Научно-образовательный портал
W-10.RU

Цифровая радиолиния КИМ-АМ-ФМ

Цифровая радиолиния КИМ-АМ-ФМ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект на тему:

"Цифровая радиолиния КИМ-АМ-ФМ"

Рязань 2004 г.

Содержание

Задание по курсовому проектированию

Введение

1. Общая характеристика системы управления

2. Расчет и выбор основных технических характеристик системы

2.1 Определение частоты дискретизации

2.2 Определение разрядности квантования

2.3 Структура группового сигнала

2.4 Выбор несущей частоты передатчика

2.5 Расчет энергетического потенциала

3. Контур управления и его анализ

4. Разработка функциональной схемы передатчика

5. Разработка функциональной схемы приемника

6. Конструкция бортового приемника

7. Заключение

8. Список литературы

Введение

Необходимость достоверного приёма цифровой информации при больших дальностях и жёстких ограничениях на габаритные размеры, массу и потребляемую мощность в значительной мере определяет структуру радиолинии. Приёмный тракт должен проектироваться таким образом, чтобы в нём отсутствовал эффект подавления сигнала шумом. Это достигается, если на выходе нелинейных элементов (детекторов) обеспечивается большое отношение сигнал/шум.

В реальных радиолиниях такое условие достаточно просто достигается при импульсных методах модуляции сигнала, например, при ВИМ-АМ. Однако такие радиолинии не нашли широкого применения, т.к. возникают трудности при проектировании бортовых передатчиков с большой пиковой мощностью, необходимых при организации радиолинии большой протяжённости. Кроме того, импульсный режим затрудняет совмещение линий передачи информации с траекторными изменениями, т.к. он мало пригоден для точного измерения скорости по доплеровскому сдвигу частот. Поэтому широкое применение находят непрерывные радиосигналы со сравнительно большой мощностью на входе приёмного устройства. Чтобы такой сигнал не подавлялся шумом, для его модуляции используют фазовые (или синхронные) детекторы.

При передаче цифровой информации на первой ступени чаще всего используется кодо-импульсная модуляция (КИМ). В сигналах с двумя ступенями модуляции (КИМ-ФМ, КИМ-ЧМ) сигнал КИМ (т.е. последовательность символов) непосредственно модулирует несущую. Непосредственная модуляция несущей позволяет более экономично использовать полосу частот, отведённую для радиолинии. Такие сигналы более пригодны для высоких скоростей передачи информации (Мбит/сек), что характерно для радиолиний сравнительно малой дальности (до тысяч км).

В сигналах с трёхступенчатыми видами модуляции (КИМ-ЧИМ-ФМ, КИМ-ФМ-ФМ и др.) сигналом КИМ модулируется поднесущая, а затем - несущая. Занимаемая полоса частот увеличивается. Однако такая структура сигнала оказывается более удобна для построения демодуляторов.

С помощью поднесущих создаётся дополнительная частотная селекция для защиты от сосредоточенных помех. Сигналы с поднесущими характерны для космических радиолиний протяжённостью вплоть до сотен миллионов километров.

дискретизация квантование передатчик бортовой приемник

1. Общая характеристика системы управления

Под управлением в самом общем случае понимается осуществление совокупности воздействий, выбранных из множества возможных на основании определенной информации и направленных на поддержание или улучшение функционирования некоторого объекта в соответствии с заданной целью.

Контролем называется получение и обработка информации о состоянии объекта и внешних условиях с целью обнаружения событий, определяющих управляющие воздействия, которые должны быть оказаны на объект. Обработка информации при контроле заключается в сравнении с установками одного или нескольких параметров, характеризующих состояние объекта, формировании и выдаче заключения о результате.

Под командным радиоуправлением понимается такое радиоуправление при котором команды формируются на пункте управления, на борт они передаются по специальной радиолинии. В состав командной радиолинии входят система выработки команд, система приема команд на борту и среда распространения. Основными требованиями к КРЛ:

высокая помехозащищенность

криптостойкость

имитостойкость

На борт летательного аппарата передается несколько команд, поэтому радиолиния является многоканальной.

В процессе управления на борт ракеты, по командной радиолинии, передаются множество различных команд, чтобы осуществить передачу по командной радиолинии нескольких независимых команд одновременно, необходимо сделать ее многоканальной.

Также как и в других многоканальных системах, в командной радиолинии для передачи каждого независимого сообщения выделяется отдельный канал. Разделения каналов между собой производится по временному, частотному или кодовому признакам. При этом в каждом канале формируется свое вспомогательное поднесущее колебание импульсное при временном или кодовом разделении каналов и непрерывное при разделении каналов по частоте.

При создании современных систем передачи используются как сложные сигналы (ШПС), так и сигналы с многоступенчатой модуляцией. На первой ступени используется, как правило, кодово-импульсная модуляция (КИМ), а на последующих - амплитудная модуляция (АМ), частотная (ЧМ), фазовая (ФМ). Наиболее часто встречаются сочетания КИМ-ЧМн-ФМ, КИМ-ЧМ-АМ, КИМ-АМ-ФМ, КИМ-ФМ-ФМ.

В данной работе разрабатывалась космическая система связи с КИМ-АМ-ФМ. Характер спектра сигнала с многоступенчатой модуляцией в значительной степени определяется спектром сигнала КИМ. Кодово-импульсная модуляция является наиболее распространенным методом цифрового преобразования аналоговых сигналов. При КИМ осуществляется три вида преобразований : дискретизация по времени исходного сигнала, квантование амплитуд дискретных отсчетов сигнала и кодирование. Сформированные при дискретизации отсчеты преобразуются в группы кодовых символов.

Модуляция КИМ-АМ-ФМ. Радиосигнал при модуляции записывается в виде:

(1)

где uим (t) -- импульсная модулированная поднесущая. Будем полагать, что uим (t)= а при передаче единици и uим (t)= 0 при передачи нуля. Выполнив тригонометрические преобразования, можно представить выражение (1) в виде

 (2)

Таким образом, сигнал с модуляцией КИМ-АМ-ФМ состоит из суммы двух компонент. Первая представляет собой несущую, модулированную по фазе колебанием sin w1t и по амплитуде сигналом uим (t). Вторая является амплитудно-модулированной несущей. Соответственно спектр сигнала Е (t) получается из спектра фазомодулированного сигнала, у которого каждая гармоника, в свою очередь, промодулирована по амплитуде uим (t), вследствие чего около нее образуются боковые полосы. Спектр второй компоненты лежит вблизи несущей частоты. Он складывается с частью спектра первой компоненты, в результате чего образуется спектральная полоса вблизи несущей, соответствующая AM колебанию:

(3)

Общий вид спектра радиосигнала ИМ-АМ-ФМ показан на рис.1. Сигнал КИМ-АМ-ФМ демодулируется с помощью синхронного детектора. Если опорное напряжение синхронного детектора синфазно с гармоникой на несущей частоте сигнала, то в результат детектирования получим

(4)

Здесь учтено, что выходное напряжение детектора сглаживается фильтром, в связи с чем можно пренебречь гармониками на частотах вблизи w0 и выше Из (4) видно, что на выходе детектора присутствует импульсная поднесущая uим (t), а кроме того, имеются четные гармоники поднесущей w1 модулированные по амплитуде. Изменив фазу опорного напряжения на 900, получим

(5)

В этом случае на выходе будут только модулированные по амплитуде нечетные гармоники поднесущей и для выделения сигнала uим (t) нужна вторая ступень демодуляции с амплитудным или синхронным детектором.

Рис. 1. Общий вид спектра сигнала КИМ-АМ-ФМ.

2. Расчет и выбор основных технических характеристик системы

2.1 Определение частоты дискретизации

Под дискретизацией понимается процесс представления непрерывного сообщения U(t), заданного на интервале (0,Tc), совокупностью его значений (отсчетов) U(ti) в дискретные моменты (моменты дискретизации). При равномерной дискретизации отсчеты формируются через равные промежутки времени Тd - интервалы дискретизации. Величина, обратная интервалу, Fd=1/Тd называется частотой дискретизации.

На практике широкое распространение получил метод восстановления с помощью интерполяционного многочлена Лагранжа:

где n-порядок интерполяции.

При увеличении n растет точность восстановления, но и вместе с тем возрастает сложность аппаратуры приемника. По этой причине выбираем линейную интерполяцию (n=1).

Для практических расчетов, при сообщениях со спектром близким к прямоугольному, интервал дискретизации равен:

где -предельный интервал дискретизации.

- относительная погрешность восстановления.

По Т.З. Fв=1Гц, тогда

Примем

Частота дискретизации:

2.2 Определение разрядности квантования

Разрядность квантователя выбирается такой, чтобы достигалось заданное отношение с/ш.

Примем отношение с/ш q=60дБ.

Отношение с/ш и разрядность информационного слова в соответствии с [4] соотношением:

,

где Кпф -пикфактор сигнала.

Примем .

Тогда для двоичной системы счисления:

Откуда,

,

Число уровней квантования

B = 2r = 210 = 1024.

2.3 Структура группового сигнала

В данное время всё чаще и чаще встаёт вопрос об увеличении пропускной способности линий связи путём одновременной передачи сообщений по нескольким каналам. Разрабатываемая система связи является (согласно техническому заданию) двухканальной. Наша система обеспечивает независимую передачу нескольких сообщений по одной общей радиолинии. Основная проблема многоканальной связи - задача разделения канальных сигналов.

Чтобы на приёмной стороне сигналы разных каналов могли быть разделены, необходимо для этого наделить их каким-либо признаком, по которому они бы различались: это может быть разделение каналов по форме (РКФ), частотное разделение (ЧРК), временное разделение каналов (ВРК). Эти манипуляции необходимы для устройств разделения каналов на приёмной стороне.

В нашем случае одновременная передача команд не предусмотрена, поэтому целесообразно применить ВРК. При этом всё каналы занимают одну и ту же полосу частот, но линия связи используется поочерёдно для передачи канальных сигналов. Временное разделение каналов применимо только в случае импульсной модуляции. Это связано с тем, что при импульсной модуляции благодаря большой скважности между импульсами одного канала остаётся большой промежуток времени, в котором можно разместить импульсы других каналов.

На основании расчетов, приведенных в пункте определение частоты дискретизации, определим длительность интервала времени, в течение которого необходимо передать информацию о текущем отсчете входного сигнала.

Весь групповой сигнал состоит из кадров. Длительность одного кадра обозначим Тк. В состав каждого кадра входит кадровое синхрослово (Тксс) и канальные слова(Ткс). Для упрощения аппаратуры радиолинии синхрослова между каждым канальным словом использовать не будем.

Таким образом, Тк=Тксс+N*Ткс, где N-число каналов.

Длительность одного кадра определяется частотой дискретизации Тк= 1/Fd = 1/21 = 0,047с = 47 мс.

Имеем 10 каналов, количество элементарных передаваемых символов в каждом канале равно разрядности информационного слова r = 10, т.о. количество элементарных символов в информационном сигнале: Nи = N*r = 10*10 = 100.

В качестве синхрослова выберем сложный сигнал (составной), в этом случае для уменьшения вероятности ложного срабатывания системы кадровой синхронизации необходимо выбрать количество разрядов кадрового синхрослова не менее 50% от разрядности информационной части сигнала(т. е. от Nи ). В нашем случае Nи =100, поэтому выберем в качестве синхрослова шестидесяти четырех разрядную М-последовательность. АКФ такого кода имеет узкий центральный пик и минимальный уровень боковых лепестков = 1 / Nm , где Nm- значность кода.

Количество элементарных символов в кадре:

Nк =Nксс + Nи = 64 + 100 = 164 (шт.)

Длительность элементарного символа:

= Тк / Nк = 0,047 / 164 286 *10-6с. = 286 мкс

Тактовая частота:

f т = 1/ = 1/286 *10-6 = 3489 Гц 3.489 кГц

Вид группового сигнала:

В первом приближении ширина спектра КИМ-АМ-ФМ определяется шириной главного лепестка:

f = 2 * (1 / ) = 2 / 23 *10-6 = 6.978 кГц

Длительностью элементарного символа определяется ширина спектра передаваемого сигнала.

2.4 Выбор несущей частоты передатчика

Выбор диапазона частот при связи наземных пунктов с летательными аппаратами ограничивается частотно0избирательными свойствами атмосферы. В диапазоне частот от 100 МГц до (6…10) ГГц существует "радиоокно", в пределах которого и целесообразно выбирать рабочие частоты командных радиолиний [1].

Для связи с аппаратом, летящим на небольших высотах используется сантиметровый диапазон длин волн. Для удобства расчёта выберем =10 см. Рабочая частота при этом равна:

2.5 Расчет энергетического потенциала

В космических радиолиниях независимо от того, в каком участке диапазона они работают, всегда присутствуют принятые антенной естественные шумы и собственные шумы приёмных устройств. Эти шумы аддитивные по отношению к сигналу на входе приёмника, имеют гауссовское рапределение и практически равномерный спектр в пределах полосы пропускания приёмника. При расчётах, учитывающих действие таких шумов, удобно использовать понятие энергетического потенциала.

Энергетическим потенциалом радиолинии называется отношение средней мощности сигнала к спектральной плотности шума, пересчитанное ко входу приемника.

Энергетический потенциал определяет возможности командных радиолиний в части обеспечения точности измерения параметров движения, пропускной способности и вероятности ошибки при приёме информации.

Мощность непрерывного сигнала, излучаемая передатчиком должна быть не ниже величины [2]:

,

где сист - коэффициент запаса, зависящий от некоторых конкретных условий;

R -коэффициент, учитывающий уменьшение скорости передачи;

Pош- вероятность ошибочного приема информационного символа;

R=R/ - скорость передачи информации;

N0- спектральная плотность флюктуационных шумов на входи приемника;

r- расстояние между приемником и передатчиком;

dб- диаметр бортовой антенны;

dз- диаметр антенны бортовой станции;

а- коэффициент использования площади антенны;

По Т.З. Pош = 10-5 , r =250*103 м.

В соответствии с [2] зададимся следующими параметрами:

сист =4;

R =0,75;

R=R/=0,75/286*10-6 =2.6*103;

N0- спектральная плотность флюктуационных шумов на входе приемника;

dб =0,2м;

dз =5м;

N0 = К*Tэкв =5*10-14;

а=0,6.

Тогда,

Вт

Примем мощность передатчика Pпрд= 10 Вт. Это позволит скомпенсировать неучтенные факторы снижающие качество канала связи.

Мощность сигнала на входе приёмника радиолинии, работающей в пределах прямой видимости, находится по формуле:

где Рпрд - мощность передающего устройства; Dпрд - коэффициент усиления передающей антенны; Sпм - эффективная площадь приёмной антенны; - коэффициент, учитывающий дополнительное ослабление сигнала в радиолинии (1); r - расстояние между передающей и приёмной антеннами.

Коэффициент усиления антенны D связан с её эффективной площадью S равенством

где - длина рабочей волны.

