Расчет математической модели прямоугольной когерентной пачки прямоугольных радиоимпульсов
Спектральные характеристики импульсных радиосигналов, применяемых в радиолокации и радионавигации. Расчет и анализ автокорреляционных функций, спектров амплитуд, спектров фаз и энергетических спектров. Методы оптимальной согласованной фильтрации сигналов.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.05.2016 |
| Размер файла | 391,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Цель работы
- изучение временных и спектральных характеристик импульсных радиосигналов, применяемых в радиолокации, радионавигации, радиотелеметрии и смежных областях;
- приобретение навыков по расчету и анализу корреляционных и спектральных характеристик детерминированных сигналов: автокорреляционных функций, спектров амплитуд, спектров фаз и энергетических спектров;
- изучение методов оптимальной согласованной фильтрации сигналов известной формы на фоне помех типа белого шума;
- приобретение навыков выполнения инженерных расчетов по определению спектральных характеристик сигналов на ПЭВМ
В процессе работы требуется рассчитать математическую модель заданного сигнала, построить спектр сигнала, амплитудный спектр, автокорелляционную функцию и импульсную характеристику согласованного фильтра.
Все вычисления, проделанные в работе производились при помощи программы Mathcad 14.
Перечень условных обозначений, единиц и терминов
щ - несущая частота, Гц
FS - частота следования, Гц
ф - длительность импульса, с
N - число импульсов в пачке
Tn - расстояние между двумя импульсами (период), с
U1(t) - огибающая одного радиоимпульса
S1(t) - одиночный радиоимпульс
S(t) - пачка радиоимпульсов
S11(щ) - спектральная плотность амплитуды одного видеоимпульса
Sw(щ) - спектральная плотность пачки радиоимпульсов
W(щ) - энергетический спектр
Ш(ф1) - АКФ сигнала
А - произвольный постоянный коэффициент
h(t) - импульсная характеристика согласованного фильтра
Задание на курсовую работу
Заданный тип сигнала:
Прямоугольная когерентная пачка прямоугольных радиоимпульсов. В середине каждого импульса фаза скачком меняется на 180°.
№ подварианта - 3:
Несущая частота - щ= 2,02 МГц,
Длительность импульса - ф = 55 мкс,
Частота следования -Fs = 40кГц,
Число импульсов в пачке - N=7
Для заданного типа сигнала рассчитать:
1) Математическую модель сигнала.
2) Расчет АКФ.
3) Расчет спектра амплитуд и энергетического спектра.
4) Расчет импульсной характеристики согласованного фильтра.
5) Рекомендации по построению и практической реализации согласованного фильтра.
Глава 1.Расчет параметров сигнала
1.1 Расчет математической модели сигнала
Одиночный прямоугольный импульс, в середине которого фаза скачком меняется на 180є можно описать выражением:
График одиночного радиоимпульса представлен на рис.1.
Рис.1. График одиночного радиоимпульса
На рис.2 рассмотрим подробнее середину импульса, где фаза меняется на 180є
Рис.2. Подробный график одиночного радиоимпульса.
Огибающая одного радиоимпульса представлена на рис.3.
Рис.3 Огибающая одного радиоимпульса
Так как все импульсы в пачке имеют одинаковую форму, то при построении когерентной пачки можно пользоваться формулой:
где Tn - период повторения импульсов, N - число импульсов в пачке, U1(t) - огибающая первого импульса
На рис.4 представлен вид когерентной прямоугольной пачки радиоимпульсов.
Рис.4-Когерентная пачка радиоимпульсов
1.2 Расчет спектра амплитуд
Модуль спектральной плотности характеризует плотность распределения амплитуд составляющих сплошного спектра сигнала по частоте, а аргумент спектральной плотности - распределение фаз составляющих.
В данном случае нет необходимости интегрировать по данным пределам, так как единичный сигнал находится в пределах от (0; ф), а вне того предела тождественно равен нулю.
