Радиосигналы и их корреляционная обработка. Парфенов В.И. - 4 стр.

UptoLike

Составители: 

4
где
k
коэффициент отражения сигнала от обследуемого объекта,
зад
τ
истинное время задержки ответного сигнала, ( )nt входной шум.
Первый интеграл в выражении (2) является АКФ полезного сигнала.
Ее максимум, равный энергии сигнала
s
E
, расположен в точке
зад
.τ=τ
Второй интеграл является ВКФ шума и сигнала. Для правильного обнару-
жения ответного сигнала необходимо, чтобы максимум АКФ превысил
значение некоторого амплитудного порога принятия решения, а ВКФ везде
была бы ниже этого порога. Повышение вероятности правильного обнару-
жения достигают путем увеличения отношения энергии
s
E
к максималь-
ному значению спектра мощности шума.
При отсутствии шума значение ,
τ
совпадающее с максимумом АКФ и
(),yt
является точной оценкой временного положения ответного сигнала.
Наличие шума и его ВКФ приводит к случайным смещениям максимума
функции
()yt
по отношению к максимуму АКФ, что вызывает ошибку в
оценке величины
зад
.
τ
Уменьшения такой ошибки можно достичь выбо-
ром зондирующего сигнала, у которого АКФ имеет узкий и единственный
пик.
Целью настоящей лабораторной работы является знакомство с ампли-
тудными спектрами, АКФ и ВКФ ряда применяемых в радиотехнических
системах сигналов
()
s
t
, а также с результатами корреляционной обработки
смеси некоторых из них с помехами двух видов (шумовая помеха типа бе-
лого гауссовского шума для простоты не рассматривается).
Работа выполняется на ЭВМ с использованием программы схемотех-
нического моделирования
M
icro
Cap
V
,
D
EMO
версия 6 (сокращенно
MC6
),
а также с помощью программной среды
Mathcad
. Обе программы обеспе-
чивает возможность одновременного наблюдения на экране дисплея как
самого сигнала, так и его названных выше характеристик.
ЗАДАНИЯ НА ВЫПОЛНЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
ЗАДАНИЕ 1.
Расчет характеристик радиосигнала
Рассмотрим радиосигнал
00
() ()cos( )
tAt t
=
ω
. (3)
Огибающую
()
A
t
представим в виде
() ()[ () ( )]
A
tat t tT
=
σ−σ
, где
()tσ
функция единичного скачка (функция Хевисайда). Вид функции
()at
вы-
берите из таблицы Таб.1 в соответствии с номером Вашего варианта. Кро-
ме этого для всех вариантов
43
0
21.1310[ / ], 10[ ]
р
ад сек T сек
ω= π =
.
Таб.1
Номер
варианта
Вид функции
()at
1
2
( ) 0[1 cos( ( / 2))] , 0 1, 5000at A t T A=+α =α=
                                          4


где k – коэффициент отражения сигнала от обследуемого объекта, τзад –
истинное время задержки ответного сигнала, n(t ) – входной шум.
        Первый интеграл в выражении (2) является АКФ полезного сигнала.
Ее максимум, равный энергии сигнала Es , расположен в точке τ = τ зад .
Второй интеграл является ВКФ шума и сигнала. Для правильного обнару-
жения ответного сигнала необходимо, чтобы максимум АКФ превысил
значение некоторого амплитудного порога принятия решения, а ВКФ везде
была бы ниже этого порога. Повышение вероятности правильного обнару-
жения достигают путем увеличения отношения энергии Es к максималь-
ному значению спектра мощности шума.
        При отсутствии шума значение τ, совпадающее с максимумом АКФ и
 y (t ), является точной оценкой временного положения ответного сигнала.
Наличие шума и его ВКФ приводит к случайным смещениям максимума
функции y (t ) по отношению к максимуму АКФ, что вызывает ошибку в
оценке величины τзад . Уменьшения такой ошибки можно достичь выбо-
ром зондирующего сигнала, у которого АКФ имеет узкий и единственный
пик.
        Целью настоящей лабораторной работы является знакомство с ампли-
тудными спектрами, АКФ и ВКФ ряда применяемых в радиотехнических
системах сигналов s (t ) , а также с результатами корреляционной обработки
смеси некоторых из них с помехами двух видов (шумовая помеха типа бе-
лого гауссовского шума для простоты не рассматривается).
        Работа выполняется на ЭВМ с использованием программы схемотех-
нического моделирования Micro Cap V DEMO, версия 6 (сокращенно MC6),
а также с помощью программной среды Mathcad. Обе программы обеспе-
чивает возможность одновременного наблюдения на экране дисплея как
самого сигнала, так и его названных выше характеристик.

     ЗАДАНИЯ НА ВЫПОЛНЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

              ЗАДАНИЕ 1. Расчет характеристик радиосигнала

     Рассмотрим радиосигнал
                                  s0 (t ) = A(t ) cos( ω0t ) .                      (3)
 Огибающую A(t ) представим в виде A(t ) = a (t )[σ(t ) − σ(t − T )] , где σ(t ) −
функция единичного скачка (функция Хевисайда). Вид функции a (t ) вы-
берите из таблицы Таб.1 в соответствии с номером Вашего варианта. Кро-
ме этого для всех вариантов ω0 = 2π ⋅ 1.13 ⋅ 104 [ рад / сек ], T = 10−3 [сек ] .
                                                                                  Таб.1
 Номер                                Вид функции a (t )
варианта
    1               a (t ) = A0[1 + cos( α(t − T / 2))]2 , A0 = 1, α = 5000