Флуктуационная помеха и способы ее ослабления

Флуктуационные помехи (ФП) обычно связаны с приемной антенной и обусловлены внеполосным шумовым излучением передатчиков и шумовым излучением гетеродинов приемников (обычно значительно слабее).

В большинстве случаев ФП можно считать стационарным случайным процессом всегда присутствующим в канале связи по своей природе и не может быть полностью устранен. Они вызывают маскировку, подавление, искажение сигналов. Маскировка из-за выбросов помехи затрудняет различение рабочих сигналов. Интерференция сигналов и шумов при определенных фазовых соотношениях может приводить к подавлению полезного сигнала.

Ослабление ФП проводится с учетом ее частотных свойств: спектр - практически бесконечен, фазы составляющих спектра случайны.

Частотная селекция позволяет уменьшить уровень ФП в радиотракте. Радиотракт обладает полосой пропускания необходимой для усиления сигнала с допустимым уровнем искажений и, соответственно, ограничивает мощность ФП, попадающую в радиотракт (рис.11.5а).

 

а) б)

Рис.11.5

При действии на входе РПрУ дискретного сигнала со спектром (рис.11.5б) максимальное ослабление ФП обеспечивается применением согласованного фильтра, имеющего гребенчатую форму АЧХ, подавляющего составляющие спектра ФП в промежутках между составляющими спектра сигнала.

Значительно более простую реализацию имеет фильтр, осуществляющий квазиоптимальную фильтрацию, обеспечивающий на его выходе максимальное отношение сигнал/шум.

Прием дискретных сигналов на фоне ФП с известной начальной фазой можно эффективно осуществлять, используя корреляционный или автокорреляционный прием, основанный на использовании различных статистических свойств сигнала и ФП.

 

Мультипликативные помехи

 

До сих пор при анализе влияния различных видов помех на дискретный сигнал считалось, что отсутствуют какие-либо эффекты последействия (отсутствует наложение откликов в канале на входной сигнал) и рассеяния переданных сигналов во времени, по частоте или пространству. Однако реальные каналы обладают памятью (процессы в канале инерционны и накладываются друг на друга).

Если в системе связи применяют частотное разделение каналов, то рассеяние по частоте может вызвать перекрытие частотных спектров сигналов и, как следствие, взаимные помехи между каналами.

Неоднородности среды распространения, порождающие отраженные радиоволны, наличие в тракте передачи реактивных элементов, вызывает отклонение передаточной функции канала от идеальной, растягиванию во времени отклика канала на приемной стороне по сравнению с длительностью переданного сигнала.

Перегрузка тракта модуляции и выходного каскада РПдУ, а также нелинейные эффекты в усилительном тракте приемника приводят к дополнительным помехам приему сигналов.

Диэлектрические неоднородности среды распространения искажают плоский фронт радиоволны. При этом возникает сложная картина интерференционных замираний, зависящих от частоты, времени и места приема. Все виды рассеяния образуют мультипликативные помехи (МП).

Для борьбы с искажениями, вызванных пространственным рассеянием эффективен прием на несколько пространственно разнесенных антенн, что широко применяется для борьбы с замираниями.

Применение остронаправленных приемных антенн позволяет применить пространственное разделение лучей, что повышает помехоустойчивость.

При частотном разделении лучей используют передачу элементов сигнала, следующих друг за другом, на различных смежных частотах, что позволяет разделить мешающие отклики канала с помощью резонансных фильтров.

Корреляционное разделение лучей предполагает использование в качестве переносчика сообщений широкополосных сигналов с базой Б_с = 2П _cТ_c>>1, где П_с – полоса, занимаемая сигналом, а Т_с – время действия полезного сигнала. При условии ортогональности на длительности единичного элемента на приемной стороне проводится их когерентное сложение и некогерентное детектирование, что создает заметный выигрыш в помехоустойчивости.

Вопросы для самопроверки

1.Как ЭМП подразделяются по типу источника?

2.Каковы причины искусственных помех?

3.Назовите типы искусственных помех.

4.Как подразделяются помехи по частотно-временным свойствам?

5.Чем отличаются сосредоточенные помехи от импульсных?

6.Что является причиной ФП?

7.В чем разница между аддитивной и мультипликативной помехой?

8.Какие существуют способы борьбы с сосредоточенными помехами?

9.Назовите способы борьбы с импульсными помехами.

10.Какие существуют способы борьбы с флуктуационными помехами?

 

 

Литература

Основная

1. Радиоприёмные устройства / Под редакцией Н. Н. Фомина. – М.: Горячая линия - Телеком, 2007.

2. Головин О. В. Радиоприёмные устройства. – М.: \ Высшая школа, 1997.

3. Радиоприёмные устройства / Под ред. А. П. Жуковского. – М.: Высшая школа, 1989

4. Радиоприёмные устройства / Под ред. Н. И. Чистякова. – М.: Радио и связь, 1986

5. Буга Н.Н., Фалько А.И., Чистяков Н.И. Радиоприемные устройства. – М.: Радио и связь, 1986

Дополнительная

6. Головин О. В. Профессиональные радиоприёмные устройства декаметрового диапазона. - М.: Радио и связь, 1985

7. Белов И. Ф. Справочник по переносным и автомобильным радиоприёмникам и магнитолам. - М.: Радио и связь, 1992

8. Туляков Ю. М. Системы персонального радиовызова. - М.: Радио и связь, 1988

9. Справочная книга радиолюбителя – конструктора. / Под ред. Н. И. Чистякова. – М.: Радио и связь, 1993

10. Радиоприемные устройства / Под редакцией А.Г.Зюко – М.: Связь, 1975

 

 