Для данного сигнала спектральная плотность амплитуд одиночного видеоимпульса представлена на рис.5
Рис.5-Спектральная плотность одиночного радиоимпульса
Спектр амплитуд пачки радиоимпульсов представляет собой произведение спектра амплитуд одиночного импульса и функции вида |sin(Nx)/sin(x)| называемой "множителем решетки". Эта функция носит периодический характер.
Спектр амплитуд пачки радиоимпульсов представлен на рис 7.
Рис.6 Спектральная плотность пачки
1.3 Расчет энергетического спектра
спектр импульсный радиосигнал амплитуда
Энергетический спектр вычисляется по простому соотношению
Энергетический спектр представлен на рис.11. На рис.12 представлен увеличенный фрагмент энергетического спектра.
Рис.7 - Энергетический спектр сигнала
1.4 Расчет автокорелляционной функции
Автокорреляционная функция (АКФ) сигнала служит для количественной оценки степени отличия сигнала и его сдвинутой во времени копии s(t-) и представляет собой их скалярное произведение на бесконечном интервале
АКФ для огибающей одного импульса представлена на рис.13
Рис.13 АКФ для огибающей одного импульса
Автокорелляционная функция для заданного сигнала представлена на рис.14.
Рис.14 АКФ заданного сигнала
Глава 2. Расчет параметров согласованного фильтра
2.1 Расчет импульсной характеристики
Импульсная характеристика согласованного фильтра представляет собой масштабную копию зеркального отображения входного сигнала, сдвинутого на некоторый отрезок времени. Иначе не выполняется условие физической реализуемости фильтра, так как сигнал должен успеть «обработаться» фильтром за это время.
Импульсную характеристику строим для огибающей заданного сигнала.
Огибающая пачки представлена на рис.15
Рис.15 Огибающая пачки
Импульсная характеристика представлена на рис.16.
Рис.16 Импульсная характеристика согласованного фильтра
Структурная схема согласованного фильтра для заданного сигнала изображена на рис.18.
В данной курсовой работе были рассчитаны параметры сигнала для прямоугольной когерентной пачки радиоимпульсов прямоугольной формы, у которых в середине импульса фаза меняется на 180є.
Также в программе Mathcad 14 были построены графики огибающей сигнала, спектральной плотности, энергетического спектра, автокорелляционной функции.
Также была построена импульсная характеристика согласованного фильтра.
Список используемой литературы
1) Баскаков С.И., Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. для вузов по спец. «Радиотехника».-2-е изд.., перераб. и доп.-М: Высш.шк..,1988.
2) Коберниченко В.Г., Методические указания к курсовой работе.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет временных и спектральных моделей сигналов с нелинейной модуляцией, применяемых в радиолокации и радионавигации. Анализ корреляционных и спектральных характеристик детерминированных сигналов (автокорреляционных функций, энергетических спектров).
курсовая работа [1,6 M], добавлен 07.02.2013Временные и спектральные характеристики импульсных радиосигналов, применяемых в радиолокации, радионавигации, радиотелеметрии и смежных областях. Расчет параметров сигнала. Рекомендации по построению и практической реализации согласованного фильтра.
курсовая работа [382,6 K], добавлен 06.01.2011Временные функции сигналов, частотные характеристики. Граничные частоты спектров сигналов, определение кодовой последовательности. Характеристики модулированного сигнала. Расчет информационных характеристик канала, вероятности ошибки демодулятора.
курсовая работа [594,5 K], добавлен 28.01.2013Особенности методики применения математического аппарата рядов Фурье и преобразований Фурье для определения спектральных характеристик сигналов. Исследование характеристик периодических видео- и радиоимпульсов, радиосигналов с различными видами модуляции.
контрольная работа [491,1 K], добавлен 23.02.2014Обработка простейших сигналов. Прямоугольная когерентная пачка, состоящая из трапецеидальных (длительность вершины равна одной третьей длительности основания) радиоимпульсов. Расчет спектра амплитуд и энергетического спектра, импульсной характеристики.
