координат цели необходимо принять несколько сигнальных импульсов в пределах ДН, тогда скорость её отклонения должна быть снижена.
6. Описание структурной схемы центральной станции
Одноканальная импульсная некогерентная РЛС (радиолокационная система) кругового обзора [4], структурная схема которой представлена в приложении 1, позволяет обнаруживать цели и определять их дальность Rи азимут a в пределах зоны обзора, ограниченной максимальной дальностью РЛС Rmaxи шириной ДН (диаграммы направленности) в вертикальной плоскости. По азимуту ДН вращается с постоянной скоростью, осуществляя за время одного оборота круговой обзор. Принимаемые отраженные сигналы воспроизводятся на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) индикатора кругового обзора (ИКО), развертка которого вращается синхронно с вращением ДН.
Момент излучения зондирующего импульса антенной (А) соответствует началу линии развертки дальности, а ее азимутальное положение совпадает с положением оси ДН. Отраженный от цели сигнал после усиления и детектирования в приемнике РЛС модулирует луч ЭЛТ по яркости, подсвечивая точку развертки, соответствующую положению цели. Отраженные сигналы будут приниматься пока цель остается в пределах ширины ДН по азимуту.
Устройством, обеспечивающим согласованную во времени работу всех элементов РЛС во времени, является синхронизатор, состоящий из высокостабильного опорного генератора ОГ, колебания которого заданной частоты и формы являются исходными для формирования пусковых импульсов ФПИ с необходимой длительностью и частотой повторения, в том числе импульсов запуска модулятора М и развертки дальности РД. Импульсы модулятора определяют длительность и частоту повторения высокочастотных импульсов, генерируемых генератором высокой частоты ГВЧ. Через антенный переключатель АП, блокирующий вход приемника, высокочастотные колебания поступают на антенну А и излучаются ею в направлении цели. По окончании излучения импульса и восстановления чувствительности приемного тракта РЛС готова к приему отраженных сигналов с помощью той же антенны.
Принятый радиосигнал усиливается и детектируется в приемнике РЛС и виде видеоимпульса, усиленного видеоусилителем ВУ в ИКО, поступает на модулирующий электрод ЭЛТ. Радиально-круговая развертка ЭЛТ, применяемая в ИКО, формируется с помощью схем развертки по дальности РД и по азимуту РА. Вращение линии развертки синхронно с вращением ДН достигается с помощью схемы РА, управляемой напряжением от датчика положения антенны ДПА. Вращение ДН осуществляется устройством вращения антенны УВА, которым обычно является электродвигатель с редуктором. Для измерения дальности на экране ИКО формируются метки дальности в виде колец, расстояние между которыми зависит от периода повторения импульсов масштаба, формируемых схемой электронных меток СЭМ. Видеосигналы приемника с помощью устройства первичной обработки информации УПОИ отделяются от помех и после преобразовываются в цифровую форму кодирующим устройством КУ
Система приема информации на ЦП имеет стандартную структуру системы выделения информации с ВРК (приложение 1).
Сигналы с объекта через антенну поступают в приемное устройство дискретных сообщений (ПрУ), где производится предварительная фильтрация и усиление. Затем в ДМII для детектирования (снятие вторичной модуляции). На выходе ДМ выделяется оценка группового сигнала. Выделенный групповой сигнал подается на селектор синхроимпульсов (ССИ). ССИ может представлять собой, например, интегрирующую цепь (ИЦ) с пороговым устройством на выходе, срабатывающим при действии на входе ИЦ синхроимпульса (ИС). Выделенные ИС поступают на генератор канальных селекторных импульсов (ГКСИ), имеющий Nкан выходов. ГКСИ вырабатывает последовательности канальных импульсов, открывающих соответствующие временные канальные селекторы (КСi), представляющие собой схемы «И». Канальные сигналы поступают на канальные демодуляторы (КДМi), где снимается первичная модуляция. На выходе КД формируются оценки переданных сообщений (снимается первичная модуляция), поступающие к получателям (Пi) [2, 3].
Для приема данных приемник ЦП должен иметь системы ФАПЧ и БАРУ.
Обращение к объекту осуществляется с помощью адреса.
7. Описание структурной схемы объекта
Система сбора и передачи информации согласно ТЗ имеет структуру системы с ВРК (приложение 2).
Аналоговый сигнал с датчиков через фильтр и усилитель согласующего устройства поступает на АЦП, где преобразуется в цифровой код.
Ритм работы системы задается высокостабильным генератором тактовых импульсов (ГТИ). Тактовые импульсы поступают на генератор канальных импульсов (ГКИ), имеющий Nкан+1 выходов, где Nкан – число каналов. Канальные импульсы поступают соответственно на канальные модуляторы (КМi), где модулируются сообщениями, поступающими с коммутатора, а также на генератор синхронизирующих импульсов (ГСИ). На выходах КМ формируются модулированные канальные сигналы (первая ступень модуляции КвАМн). Параметры модуляции выбраны так, чтобы импульсы различных модулированных канальных сигналов (КС) не перекрывались. КС подаются на линейный сумматор (S) одновременно с последовательностью ИС, вырабатываемых ГСИ, которые необходимы для синхронизации работы приемной части. На выходе сумматора образуется групповой сигнал, состоящий из последовательности ИС и модулированных канальных импульсов. Групповой сигнал поступает на модулятор второй ступени (ОМ) и модулирует по амлитуде высокочастотную несущую (ОБП), вырабатываемую передатчиком (Прд).
Библиографический список
1. Бакулев П.А., Сосновский А.А Радиолокационные и радионавигационные системы: Учебное пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1994. 296 с.
2. Пенин П.И., Филиппов Л.И. Системы передачи цифровой информации: Учебное пособие для вузов. М.: Сов. Радио, 1984. 256 с.
3. Радиотехнические системы передачи информации: Учеб. пособие для вузов/ Под ред. В.В. Калмыкова. М.: Радио и связь, 1990. 304 с.
4. Радиотехнические системы: Учеб. пособие для вузов/ Под ред. Ю.М. Казаринова. М.: Высшая школа, 1990.496 с.
5. Белых Д.П. Методические указания к выполнению курсовой работы. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2000. 32 с.