Предметный указатель

А втоматическая подстройка частоты 50

- - -,частотная 50

- - -, фазовая 50

Автомобильный приемник 5

Активный элемент (АЭ) 18

Акустическая сигнализация 53

Акустическая система 54

Амплитудная модуляция 36, 54

Амплитудный ограничитель (АО) 40

- -, диодный 41

- -, транзисторный 42

Амплитудная характеристика (АХ) 41

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) 7, 10, 13, 33

Антенна приемная 16

- - штыревая 53

- - ферритовая 18, 53

Антенный переключатель 56

Б лок питания 54

- управления 54

- обработки сигналов 58

В арикап 19

Видеоусилитель 56

Входная цепь (ВЦ) 13, 20, 22

- -, назначение 18

- - одноконтурная 18

- - двухконтурная 18

- - с трансформаторной связью с антенной 18

- - с авторансформаторной связью с антенной 18

- - с непосредственной связью с антенной 18

- - с комбинированной связью 18

В ольт-амперная характеристика (ВАХ) 8, 31, 38

- - - преобразовательного элемента (ПЭ) 31

Входная проводимость 27, 29

- -, активная 28

- -, обратной связи (ОС) 28

- - реактивная 28

Выходное устройство 54

 

Г етеродин 14, 56

Главный тракт приема (ГТП) 54

Гомодинный приемник 58

 

Д евиация частоты 44

Делитель напряжения 25

Детектор амплитудный 36

- - последовательный 37

- фазовый (ФД) 43

- частотный (ЧД) 43

- балансный 45

- радиоимпульсов 56

Динамический диапазон 10

Диод 34, 36

Доплеровская частота 57

 

З атухание контура 22

- - конструктивное 22

- - эквивалентное 22

Зондирующий импульс 56

 

И збирательность 7

- односигнальная 7

- многосигнальная 10

Измеритель частоты 57

Импульсный модулятор 57

Индикатор скорости 57

Искажения нелинейные 8

- линейные (амплитудно-частотные) 8

- перекрестные 9

- интермодуляционные 9

- при детектировании АМ сигнала 38, 39

Инфрадин 53

 

К оэффициент перекрытия диапазона 11, 19

- передачи ВЦ, модуль 20, 22

- - - оптимальный 22,23

- - - максимальный 22

Коэффициент усиление по напряжению 6,26

- -, модуль 27

- - по току 7

- - сквозной 7

- - по мощности 6

- - малосигнальный 27

- - устойчивый 30

- шунтирования 22, 26

- включения 23, 25

- устойчивости 29

- - согласования ВЦ с антенной 23

- оптимального рассогласования 23, 27

- коэффициент шума 12

 

Н астройка РПрУ 19

- - механическая 19

- - с помощью варикапов 19

 

О граничитель 40

- мгновенных значений 40

- амплитудный 40

Оптимальное рассогласование 23

 

П обочные каналы приема 15

Полоса пропускания 10

Помехи радиоприему 60

- аддитивные 60

- внешние 60

- внеполосная 61

- внутриполосная 61

- внутренние 60

- естественные 60

- искусственные 60

- импульсные 63

- мультипликативные 60, 65

- собственные 60

- сосредоточенные 62

- флуктуациионные 64

 

П ейджер 57

Преобразователи частоты (ПрЧ) 14. 31

- -, балансный 35

- - назначение, структурная схема 31

- -, частотная характеристика ПрЧ 32

- - на биполярном транзисторе 34

- - на диоде 34

- - на полевом транзисторе 34

- - с совмещенным гетеродином 34

Преселектор 57

Пульт управления РПрУ 54

 

Р адиоприемное устройство (РПрУ) 4

- -, назначение, структура 4

- -, классификация 5

- -, качественные показатели 9

- -, детекторный 13

- -, прямого усиления 13

- -, прямого преобразования 16

- -, радиовещательный 53

- -, синхродин 58

- - системы персонального радиовызова (пейджер) 57

- -, супергетеродинного типа 14

- - -, стереофонический 54

- -, профессиональный 54

- -, радиолокационный 56

- - -, непрерывного излучения 56

- - -, импульсный 56

Регулировка усиления 47

- - автоматическая комбинированная 49

- - - обратная 48, 49

- - - прямая 49

- - - с задержкой 49

- - изменением крутизны 47

- - коэффициента включения 47

- - эквивалентного сопротивления колебательного контура 48

Регулятор частоты 50

Резонансный усилитель (РУ), назначение 25

- - классификация 25

- - структурная схема 25

- -, коэффициент усиления 26

- -, модуль резонансного коэффициента усиления 26

- -, устойчивость 27

- -, устойчивый коэффициент усиления 30

 

С елективность (избирательность) 7,10

селекция радиоканалов 62

- - временная 64

- - частотная 64

- - пространственная 65

Синтезатор частот 54

 

У силительные устройства, назначение 6

- -, классификация 6

- -, основные технические показатели 7

- -, нормированная АЧХ 8

Усилитель малошумящий 56

 

Ф азовая автоподстройка частоты (ФАПЧ) 50

Фазовый детектор 43

Фильтр сосредоточенной селекции 14

Фильтрация

- квазиоптимальная 65

- оптимальная 64

- согласованная 65

Ч астотный детектор 43

- - с одиночным контуром 44

- -, балансный с взаимно расстроенными контурами 45

Частотная автоподстройка частоты 51

Частотные искажения, коэффициент 8

Частота несущая (принимаемого сигнала) 13, 50

- промежуточная 15,50

Чувствительность 9

 

Ш умы, тепловые 60

-, электронных приборов 60

- естественного происхождения 61

Шунтирование, коэффициент 22

 

Э квивалентная схема входной цепи 20

- - резонансного усилителя 26

Эквивалентное затухание 21

- сопротивление контура 21

- проводимость контура 26