Отчет по семинарскому занятию 1 Простые и сложные сигналы Журавлев А
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Отчет по семинарскому занятию №1
Простые и сложные сигналы
Журавлев А.С. ст.гр.МП57-М
Задача №1
Какой из трех сигналов, характеристики которых приведены ниже в табл.1, обеспечивает РЛС наилучшую разрешающую способность по дальности :
- простой радиоимпульс заданной длительности ;
- ЛЧМ-сигнал с заданными значениями длительности и девиации частоты ;
- ФМС заданной длительностью сигнала (ФМ последовательности) и базой .
Определите, пожалуйста, длительность сигналов после оптимальной обработки (согласованной фильтрации - сжатия) и величину разрешающей способности по дальности для каждого из этих сигналов.
Постройте, пожалуйста, график зависимости разрешающей способности РЛС по дальности от длительности сигнала ( мкс с шагом 1 мкс) для различных значений базы сигнала ( с шагом 25).
Определите во сколько раз энергия ЛЧМ и ФМ сигналов больше (меньше) энергии простого импульсного сигнала при одинаковой импульсной мощности передатчика?
Какой из этих сигналов обеспечивает наибольшую дальность действия Rmax при прочих равных условиях?
|
№ варианта |
Простой радиоимпульс |
ЛЧМ сигнал (импульс) |
ФМ сигнал |
||
|
Длительность сигнала , [мкс] |
Длительность сигнала , [мкс] |
Девиация частоты, МГц |
База сигнала, раз |
Длительность сигнала , мкс |
|
|
21 |
3,75 |
182,5 |
53 |
26,00 |
109,2 |
Решение.
- Разрешающая способность РЛС по дальности определяется по длительности сигнала после согласованного фильтра .
Таким образом, для вычисления разрешающей способности по дальности необходимо вычислить базу для всех сигналов и определить значение разрешающей способности.
- База простого радиоимпульса равна 1, следовательно, разрешающая способность по дальности РЛС с простым радиоимпульсом = 562.5м.
- База ЛЧМ-сигнала определяется девиацией частоты и длительностью импульса. Разрешающая способность по дальности РЛС с ЛЧМ-сигналом =2.83м.
- База ФМС сигнала равна числу дискретов на длине периода ФМС . Соответственно разрешающая способность по дальности ФМС-сигнала =630м
- Следовательно, наилучшей разрешающей способностью по дальности обладает РЛС с ЛЧМ-сигналом.
- Ввиду того, что мощность сигналов одинакова, то их энергия зависит только от длительности сигнала. Из этого следует что энергия ЛЧМ сигнала по сравнению с энергией простого сигнала больше в 48,6 раз, энергия ФМС сигнала по сравнению с энергией простого сигнала больше в 29,12 раз.
рис.1. График зависимости разрешающей способности РЛС по дальности от длительности сигнала.
ж) Наибольшей дальностью действия при прочих равных условиях (равенство мощности передатчика прежде всего) обладает сигнал, имеющий максимальную длительность (энергию). Из приведенных выше характеристик видно, что максимальную длительность =182.5 мкс имеет ЛЧМ-импульс. Следовательно, РЛС с ЛЧМ-импульсом обладает наибольшей дальностью действия.
Задача №2
При модернизации активной РЛС (значения параметров РЛС для своего варианта выберите в табл.2) с простым радиоимпульсом длительностью , необходимо увеличить дальность действия на % при неизменной мощности передатчика , разрешающая способность по дальности должна быть не хуже заданного значения. Модернизация РЛС осуществляется путем применения ФМС.
Определите, пожалуйста, какими при этом должны быть параметры ФМС (длительность сигнала tс, длительность дискрета τ0 и количество дискретов N)?
Сколько разрядов должен содержать сдвиговый регистр для формирования нужной М-последовательности?
Постройте, пожалуйста, график зависимости длительности ФМС (-последовательности) , количества и длительности дискретов ФМС от требуемого увеличения дальности действия в пределах от 0 до 100% с шагом 5%.
|
№ варианта |
Длительность импульса модернизируемой РЛС , [мкс] |
Требуемое значение разрешающей способности РЛС по дальности после модернизации, м |
Заданное увеличение дальности действия активной импульсной РЛС , % |
|
21 |
7,63 |
58 |
25,8 |
Решение.
- Исходя из требуемого значения разрешающей способности по дальности = 58м, определяем требуемую длительность сигнала на выходе СФ 0,386 мкс.
- Исходя из требуемой длительности сигнала на выходе СФ и длительности, необходимой для обеспечения заданной дальности действия определим базу сигнала
19.
- При использовании ФМС, число дискретов последовательности должно быть не менее 19. Исходя из особенностей построения формирователя ФМС принимаем количество разрядов , что обеспечит формирование ФМС с возможным количеством дискретов не более .
Длительность дискрета равна: мкс.
%Программа вычисления параметров зондирующего сигнала
%при модернизации РЛС - увеличение разрешающей способности
%за счет применения сложных сигналов при сохранении (или
%увеличении дальности действия)
clear %очистка и ввод исходных данных задачи
tco=7.13e-6 %исходная длительность импульса
dR=58 %разрешающая способность по дальности д.б.не хуже 50 м
c=3e8 %скорость распространения электромагнитной энергии в вакууме
%Rmaxn=k*Rmaxo - дальность действия должна увеличиться в k раз
for k=1:1:20 %начало цикла по дальности действия
%определение длительности импульса, исходя из необходимости
%увеличения дальности действия в k раз
tcn(k)=tco*(1+(k-1)/20)^4 %требуемая длительность в соответствии с новой дальностью действия
%определение базы сигнала, необходимое для обеспечения разрешающей
%способности РЛС при новой длительности импульса
B(k)=c*tcn(k)/(2*dR) %определение базы сигнала, необходимой для
%реализации заданной разрешающей способности по дальности
%определение девиации частоты ЛЧМ-сигнала, необходимой для достижения
%заданного значения базы сигнала
%df(k)=B(k)/tcn(k) %вычисление девиации частоты ЛЧМ-сигнала, необходимой
%для получения заданнной разрешающей способности по дальности
%определение параметров ФМС, необходимых для достижения
%заданного значения базы сигнала - длительности дискрета - tau0,
%длины М-последовательности - N, разрядности (число ячеек в сдвиговом регистре)
%генерации М-последовательности - n.
N(k)=B(k) %определение длины М-последовательности ФМС-сигнала, необходимой
%для получения заданной разрешающей способности по дальности
tau0(k)=tcn(k)/N(k) %определение длительности дискрета М-последовательности ФМС-сигнала,
%необходимой для получения заданной разрешающей способности по дальности
n(k)=log2(N(k))%определение разрядности регистра формирователя М-последовательности
%ФМС-сигнала, необходимой для получения М-последовательности заданной длины
k1(k)=((k-1)/20)*100
end %конец цикла
% построение графиков зависимости параметров сигналов
%от увеличения дальности действия РЛС при неизменной мощности
subplot (2,2,1)
plot(k1, tcn/1.0e-6); % построение графика зависимости длительности сигнала
%от коэфициента увеличения дальности действия РЛС при неизменной мощности
title('tc=tc(Delta Rmax)') %заголовок
ylabel('tc,[mcs]') %подпись по оси y
xlabel('DeltaRmax,[%]') %подпись по оси x
grid on % добавление сетки
%subplot (2,2,2)
%plot(k1,df/1e6); % построение графика зависимости девиации частоты
%от коэфициента увеличения дальности действия РЛС при неизменной мощности
%title('deltaf=deltaf(Delta Rmax)') %заголовок
%ylabel('deltaf,[MHz]') %подпись по оси y
%xlabel('Delta Rmax,[%]') %подпись по оси x
%grid on % добавление сетки
subplot (2,2,2)
plot(k1,N); % построение графиков зависимости длины М-последовательности
%от коэфициента увеличения дальности действия РЛС при неизменной мощности
title('N=N(Delta Rmax)') %заголовок
ylabel('N') %подпись по оси y
xlabel('Delta Rmax,[%]') %подпись по оси x
grid on % добавление сетки
subplot (2,2,3)
plot(k1,n); % построение графиков зависимости количества разрядов формирователя
%М-последовательности от увеличения дальности действия РЛС при неизменной мощности
title('n=n(Delta Rmax)') %заголовок
ylabel('n') %подпись по оси y
xlabel('Delta Rmax,[%]') %подпись по оси x
grid on % добавление сетки
рис.2. а) построение графика зависимости длительности сигнала от коэфициента увеличения дальности действия РЛС при неизменной мощности
б) построение графиков зависимости длины М-последовательности от коэфициента увеличения дальности действия РЛС при неизменной мощности
в) построение графиков зависимости количества разрядов формирователя М-последовательности от увеличения дальности действия РЛС при неизменной мощности
Задача №3
Определите число, которое должно быть записано в дешифраторе, используемом в устройстве формирования укороченной М-последовательности длиной , определенной в задаче 2.