курсовая работа [724,9 K], добавлен 17.07.2010Временные функции сигналов, частотные характеристики. Энергия, граничные частоты спектров. Особенности определения разрядности кода. Построение функции автокорреляции. Расчет модулированного сигнала. Расчет вероятности ошибки оптимального демодулятора.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 07.02.2013Временные функции, частотные характеристики и энергия сигналов. Граничные частоты спектров сигналов. Технические характеристики аналого-цифрового преобразователя. Информационная характеристика канала и расчёт вероятности ошибки оптимального демодулятора.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.11.2011Временные функции сигналов и их частотные характеристики. Энергия и граничные частоты спектров. Расчет технических характеристик АЦП. Дискретизация сигнала и определение разрядности кода. Построение функции автокорреляции. Расчет модулированного сигнала.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 10.03.2013Расчёт энергетических характеристик сигналов и информационных характеристик канала. Определение кодовой последовательности. Характеристики модулированного сигнала. Расчет вероятности ошибки оптимального демодулятора. Граничные частоты спектров сигналов.
курсовая работа [520,4 K], добавлен 07.02.2013Спектральные характеристики периодических и непериодических сигналов. Свойства преобразования Фурье. Аналитический расчёт спектра сигнала и его энергии. Разработка программы в среде Borland C++ Bulder 6.0 для подсчета и графического отображения сигнала.
курсовая работа [813,6 K], добавлен 15.11.2012Ослабление вредного действия помехи в радиотехнической системе с помощью линейной фильтрации, основанной на использовании линейных частотных фильтров. Условия физической реализуемости фильтра. Расчет амплитудного и фазового спектров заданного сигнала.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 04.03.2011Характеристики и параметры сигналов и каналов связи, их расчет и основные принципы преобразования в цифровую форму. Особенности требований к аналогово-цифровому преобразователю. Расчеты спектров и вероятности ошибки в канале с аддитивным белым шумом.
курсовая работа [529,7 K], добавлен 07.02.2013Временные функции, частотные характеристики и спектральное представление сигнала. Граничные частоты спектров сигналов. Определение разрядности кода. Интервал дискретизации сигнала. Определение кодовой последовательности. Построение функции автокорреляции.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 09.02.2013Векторное представление сигнала. Структурная схема универсального квадратурного модулятора. Процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой. Наложение и спектры дискретных сигналов. Фильтр защиты от наложения спектров. Расчет частоты дискретизации.
курсовая работа [808,3 K], добавлен 19.04.2015Статистический анализ вероятностных свойств дискретного источника по заданной реализации отрезка его выходного текста сообщений. Расчет спектров модулирующего и модулированного сигналов. Эквивалентная вероятность ошибочного приема двоичного элемента.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 15.04.2012Сигнал - материальный носитель информации и физический процесс в природе. Уровень, значение и время как основные параметры сигналов. Связь между сигналом и их спектром посредством преобразования Фурье. Радиочастотные и цифровые анализаторы сигналов.
реферат [118,9 K], добавлен 24.04.2011Общие сведения о шумах и адаптивной фильтрации речевого сигнала. Компенсаторы помех: устройство и компоненты, функции. Подавление аддитивного квазистационарного шума методом вычитания амплитудных спектров, основанном на искусственных нейронных сетях.
курсовая работа [359,7 K], добавлен 02.05.2016Обоснование подходов к разработке математических моделей речевых сигналов. Детерминированный подход к построению математической модели (сигнала, содержащего вокализованные участки речи), основанной на теории модуляции. Коэффициенты разработанной модели.
курсовая работа [836,0 K], добавлен 26.12.2014Диаграммы амплитудного и фазового спектров ФВЧ. Параметры УРЧ, спектры сигналов и принципиальная схема устройства. Параметры гетеродина, графики зависимостей. Последовательность униполярных импульсов. Принципиальная электрическая схема простейшего АГ.
контрольная работа [601,1 K], добавлен 26.08.2010Экспериментальные исследования преобразования спектров колебаний в нелинейных резистивных цепях. Измерение эквивалентного сопротивления контура. Спектр тока транзистора в режиме больших и малых амплитуд. Колебания комбинационных частот входного сигнала.
лабораторная работа [570,8 K], добавлен 30.11.2011
