Способ многоканального приема последовательности сверхширокополосных гауссовых импульсов

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

СПОСОБ МНОГОКАНАЛЬНОГО ПРИЕМА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ ГАУССОВЫХ ИМПУЛЬСОВ
© Жбанов И. Л. *, Бондаренко Д. Л. *
Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации, г. Смоленск
В статье представлен один из возможных подходов выделения информации из кодовой последовательности сверхширокополосных (СШП) Гауссовых импульсов различной формы.
Ключевые слова импульс, передача, функции.
Область СШП радиотехники особенно стремительно развивается в последние десять-пятнадцать лет. В научных журналах и сообщениях высокотехнологичных компаний постоянно появляются сообщения об исследованиях, ведущихся в этой области или об уже разработанных СШП системах.
Имеется множество отечественных и зарубежных публикаций [1−4] описывающих достоинства СШП сигналов, основными из которых являются то что, при использовании СШП сигналов, возможно, увеличить пропускную способность канала связи, а также передавать информацию со скоростью сотни мегабит в секунду.
В последние годы, благодаря успехам микроэлектроники в области создания скоростной элементной базы, стало возможным развитие средства передачи информации на основе сверхширокополосных (СШП) сигналов.
К сигналам, которые в основном используются в СШП системах, относятся:
— гауссовы импульсы-
— радиоимпульсы-
— хаотические сигналы-
— линейно частотно-модулированные сигналы-
— многочастотные сигналы.
Наибольший интерес, в настоящее время отводится гауссовым импульсам обладающим сравнительной легкостью генерирования.
Один из способов получения гауссова импульса нужной формы является дифференцирование соответствующее число раз гауссовой функции [5], при этом порядок производной определяет форму импульса.
* Преподаватель кафедры Радиоэлектронного вооружения (войсковой противовоздушной обороны), кандидат технических наук.
* Преподаватель кафедры Радиоэлектронного вооружения (войсковой противовоздушной обороны), кандидат технических наук.
Импульс, описываемый гауссовой функцией (1) называют моноимпульс. Импульс, описываемый первой производной гауссовой функции S1(t) и высшими производными называют моноцикл (рис. 1).
& gt-%0(Г) = А ¦ е
(1)
где, А — амплитуда импульса-
а — величина характеризующая половину длительности импульса на уровне 0,607.
Аналитически процесс дифференцирования можно записать в виде выражения (2), включающего полиномом гауссовой функции (3). Порядок полинома гауссовой функции однозначно связан с порядком её производной и равен ему.
SGn (0 = В ¦ Оп (Г) ¦ е
(2)
где Оп (() — п-й полином гауссовой функции (п = 0, 1, 2, …) —
В — нормировочный коэффициент, включающий в себя все постоянные величины.
— ёп —
G (П = (-1)& quot- ¦ е2--е 2.
п () () ап
(3)
Для примера на рис. 1 показано семейство гауссовых импульсов во временной области, описываемых функциями нулевого-третьего порядков (Боо (0 — БоШ
1
0. 8
0. 6
____ 0. 4
801(1) 0.2 0
… -0. 2
80з (1) -О. 4
— -0. 6
-0.8 -1
БООЮ
§ 01″ § 02(1)
-0. 5−0. 4−0. 3−0. 2−0. 1 0 0. 1 0.2 0.3 0.4 0.5 1
Время, нс Рис. 1. Семейство импульсов Гаусса
2 а
2
128
АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ
Однако, современные сверхширокополосные системы передачи данных, использующие в качестве основных носителей информации СШП импульсы, описываемые Гауссовой функцией, способны производить передачу, прием и обработку импульсов одного конкретного вида, то есть если в СШП системе, которая работала с одним конкретным видом моноцикла, поменять вид СШП импульсов система передачи данных попросту не будет работать.
В данной статье предложены пути по модернизации СШП систем передачи данных, для последующей их работы с импульсами, описываемыми различными моноциклами, что позволит осуществить разделение каналов передачи информации.
Для осуществления поставленной задачи предлагается во входной приемной цепи установить блок интеграторов работающей от ЭВМ, структурная схема которого представлена на рис. 2.
Полезный СШП сигнал, поступает на первый вход блока интегрирования, состоящего из трех последовательно соединенных интеграторов с ключами на каждом из выходов, и блоком управления ключами.
Блок интегрирования
Рис. 2. Структурная схема блока интегрирования
Так как, интегрирование процесс обратный дифференцированию, то при подаче на вход блока интегрирования последовательности импульсов, описываемых производными Гауссовой функцией, ЭВМ осуществляет коммутацию определенных ключей соответствующих порядку производной входного сигнала через второй вход блока интегрирования в результате чего, на выходе постоянно будет последовательность импульсов одной формы, а именно описываемых исходной Гауссовой функцией 5Ъо (Х) —
К примеру, при работе приемопередатчика с СШП импульсами, описываемыми Гауссовой функцией первого порядка ЭВМ осуществляется уп-
равление ключами следующим образом, первый ключ соединяет первый вход блока интегрирования с первым интегратором. Остальные ключи осуществляют подключение выхода первого интегратора, к выходу блока интегрирования минуя остальные интеграторы. В результате сигнал на выходе блока интегрирования теперь уже описывается Гауссовой функцией нулевого порядка. Таким образом, количество последовательно подключенных интеграторов будет определяться порядком Гауссовой функции генерируемых импульсов, а значит, сигнал на выходе блока интегрирования при любом из трех полиномов Гауссовой функции на его входе будет соответствовать исходной Гауссовой функции Sai (t).
Стоит отметить, что на рис. 2 представлена в качестве примера структурная схема блока интегрирования, работающая лишь с моноциклами первых трех порядков, при использовании большего числа сверхширокополосных импульсов количество каскадов интегрирования будет увеличиваться кратно.
Таким образом, применение блока интегрирование позволит увеличить возможности системы передачи в целом, так как различные виды СШП импульсов обладают различными свойствами.
Список литературы:
1. Скосырев В. Н., Особенности и свойства сверхкороткоимпульсной локации. Конспекты лекций. — ССРС, Россия, Муром, Июль 2003. — С. 67−91.
2. Иммореев И. Я., Сверхширокополосные радары: новые возможности, необычные проблемы, системные особенности // Вестник МГТУ — 1998. -№ 4. — С. 25−56.
3. Siwiak K., Withington P., Ultrawideband radios set to play // Electronics times. — February 26, 2001.
4. Fontana R.J., Recent System Applications of Short-Pulse Ultra-Wideband (UWB) Technology // IEEE Transactions on microwave theory and techniques. -September 2004. — vol. 52. — № 9.
5. Гоноровский И. С., Радиотехнические цепи и сигналы: учеб. для вузов. — М.: Радио и связь, 1986. — 512 с.: ил.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой