Частотная селекция

АФУ. Поляризационная и пространственная селекция

ПолФ – поляризационный фильтр; ПрФ – пространственный фильтр; ЧФ – частотный фильтр

Рисунок 16.12 – Модель АФУ

Если помеха имеет поляризацию, отличную от поляризации сигнала (рис. 16.12), то в интересах борьбы с помехами может применяться поляризационная селекция.

Для случая линейной поляризации при случайном рассогласовании по углу υ и при наличии цепей поляризационной селекции в РПУ будет действовать составляющая помехи, совпадающая по поляризации с сигналом. Для восстановления прежнего уровня помехи по мощности надо поднять первоначальную мощность до такого уровня Р' _п, чтобы проекция помехи оказалась равной ее первоначальному значению Р. Иными словами, помеха должна обладать избыточной мощностью для преодоления поляризационной селекции в РПУ. Коэффициент поляризационной селекции k _пол показывает, во сколько раз ослабляется помеха при поляризационной селекции РПУ:

. (16.8)

а – частичное подавление помехи; б – полное подавление помехи

с – вектор сигнала; п – вектор помехи; п' – проекция вектора помехи на вектор сигнала

Рисунок 16.13 – Поляризационная селекция

Если считать, что на рис. 5.12, а векторы изображают напряженность поля, то. Полная защита от помех может иметь место при υ = 90° (рис. 5.12, б). Тогда k пол = ∞, т.е. никакие увеличения уровня помехи не позволят преодолеть поляризационную селекцию.

Логика радиоборьбы такова, что всегда могут быть найдены средства преодоления помех. Для этого надо или априорно знать параметры селекции сигнала, чтобы сделать помеху подобной, или обеспечить «заградительность» при минимальных энергетических потерях. Обычно в отношении поляризации используется второй путь. Например, для сигнала с линейной поляризацией может применяться помеха с круговой или вращающейся линейной поляризацией. В этом случае получим предельное значение k пол = 2.

В конечном итоге считают, что помеха с круговой поляризацией и хаотически изменяющимся направлением вращения вектора напряженности при любых видах селекции обеспечивает подавление с k пол = 2.

Существенное значение для обеспечения помехоустойчивости имеет пространственная селекция, обеспечиваемая путем использования направленных антенн, концентрирующих энергию излучения в заданном направлении. В качестве контрмеры помехи также концентрируются в пространстве. Коэффициент селекции по направлению, рассчитывается по формуле:

, (16.9)

где G ptc, G п – соответственно КНД передающей антенны подавляемой РТС и станции помех.

Рассмотрим работу частотно-избирательных цепей, расположенных до детектора. Спектральная модель шума представлена на рис. 16.13, а. Все частотные составляющие в диапазоне Df сгруппированы в n точках оси частот, отстоящих друг от друга на интервале δ f, так что n = Df / (δ f). Квадрат эффективного значения напряжения шума представлен амплитудами составляющих U _{δ f} . При этом или.

а – спектральная модель шума; б – частотная характеристика ЧИЦ; в – спектр сигнала на выходе ЧИЦ; г – эквивалентная частотная характеристика ЧИЦ; д – спектр помехи на выходе приемника

Рисунок 16.14 – Частотная селекция

Частотная характеристика ЧИЦ k (f), снятая по мощности, показана на рис. 16.13, б. Мощность каждой составляющей умножается на соответствующее для данной частоты значение k (f). Так что на выходе ЧИЦ образуется спектр ε(f)_вых, огибающая которого повторяет k (f) (рис. 16.13, в). Такой спектр неудобен для использования, поэтому его лучше преобразовать в прямоугольный с эквивалентной полосой частот Δ F _э. Эквивалентность состоит в том, что мощность шума на выходе реального фильтра должна быть равной мощности шума с таким прямоугольным спектром.

На выходе реального фильтра:

, (16.10)

где.

Квадрат напряжения с прямоугольным спектром:

. (16.11)

Тогда выражение для эквивалентной полосы пропускания будет:

. (16.12)

Прямоугольный спектр можно представлять как порождение действующего на входе шума, прошедшего через частотную характеристику прямоугольной формы k (f) (рис. 16.13, г), имеющую эквивалентную полосу пропускания Δ F. Эквивалентная ширина полосы Δ F есть ширина нормированной прямоугольной частотной характеристики (по мощности). С учетом нормировки полоса Δ F равна площади под кривой k (f).

Например, для одиночного контура, образованного из элемента RLC, Δ F _э = 1,57Δ F _0,5. Большинство ЧИЦ сложнее одиночного контура. Для них приблизительно можно считать, что Δ F _э = 1,57Δ F _0,5. Таким образом, спектр помехи на выходе ЧИЦ будет прямоугольным (рис. 16.13, д), если на входе действует широкополосная помеха с равномерным энергетическим спектром. Ширина такого спектра равна ширине полосы пропускания приемника. Для количественной оценки действия помех в этом случае удобно воспользоваться коэффициентом частотной селекции, который показывает, во сколько раз уменьшается мощность помехи за счет действия частотной селекции:

. (16.13)

Если помеха узкополосная и обеспечивается гарантированное попадание ее в полосу приемника, то принимается k _ч = l.

Более строго коэффициент частотной селекции имеет вид:

. (16.14)

В практических случаях используются более простые соотношения (например, (16.13)).

Дата добавления: 2014-01-11