Обнаружение многопозиционного сигнала Баркера на фоне гауссовского шума (стр. 1 из 3)

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Самарский государственный аэрокосмический

университет имени академика С.П. Королева»

Кафедра Радиотехники и МДС

Курсовая работа по ОКП на тему:

«Обнаружение многопозиционного сигнала Баркера на фоне гауссовского шума»

Проверил: Бочкарев В.А.

Самара 2010

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка 22 с, 23 рисунка, 5 источников, 1 приложение.

ДЕМОДУЛЯТОР, КОД БАРКЕРА, МОДУЛЯТОР, РЕШАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, СИГНАЛ, СОГЛАСОВАННЫЙ ФИЛЬТР, ШУМОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ, CAPTURE, PSPIСE.

Цель исследования – Разработать с помощью пакета OrCAD систему с заданными свойствами для обнаружения кода Баркера на фоне гауссовского шума.

В результате работы получены графические данные о работе основных узлов разрабатываемого устройства.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ГЕНЕРАТОР КОДА БАРКЕРА

2. ФАЗОВЫЙ МАНИПУЛЯТОР

3. КАНАЛ СВЯЗИ

4.ДЕМОДУЛЯТОР

5. СОГЛАСОВАННЫЙ ФИЛЬТР

6. РЕШАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ВВЕДЕНИЕ

Настоящая курсовая работа завершает изучение дисциплины "Основы компьютерного проектирования и моделирования РЭС". Цель проектирования – приобретение студентами первого опыта самостоятельной разработки радиотехнической системы с помощью пакета программ OrCAD на примере системы обнаружения многопозиционного сигнала на фоне гауссовского шума (см. рисунок 1).

Рисунок 1 – Структурная схема обнаружителя радиосигналов

1) генератор многопозиционного кода

2) модулятор

3) канал связи с шумом

4) УВЧ и демодулятор

5) согласованный фильтр

6) решающее устройство

Генератор сигнала 1 формирует n-позиционный сигнал (код Шермана, Баркера и т.п.), который поступает на вход модулятора 2, где осуществляется манипуляция несущей по амплитуде (АМн), либо по фазе (ФМн), либо по частоте (ЧМн). Далее высокочастотный сигнал поступает в радиоканал 3,содержащий передающую и приемную антенны и среду распространения радиоволн, в которой действуют различные источники как естественных, так и индустриальных радиопомех. Из приемной антенны ВЧ - сигнал поступает в усилитель высокой частоты (УВЧ) и демодулятор 4. Согласованный фильтр (СФ) 5 обеспечивает подавление шума (максимизирует отношение сигнал/шум в момент окончания входного сигнала). Решающее устройство 6 срабатывает при превышении заданного порогового уровня U_пор сигналом с выхода СФ и формирует короткий прямоугольный импульс. Наличие этого импульса ("1") на выходе решающего устройства (РУ) свидетельствует об обнаружении сигнала.

1. ГЕНЕРАТОР КОДА БАРКЕРА

Автокорреляционная функция сигнала u(t), заданного на интервале [0,T] вычисляется по формуле:

Построим график автокорелляционной функции для 7-ми позиционного кода Баркера, используя формулу (1)

Рисунок 1 – АКФ заданного кода Баркера

Преобразование Лапласа вычисляется по формуле (1.2).

Прямое вычисление по формуле (1.2) становится слишком громоздким при большом числе позиций N многопозиционного сигнала u(t). В этом случае используем более простой метод, основанный на известных соотношениях и на скачкообразных изменениях сигнала Баркера:

Тогда искомое преобразование Лапласа U(s) сигнала u(t) примет вид

где U'(s) - преобразование Лапласа производной u'(t).

Найдём преобразование Лапласа семипозиционного сигнала Баркера (рисунок 2) с амплитудой А и длительностью одной позиции τ.

В соответствии с предложенной методикой рассчитаем преобразование Лапласа.

Смоделируем источник кода Баркера в пакете OrCAD, (см. рисунок А.1). Проведя анализ сигнала во временной области в программе PSpice. Выведем в графическом модуле Prob результаты – рисунок 3. На рисунке 4 можно видеть частотный спектр сигнала Баркера.

Рисунок 3 – Сигнал Баркера

Рисунок 4 – Спектр сигнала Баркера

2. ФАЗОВЫЙ МАНИПУЛЯТОР

Для передачи многопозиционных сигналов по радиоканалу используются дискретные виды модуляции, когда амплитуда, фаза или частота высокочастотной синусоидальной несущей меняется скачком под воздействием модулирующего сигнала u(t), т.e. имеют место, соответственно, амплитудная манипуляция (АМн), фазовая манипуляция (ФМн) и частотная манипуляция (ЧМн).

АМн используется при однополярном модулирующем сигнале типа кода Шермана, а ФМн и ЧМн применяются для передачи биполярных сигналов.

Рисунок 5 – Структурная схема ФМн модулятора