Радиотелеметрическая система
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
трации электронов, солнечным и звездным шумами. Практически все перечисленные факторы приводят к увеличению флюктуационного шума, иногда на большую величину.
Важное влияние в космических радиолиниях имеет время распространения. Речь наиболее чувствительна к задержке; допустимым считается время прохождения сигнала между говорящими абонентами, не превышающее 300мс. Поэтому задержка информации оказывает существенное влияние на выбор метода помехоустойчивого кодирования.
В данной работе для расчета спектральной плотности шумов
,
где - постоянная Больцмана, а необходимо задаться температурой внешних источников в соответствии с рис.11 [1, с. 33]. Для выбранной получаем , откуда и .
3.3 Тип антенн и их параметры
Правильный выбор типов и основных параметров антенн имеет существенное значение для построения РТС. В диапазоне УКВ мощность внутренних шумов бывает соизмерима с мощностью внешних помех или превышает ее. В этом случае отношение сигнал/шум пропорционально коэффициенту усиления приемной антенны.
Можно, например, задать такое свойство антенны, как направленность (ширина диаграммы направленности). Поскольку обмен информации осуществляется на большом расстоянии, то необходимо сделать обе антенны (приемную и передающую) направленными.
Коэффициент усиления передающей антенны определяется приближенным соотношением
,
где Д - характеризует размер антенны, диаметр, в случае параболоида (Д=5м); а=4…5 и зависит от конструкции антенны.
Ширина диаграммы направленности по уровню половины мощности может быть оценена по формуле , получаем
Эффективная площадь приемной антенны определяется ее площадью раскрыва. Для параболических антенн эффективная площадь примерно равна половине площади раскрыва и, в принципе, не зависит от длины волны. Однако, неточности изготовления параболоида приводят к тому, что эффективная площадь антенны уменьшается при уменьшении длины волны. Поэтому значение антенного фактора для параболической антенны
,
где - радиус приемной антенны, - среднеквадратичное отклонение профиля антенны от параболоида.
3.4 Вид модуляции и параметры радиосигнала
Если предполагается передача непрерывных сообщений цифровыми методами, то предварительно находятся параметры дискретизации: частота дискретизации по заданной или выбранной ширине спектра и число уровней квантования исходя из величины ошибки, выделенной на это преобразование.
Определяем число уровней квантования L, необходимое для получения ошибки квантования не более 3.5%:
Частота дискретизации: , в нашем случае
;
Период дискретизации
,
откуда время, затрачиваемое на передачу одного канала:
,
где - число каналов,- число каналов для передачи синхросигнала.
;
Значение среднеквадратичной ошибки определяется по формуле:
; ;
- длина кодовой комбинации.
Откуда получаем длительность импульса кодовой комбинации:
Ширина спектра последовательности передаваемых сигналов с ОФМ определяется длительностью импульса кодовой комбинации:
,
где - относительная нестабильность для кварцевых генераторов.
, где с - скорость света, - первая космическая скорость.
Мощность шума:
3.5 Расчет мощности передатчика, выбор типа электронного прибора
При выборе мощности передатчика радиотелеметрической системы, следует учитывать ряд ограничений. К ним относятся габариты передающей (бортовой) части системы; вероятность ошибок в канале связи.
Для системы космической радиотелеметрии характерны следующие значения мощности передатчика: , зададимся
Из уравнения дальности связи определим мощность сигнала на входе приемника.
,
где - антенный фактор системы, r - расстояние между передатчиком и приемником, - коэффициент потерь энергии сигнала в среде распространения.
Примем
Таким образом, получаем:
Отношение сигнал/шум на входе приемника определяется соотношением:
,
,
Чтобы пренебречь шумами канала связи, нужно, чтобы отношение сигнал/шум на входе приемника было близко к 12.
Полученное значение обеспечивает возможность ошибки в канале связи Р не более, чем . Такая ошибка является допустимой.
Определим скорость передачи информации по каналу связи из выражения:
Определим энергетическую эффективность канала связи:
Определим пропускную способность канала связи:
Определим частотную эффективность:
Подсчитаем информационную эффективность канала связи:
3.6 Тип усилителя радиочастоты
Тип усилителя радиочастоты определим по выбранной шумовой температуре приемника . В пункте 5.2 была выбрана шумовая температура . При таком значении усилитель радиочастоты может быть выполнен на СВЧ транзисторе.
Выберем СВЧ транзистор n-p-n типа КТ3137А, для которого значения частоты , а значение коэффициента шума.
3.7 Способы синхронизации и выбор формы синхросигнала
Системы синхронизации в РТС ПИ в общем случае должны опре?/p>