Основные методы повышения устойчивости и надёжности радиоприёма

 

Оптимальный радиоприём.

Сказать о помехах различного назначения (природных, индустриальных, преднамеренных). Сказать, что существует задача борьбы с ними, их ослабления. Для этого и строятся оптимальные приёмники. Оптимальная структура приёмника зависит от конкретной решаемой задачи.

Основная проблема оптимального приёма состоит в наилучшем (в рамках заданного критерия оптимальности) решении поставленной перед радиоприёмным устройством задачи. При структурном синтезе оптимального РПрУ возникает типичная статистическая задача: по заданным исходным данным о статистических свойствах сообщений, сигналов, помех, радиоканалов и их функционального воздействия при выбранном критерии оптимальности и типе решаемой задачи найти оптимальные алгоритмы обработки информации.

Оптимальные приёмники по выполняемой функции делятся на несколько видов:

- радиоприёмник обнаружения сигналов;

- различения сигналов (многоальтернативное обнаружение);

- оценки (измерения) параметра;

- оценки (фильтрации) непрерывного сообщения;

- разрешения сигналов;

 

Оптимальный приём сигнала с неизвестной амплитудой и фазой при наличии аддитивного, нормального, белого шума.

Решается задача оптимального обнаружения сигнала на входе приёмника.

Пусть на входе приёмника присутствует сигнал:

,

при некотором отношении с/ш q _Ш.

Выражение для оптимального приёма для этих условий выглядит таким образом:

L – функция правдоподобия.

L<C(q_Ш) – если сигнал меньше некоторого порога, зависящего от отношения сигнал с/ш, то сигнал не обнаружен.

L³C(q_Ш) – если больше, то сигнал обнаружен.

 

Физический смысл этих выражений заключается в том, что при интегрировании случайной последовательности с нулевым средним, значение интеграла стремиться к нулю.

Структурно такое выражение можно реализовать двумя способами.

Корреляционный приёмник и фильтровой приёмники.

Фильтр, согласованный с сигналом, имеет переходную характеристику комплексно сопряжённую с самим сигналом. Максимальное напряжение на выходе такого фильтра появляется только тогда, когда не его входе действует тот сигнал, на который он настроен.

Квазиоптимальный приём происходит тогда, когда точная форма сигнала не известна, но имеется некоторая информация о спектральных составляющих сигнала. В этом случае строятся приёмники на базе квазиоптимальных фильтров, которые с максимально возможной эффективностью выделяют сигнал из шума. Привести пример вещательного приёмника АМ. Уж слишком он квази J.

 

Схема ШОУ.

 

При воздействии мощной импульсной помехи на узкополосный линейный тракт приёмника происходит существенное затягивание фронтов импульса и происходит поражение сигнала на существенном отрезке времени. Система помехозащиты ШОУ предназначена для защиты приёмников АМ сигналов от мощных импульсных помех.

При использовании этой схемы линейный тракт приёмника содержит звено:

ШУ – широкополосный усилитель

ОА – ограничитель амплитуды

УУ – узкополосный ограничитель

 

В ШУ происходит усиление и помехи и сигнала. При этом амплитуда импульсной помехи оказывается намного больше амплитуды полезного сигнала, длительность импульса, пропорциональная полосе пропускания мала. Затем сигнал ограничивается по амплитуде, уровень ограничения выбирается выше среднеквадратичного значения суммарного напряжения сигнала и шумов и сохраняется постоянным. В ограничителе происходит уравнивание амплитуд полезного сигнала и импульсной помехи. После чего в узкополосном усилителе происходит дальнейшее подавление помехи, сигнал же успевает нарасти до своего установившегося значения.

Рассказать про альтернативу (жидкогелиевое охлаждение входных цепей). Добротности до 10⁵, дорого и сложно.

Рассказать о других видах защиты от помех, временная, частотная и амплитудная селекция.

Устранение индустриальных помех в месте их возникновения.

 

 

Разнесённый приём

 

Разнесённый приём – эффективный приём борьбы с замираниями. Пояснить что это такое, откуда берётся, нарисовать. Для воспроизведения переданного сообщения в этом случае используется не одна, а несколько реализаций сигналов, отображающих данное сообщение. Идея метода заключается в том, что бы ослабив корреляцию между реализациями сигналов, уменьшить вероятность одновременного замирания принимаемых сигналов и, комбинируя их, повысить верность и скорость передачи сообщений. Различают приём:

- пространственно разнесённый, когда сигнал принимается одновременно несколькими разнесёнными в пространстве антеннами; нарисовать

- с угловым разнесением, использующий сигналы, которые приходят в место приёма с некоторым сдвигом по углу в вертикальной и горизонтальной плоскости;

- с разнесением по поляризации, при котором используются различно поляризованные приёмные антенны.