Проектирование командно-измерительной радиолинии системы управления летательным аппаратом Техническое задание Спроектировать командно-измерительную линию, взяв в качестве основы функциональную схему, изображенную на рис. 1 при следующих исходных данных: Время сеанса связи не более 10 минут. За сеанс требуется передать по информационному каналу не менее 105 символов при вероятности ошибки на символ не больше 10-3. В сеансе требуется измерить дальность с ошибкой не более 20 м при точности прогноза 50 км. Энергетический потенциал (отношение мощности сигнала к спектральной плотности шума) на входе приемника - 104 Гц. Несущая частота радиолинии - 103 МГц. Занимаемый радиолинией диапазон частот не более 0,5 МГц. Априорная неизвестность частот в сигнале до 10-5 от номинала. Дополнительные условия Точность и достоверность измерений и передачи информации определяются в основном шумом. Шумовые ошибки в запросной и ответной линии дальномера можно считать одинаковыми. Дальномер должен выдавать независимые отсчеты дальности с интервалом в 1 секунду. В результате расчета должны быть выбраны следующие основные параметры подсистем передающего и приемного трактов: частота задающего генератора в передающем тракте; скорость передачи информационных символов; параметры фазового модулятора передатчика; число каскадов в генераторах ПС-кода; параметры системы ФАПЧ в приемнике; полоса пропускания ВЧ-преобразователя в приемнике; полосы пропускания полосового ограничителя и ФНЧ в аппаратуре разделения каналов; параметры системы тактовой синхронизации в аппаратуре декодирования. Спектры используемых сигналов Рис. 1. Спектр ПШС Рис. 2. Спектр сигнала тактовой синхронизации Рис. 3. Правая половина спектра сигнала в радиолинии Рис. 4. Спектр сигнала на несущей Выбор параметров системы Шумовая полоса ФАПЧ Положим, что на режим захвата можно выделить 10% времени сеанса (1 мин.). Диапазон неизвестности частоты задан, как 10-5 от номинала 1 ГГц, т. е. поиск надо вести в полосе . Для надежности этот диапазон надо пройти 5-6 раз, поэтому один проход будет совершаться за время Тп=10 с. Отсюда получим требуемую скорость перестройки частоты:. Для надежного захвата сигнала при такой скорости требуется ФАПЧ с достаточно малой инерционностью (широкой шумовой полосой). Шумовая полоса будет определяться по формуле: Необходимая мощность гармоники на несущей частоте из условия нормальной работы ФАПЧ в режиме слежения Дисперсия шумовой ошибки определяется по формуле: где: GШ - спектральная плотность шума на входе ФАПЧ (Вт/Гц), РСН - мощность гармоники на несущей частоте. Положим , тогда необходимо иметь: В техническом задании указан полный энергетический потенциал радиолинии - 104 Гц. Следовательно, на гармонику с несущей частотой следует выделить от полной мощности сигнала. Мощность гармоники на несущей: . Учитывая, что полная мощность сигнала КИМ-ФМн-ФМ будет , имеем . Оценка необходимой мощности сигнала в информационном канале На режим приема в сеансе остается 9 минут. За это время надо передать 105 символов. Значит длительность одного символа ТПС890 Гц. Выбор девиации фазы в фазовом модуляторе передатчика Из предыдущих расчетов имеем: Решив эти трансцендентные уравнения, получим: mC=1,085 рад., mИ=1 рад. Распределение мощности между компонентами сигнала Выше было найдено, что на несущую приходится 0,13, а на информацию - 0,089 полной мощности сигнала. ............