Модели в радиоэлектронике
Классификация радиосигналов.
Классификацию радиосигналов можно вести с различных позиций:
По принадлежности к РЭС;
По временной структуре;
Простые и сложные сигналы;
По энергетическим свойствам;
Детерминированные и случайные и т.д.
Наиболее естественной следует считать классификацию радиосигналов по их принадлежности к РТС. Вместе с тем иногда полезно рассмотреть некоторые обобщенные свойства сигналов, независимо от их принадлежности к РТС. В первую очередь обратим внимание на возможность классификации по временной структуре.
На рисунке 14.1приведены эпюры сигналов (показаны видеосигналы). На рисунке14.1,аизображеннепрерывный сигнал. Это такой процесс, время существования которого превосходит продолжительность наблюдения. Такие сигналы свойственны многим типам систем радиовещания, радиосвязи, радиотелевидения, радионавигации и т.д.
а) – непрерывный сигнал; б) – отрезки непрерывных сигналов; в) – продолжительная импульсная последовательность; г) – группы импульсов; д) – моноиспульсы
Рисунок 14.13 – Эпюры сигналов. Временная классификация сигналов.
Отрезки непрерывных сигналовизображены на рисунке14.1, б.Они не могут называться импульсами, поскольку, как это принято в радиотехнике, под импульсом понимают электрический сигнал, длительность которого соизмерима с продолжительностью переходных процессов в рассматриваемых цепях. Отрезки же непрерывных сигналов имеют длительность, существенно превосходящую время протекания переходных процессов. Сигналы такого типа встречаются в системах связи, работающих в телеграфном режиме (код Морзе), в радиомаяках, при выполнении радиообмена в телефонном режиме и т.д.
С помощью рисунка 14.1,вможно получить представление о временной структурепродолжительной импульсной последовательности. Различаютрегулярные инерегулярные импульсные последовательности. Во втором случае интервал между импульсами будет случайной величиной. Продолжительные импульсные последовательности характерны для линий связи с временной импульсной модуляцией, импульсных радиолокаторов автосопровождения целей по дальности и угловым координатам, а также для ряда других РТС.
На рисунке 14.1, гизображеныгруппы импульсов, свойственных РЛС обзора пространства и обзора земли. В этом случае группы образуются за счет направленности излучения вращающейся антенны. Такие сигналы применяются, кроме того, в системах кодово-импульсной связи.
На рисунке 14.1, д показаны эпюры сигналов (названныхмоноимпульсными), которые встречаются прежде всего в моноимпульсной радиолокации. Наблюдая сигналы лишь на одной частоте, получаем моноимпульсные сигналы также от РТС, меняющих несущую частоту от импульса к импульсу.
Приведенная классификация очень полезна при излучении простых сигналов. Для сложных сигналов существует другая классификация. Вспомним, что под понятие «сложные сигналы» в данном случае попадают сигналы с большой базой B = FT, гдеF– ширина спектра сигнала,Τ – длительность сигнала, несущего единицу информации при приеме в целом. База простого сигнала – число одного порядка с единицей. Сложные сигналы характеризуются в общем случае неравенствомВ>>1. Эти сигналы имеют множество ветвей классификации. Среди сложных сигналов выделяют сигналы с относительно малой базой (В= 3 … 10, названныедискретно-импульсными) и сигналы с большой базой (база может принимать значения до многих тысяч единиц). Сигналы с большой базой чрезвычайно разнообразны. Назовем некоторые их виды:частотно-модулированный, многочастотный, фазоманипулированный (сигнал с кодовой фазовой модуляцией),дискретный частотный (сигнал с кодовой частотной модуляцией),дискретный составной частотный с фазовой манипуляцией (сигнал с кодовой частотной модуляцией и фазовой манипуляцией),дискретный составной с частотной манипуляцией (сигнал с кодовой частотной модуляцией и частотной манипуляцией) и т.д.
Следует отметить еще одну ветвь классификации сигналов по их энергетическим свойствам. В соответствии с принадлежностью к РТС различают сигналы систем непосредственной радиосвязи и сигналы РЛС, при этом имеются в виду такие РЛС, в которых используется отраженный от цели радиосигнал. Если подRпонимать протяженность радиолинии (в первом случае от точки излучения радиосигнала до точки приема, а во втором – от РЛС до цели), то можно отметить существенные различия в энергетике радиолиний. В СНР сигнал в точке приема обратно пропорционаленR2, а в РЛС –R4. Это различие отражается на многих показателях эффективности РТС, особенно на скрытности, помехозащищенности и т.д.
Приведенные дополнительные сведения о сигналах весьма существенны при проектировании РТС (начиная с построения математических моделей сигналов до оценки эффективности РТС). При построении моделей обычно используется вся совокупность излучений в данной точке пространства, при этом не всегда различают среди этих излучений сигналы и помехи. Поэтому в дальнейшем будем применять лишь термины «радиоизлучения» или «радиосигналы», а слово «радиопомеха» используем лишь там, где оно соответствует своему наименованию.