Проектирование командно-измерительной радіолінії системи управління літальним аппаратом

Оригинальную роботу скачивайте в *.zip формате.

ТЕХНІЧНЕ ЗАДАНИЕ.

Спроектувати командно-измерительную лінію, взявши у ролі основи функціональну схему, зображену на рис. 1 при наступних вихідних данных:

1. Час сеансу зв’язку трохи більше 10 минут.

2. За сеанс потрібно передати по інформаційному каналу щонайменше 105 символів за ймовірності помилки на символ максимум 10−3.

3. У сеансі потрібно виміряти дальність з помилкою трохи більше 20 м при точності прогнозу 50 км.

4. Енергетичний потенціал (ставлення потужності сигналу до спектральною щільності шуму) на вході приймача — 104 Гц.

5. Несуча частота радіолінії — 103 МГц.

6. Яку Він Обіймав радиолинией діапазон частот трохи більше 0,5 МГц.

7. Завжди Апріорна невідомість частот в сигналі до 10−5 від номинала.

ДОДАТКОВІ УСЛОВИЯ.

* Точність і достовірність вимірів і передачі визначаються основному шумом.

* Шумові помилки у запросной і відповідної лінії далекоміра вважатимуться одинаковыми.

* Далекомір повинен видавати незалежні отсчеты дальності з інтервалом один секунду.

Через війну розрахунку повинні прагнути бути обрані такі основні параметри підсистем передавального і приймального трактов:

* частота задає генератора в передающем тракте;

* швидкість передачі інформаційних символов;

* параметри фазового модулятора передатчика;

* число каскадів в генераторах ПС-кода;

* параметри системи ФАПЧ в приемнике;

* смуга пропускання ВЧ-преобразователя в приемнике;

* смуги пропускання полосового обмежувача і ФНЧ в апаратурі поділу каналов;

* параметри системи тактовою синхронізації в апаратурі декодирования.

ВИБІР ПАРАМЕТРІВ СИСТЕМИ, ШУМОВЕ СМУГА ФАПЧ.

Поклавши, що у режим захоплення можна назвати 10% часу сеансу (1 хв.). Діапазон невідомості частоти заданий, як 10−5 від номіналу 1 ГГц, т. е. пошук потрібно поводитися в смузі. Для надійності цей діапазон треба пройти 5−6 раз, тому один прохід здійснюватиметься під час Тп=10 з. Звідси одержимо необхідну швидкість перебудови частоти:. Для надійного захоплення сигналу за такої швидкості потрібно ФАПЧ з досить малої инерционностью (широкої шумовий смугою). Шумове смуга визначатиметься по формуле:

НЕОБХІДНІ ПОТУЖНІСТЬ ГАРМОНІКИ НА НЕСУЧОЮ ЧАСТОТІ ІЗ УМОВИ НОРМАЛЬНОЇ РОБОТИ ФАПЧ У РЕЖИМІ СЛЕЖЕНИЯ.

Дисперсія шумовий помилки визначається по формуле:

У технічному завданні зазначений повний енергетичний потенціал радіолінії — 104 гц. Отже, на гармоніку з несучою частотою слід виділити від повної потужності сигналу. Потужність гармоніки на несучою:. З огляду на, що потрібна повна потужність сигналу КИМ-ФМн-ФМ буде, маємо .

ОЦІНКА НЕОБХІДНОЇ ПОТУЖНОСТІ СИГНАЛУ У ІНФОРМАЦІЙНОМУ КАНАЛЕ.

На режим приєднання до сеансі залишається 9 хвилин. Упродовж цього терміну треба передати 105 символів. Отже тривалість одного символу ТПС.

ВИБІР ТАКТОВОЮ ЧАСТОТИ, ЯКІ ЗАБЕЗПЕЧУЮТЬ ЗАДАНУ ТОЧНІСТЬ ВИМІРУ ДАЛЬНОСТИ.

Дальність вимірюється за сигналом символьній синхронізації, має остроугольную сигнальну функцію. Максимальна помилка за «дальністю визначатиметься по формуле:

Найближче ціла кількість, що задовольнить цій умові — 127. Перелічене значення тривалості імпульсу становитиме 42,5 мкс і тактова частота 2Fт=23,53 кГц.

ПЕРЕВІРКА НАДІЙНОСТІ РОБОТИ ФАПЧ У РЕЖИМІ ЗАХОПЛЕННЯ І ВИДІЛЕННЯ НЕСУЩЕЙ.

Перевіримо, ні чи заважати гармоніки сигналу, що лежать поруч із несучою частотою. Смуга ФАПЧ обрано шириною 80 гц та у процесі пошуку проглядається діапазон ?10 кГц близько несущей.

* Смуга частот, що з модуляцією несучою сигналом КИМ-ФМн, відстоїть на частоту 4Fт=?47,06 кГц й у смугу пошуку не попадает.

* У режимі спостереження несучою сигнал виділяється смугою ФАПЧ ?40 кГц. Найближча гармоніка синхросигнала відстоїть на частоту 1/Тпс=185 гц та в смугу ФАП не попадает.

* Перевіримо, приведе статися помилковий захоплення ФАПЧ гармонікою, що з модуляцією несучою синхросигналом. Вони в смузі ФАПЧ і може селектироваться лише з амплітудою. Амплітуда Аmax найбільшої з гармонік синхросигнала, попадающей в смугу поиска:

де Аm — амплітуда максимальної гармоніки в синхросигнале. Корисна гармоніка має амплітуду 0,362UН, т. е. майже 100 разів більше за проектною потужністю, що забезпечує легку селекцию.

ВИЗНАЧЕННЯ НЕОБХІДНІ СМУГ ПРОПУСКАННЯ ФІЛЬТРІВ У ПРИЙМАЛЬНОМУ ТРАКТЕ.

* Смугової обмежувач повинен пропускати сигнал КИМ-ФМн. У спектрі сигналу UД (t) після синхронного детектора сигнал міститься поблизу частоти 47,06 кГц і смугу приблизно (4… 5)/ТПС=1 кГц. При нестабільності частоти 10−5 від номіналу частотний зрушення не перевищить 500 гц. Отже, смугової обмежувач може бути настроєна на щось частоту 47,06 кГц плюс смугу пропускання близько 1 кГц.

* ФНЧ каналу синхронізації виділяє синхросигнал. Вважаючи, що смуга займаних частот відповідає приблизно 12FТ, знаходимо необхідну смугу фільтра в 142 кГц.

* Високочастотний перетворювач приймального тракту повинен пропустити достатню кількість корисних компонент сигналу, тобто. мати смугу щонайменше ?12FТ, цього треба додати нестабільність несучою (?10 кГц). Отже, смуга мусить бути порядку 2(142+?10) кГц= =300 кГц. І ця величина визначає яку він обіймав радиолинией діапазон частот.

ПЕРЕВІРКА ВИКОНАННЯ ВИМОГ ТЗ ПО НЕОБХІДНОЇ ТОЧНОСТІ ПРОГНОЗА ДАЛЬНОСТИ.

У завданні зазначена точність прогнозу дальності 50 км. Це забезпечує прогноз по затримки 0,333· 10−3 з. Оскільки Тпс=5,4· 10−3 з, а? и=4,25· 10−5 з, в діапазон досліджуваних затримок може потрапити тільки одну велику пік сигнальною функції й безліч малих піків заввишки 1/nпс. Надійні виміру забезпечуються лише за умови: