книги / Методы помехоустойчивого приема ЧМ и ФМ сигналов

В соответствии c (2) об­ щая функциональная схема оптимального измерителя частоты должна включать устройство, приведенное на рис. 1.

Согласно другому, квази­ линейному методу обработ­ ки смеси сигнала и шума[3] оптамалыгае устройство

измерения частоты при гауссовой априорной плотности wpr (ш) находится из выражения

где со* (t) — среднее значение информативной функции, которое предполагается известным; b (т )— функция,

определяемая выражением

интервал (t—T, t) для необходимой при анализе дис­ кретизации рассматриваемого процесса; %— информа­ тивный параметр; wps (ylh*) — функция правдоподобия процесса y(t) на рассматриваемом подынтервале. Вели­

чина А много больше интервала корреляции помехи, но много меньше интервала корреляции информативной функции %(*)•

Функция G(t,т) представляет импульсный отклик

линейной системы

Логарифмируя (8), беря .производную по 1, приравни­

вая к (4), и предполагая, что Ло—const, cp=const, на­ ходим

Учитывая, что 4M является интегральным видом мо­ дуляции, дифференцирование (9) выполняем «по пара­

умножитель'и генератор опорного напряжения. Заменяя оптимальный лилейный фильтр (2) обычным фильтром

низкой частоты (например, типа пропорциоиальио-ни- тегрирующего звена) и учитывая, что оценочное значе­ ние параметра Я*(/) непосредственно отображается в выходном отклике этого фильтра, приходим к системе квазикогерентиой обработки фазы типа ФАПЧ.

Следящий демодулятор с системой обратной связи по частоте (ОСЧ) включает -в свой состав иеремиожитель принимаемого н опорного сигналов (смеситель), на выходе которого включен узкополосный фильтр «проме­ жуточной частоты, т. е. осуществляет операции, прису­

ванных фильтров заменяется одним квазиоптимальным фильтром, управляемым оценоч-ньпм значением выход­ ного параметра.

Для сравнения квазиоптимальных систем оценки частоты ,в условиях сильных шумов удобно «вести кри­ терий пороговости 4M систем. Под порогом 4M при­ ема условимся понимать минимально .возможное отно­ шение сягнал/шум р0 на входе приемника, взятое в удвоенной информативной полосе 2FB 4M сигнала, при

котором нарушается линейность помехоустойчивой ха­ рактеристики poux = ф (ро) 4M приема. Обозначим это пороговое отношение роп. Чем меньше р0п, тем, очевид­ но, лучшими пороговыми свойствами обладает прием­ ник.

Для стандартного демодулятора пороговое отноше­ ние ,р(Ш при отклонении характеристики от линейной на

1 дБ с достаточной точностью можно оценивать по эм­ пирическому выражению [9]

(М)

где В — шумовая полоса линейной части приемника (до

частотного детектора).

В следящих демодуляторах шумовая полоса В дол­

жна вычисляться с учетом замкнутых цепей обратного управления. Анализ показывает, что для СФ значение В в надпороговой и пороговой областях можно при­

ближенно определять по линеаризованной модели сис­ темы с использованием эквивалентных частотных ха­ рактеристик (ЭЧХ) [10]. Очевидно, это заключение можно распространить и на другие типы следящих де­ модуляторов. Общее выражение для шумовой полосы В

в этих системах имеет вид

В системе ФАПЧ с нропорциоиально-интегрирующим фильтром модуль ЭЧХ имеет вид

параметр линеаризации); т, тг — параметры пропорцио- иалыю-интегрнрующего фильтра.

В несколько иной форме значение ВфПЧ было вычисле­

но в [11]. Формула (14) справедлива при практически выполнимых условиях:

Аналогичные вычисления для СФ с интегрирующей цепью управления приводят к выражению

где b = Л F 12 F„, X= 2it Fnт; A F — полоса неуправля­

емого контура СФ на уровне 0,707; т — постоянная вре­

т. е. достаточно большом усилении К в петле обратной

связи.

Для оценки пороговых свойств рассматриваемых систем необходимо приравнять их шумовые полосы. В СФ и ОСЧ можно непосредственно выбрать одинако­ вые значения т при данном а. При этом усиление К в

И. Л. ПАПЕРЫОВ

АНАЛИЗ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ 4M ДЕМОДУЛЯТОРА С ВЫЧИТАНИЕМ ДЕВИАЦИЙ ПРИ СИГНАЛЕ, МОДУЛИРОВАННОМ ПОЛЕЗНЫМ СООБЩЕНИЕМ

Определено влияние модуляции на помехозащищенность 4M демодулятора с вычитанием девиаций. Показано, что определяющее воздействие оказывает паразитная амплитудная модуляция, воз­ никающая в узкополосном фильтре.

Анализ помехоустойчивости преобразователя с вы­ читанием девиаций (ПВД), структурная схема которо­ го приведена на рис. 1, без учета модуляции проведен в работах [1—3].

т \

При модуляции синфазная и ортогональная проек­ ции вектора шума на вектор сигнала зависят от пере­ даваемого сообщения, кроме того, 4M сигнал при про­ хождении через фильтр приобретает паразитную ампли­ тудную модуляцию (ПАМ).

Первый эффект рассмотрен в [4] на основе импульс­

ке А(о несущей от центральной частоты фильтра. Амп­ литуду сигнала при этом примем равной Uc (Д о>) =

= Üс К (А «0, полагая, что Дш меняется медленно по

сравнению с полосой фильтра. Усредним Л/дш по Дсо:

+ < y'gexp { — р/<2(Дшэ г)} Ф ( ] / £ * 2рЛГ2.(Дсоэ /:))} dt.

Здесь Af(p) — суммарное число положительных и отри­ цательных импульсов, отнесенное к половине шумовой

/С2(Д<о); Дсо,,, — шумовая полоса фильтра; Дшэ — эффек­ тивная девиация частоты; g = Д u^/ г2 — параметр, учи­

тывающий зависимость ортогональной и синфазной проекций шума на вектор сигнала от модуляции.

Рассмотрим две наиболее часто встречающиеся АЧХ фильтра на входе ЧД: гауссову АЧХ, соответству­ ющую многоконтуриому фильтру

сового фильтра даны на рис. 2, а для двухконтурного фильтра — на рис. 3 сплошными кривыми. Пунктиром построены зависимости с учетом только ПАМ (</= 0). Как видно из графиков, на увеличение числа импуль­