Для получения последовательности заданной длины исходная М-последовательность должна иметь длину , превышающую заданную. Число ячеек в сдвиговом регистре (число разрядов сдвигового регистра равно ).
Аналогично табл.1 методической разработки к семинару 1 постройте таблицу, иллюстрирующую процесс формирования укороченной последовательности.
При построении таблицы учтите следующие особенности:
- исходное состояние всех ячеек сдвигового регистра - «1»;
- при использовании 4-хразрядного сдвигового регистра на сумматор по модулю 2 подаются числа с первой и четвертой ячеек или третьей и четвертой ячейки;
- при использовании 5-тиразрядного сдвигового регистра на сумматор по модулю 2 подаются числа с третьей и пятой ячейки;
- при использовании 6-тиразрядного сдвигового регистра на сумматор по модулю 2 подаются числа с пятой и шестой ячейки.
Во сколько раз изменится энергия зондирующего сигнала и разрешающая способность по дальности , при увеличении (уменьшении) числа ячеек в сдвиговом регистре на единицу при прочих равных условиях? Что это за условия?
Постройте, пожалуйста, график зависимости энергии зондирующего сигнала РЛС и базы сигнала от числа добавляемых ячеек регистра.
Решение.
Для получения последовательности длиной 19 дискретов исходная М-последовательность должна иметь длину N = 31. Число ячеек в сдвиговом регистре в соответствии с формулой (8) равно 5. Построим таблицу (аналогичную табл.1), иллюстрирующую процесс формирования укороченной последовательности. На входы сумматора по модулю 2 подадим выходы третьей и пятой ячеек регистра.
|
Первая ячейка |
Вторая ячейка |
Третья ячейка |
Четвертая ячейка |
Пятая ячейка |
+ |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
2 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
4 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
5 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
6 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
7 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
8 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
9 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
10 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
11 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
12 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
13 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
14 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
15 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
16 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
17 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
18 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
19 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Из таблицы следует, что в дешифратор нужно записать число 10000
При увеличении (уменьшении) числа ячеек в сдвиговом регистре происходит удлинение (укорачивание) кодовой последовательности. При неизменной длительности импульса, длительность манипулирующего импульса τ0 укорачивается (удлиняется). Исходя из заметно, что при укорачивании (удлинении) длительности τ0 происходит увеличение (уменьшение) базы сигнала. Поскольку и , то , следовательно при увеличении (уменьшении) базы сигнала уменьшается (увеличивается) его разрешающая способность по расстоянию.
При довольно больших N разрешающая способность уменьшится примерно в 2 раза.
рис 3. График зависимости базы сигнала от числа добавляемых ячеек регистра
Энергия меняться не будет, так как длительность импульса не меняется.
2. Формы государственного управления
3. Будет возникать чувство широкой всеобъемлющей энергии которая будет побуждать нас ощущать всё более масшт
4. Федерация Кудо России
5. Концепция совершенствования производства
6. Контрольная работа Кафедра Студент Ф
7. Петропавловская крепость1
8. Общая характеристика листа Лист ~ боковая структурная часть побега характеризующаяся как правило билат
9. Тема- Финансовый менеджмент- цели и задачи
10. Основные положения международного частного права
11. Аудиторская деятельность.html
12. тема Российской Федерации
13. Тема- Организация открытых горных работ в условиях карьера ЗАО ldquo;ККУrdquo; г
14. тематикалы' 'рнегі- термодинамиканы' 2за'ыны' термодинамиканы' 1за'ыны' Гиббсті' еркін
15. Литература - Патофизиология (Повреждение клетки)
16. 1 Задача 1 12 баллов
17. Тема- Автоматизация судовождения Судовой навигационный комплекс
18. This specilty is rther new in our country but it seems very interesting nd chllenging 2 for me
19. конвекции и 25 испарениям человек отдаёт столько тепла
20. Шпоры Агробизнес