Найдём эффективную площадь передающей и приемной антенн по формуле, учитывая:

Учитывая это, можно записать:

Тогда мощность принимаемого сигнала:

Вт

Эквивалентная шумовая полоса fэш равна:

fэш=1,1*Fc=1.1*6,9*103=7,5*103 Гц

Мощность шума определяется из выражения:

Рш=Nшfэш=kТшfэш =1,38*10-23*1000*7,5*103 =1,035*10-17 Вт

Значение энергетического потенциала:

3. Контур управления и его анализ

В общем случае система управления представляет собой замкнутый контур, который состоит из звеньев, отображающих связи между различными переменными величинами, характеризующими движение летательного аппарата.

В контур управления обязательно должны входить следующие схемы:

Схема, соответствующая объекту управления;

Схема, соответствующая различного рода радиоустройствам, которые существуют в системе.

В общем случае контур управления состоит из нескольких контуров. Принято различать внутренние и внешние контура. Внутренние контура - это контуры стабилизации, а внешние контуры определяют движение летательного аппарата по траектории.

Внешний контур радиоуправления имеет ряд особенностей:

- обязательное наличие звена Автопилот-Снаряд (А-С). Входом этого звена является сигнал рассогласования U либо командный сигнал Uk.

- в контур должно входить радиозвено, которое определяет информационную связь между различными переменными, действующими в системе. Все радиотехнические устройства, с помощью которых измеряются координаты, передаются сигналы управления, объединяются в радиозвено. Выходным сигналом радиозвена является сигнал рассогласования.

Кинематическое звено. Оно не связано с какой либо аппаратурой, а определяет соотношения между различными координатами и параметрами движения. Это звено указывает связь между выходом звена Автопилот-Снаряд и координатами, являющимися входом радиозвена.

Графическое изображение этих связей с помощью условных обозначений образует структурную схему контура управления (Рис.3.).

Поясним назначение и характеристики основных элементов схемы рис.3.

Командная радиолиния обеспечивает передачу командного сообщения Uкс, выработанного ЭВМ на вход звена А-С. В простейшем случае она может быть описана линейным радиозвеном с передаточной функцией ФРЛ(Р), а при достаточно широкой полосе пропускания - безынерционным звеном с коэффициентом передачи kрл. Малые помехи, действующие на радиолинию и пересчитанные на её вход изображены в виде эквивалентного напряжения Uэ1, которое суммируется с командным сигналом Uk. Передаточная функция радиолинии при действии малых помех не изменяется и остаётся такой же, как при воздействии только одного полезного сигнала.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3. Структурная схема контура радиоуправления

Передаточная функция кинематического звена, связывающая YСН и СН, содержит интегрирующее звено и безынерционное звено с переменным коэффициентом усиления 1/RCН(t). Следовательно, кинематическое звено является не стационарным.

Радиовизир снаряда будем считать выполненным в виде радиолокатора, автоматически следящего за угловыми координатами летательного аппарата. На его выходе формируется приборные аналоги углов U. Радиовизир летательного аппарата, который является системой автоматического регулирования, приближённо можно представить в виде эквивалентного колебательного или инерционного звена с передаточной функцией Фр(Р). Радиовизир измеряет углы не точно, а с некоторыми ошибками. Наличие этих ошибок учитывается в структурной схеме введением эквивалентного возмущающего сигнала Uэр, который суммируется с приборными аналогами углов.

ЭВМ вырабатывает сигнал углового отклонения летательного аппарата от заданной траектории U. Для компенсации нестационарности кинематического звена обычно производят умножение U на величину k1RСН, пропорциональную расстоянию пункт управления - летательный аппарат.

Для обеспечения нужного качества регулирования в контуре управления движением летательного аппарата с помощью корректирующего звена с передаточной функцией Фк(Р), в котором могут осуществляться различные линейные операции с сигналом рассогласования. На выходе ЭВМ формируется командное сообщение UКС, поступающее на вход радиолинии.

4. Разработка функциональной схемы передатчика

В простейшем случае работу передатчика можно объяснить следующим образом (приложение 1). На вход коммутатора (Ком) поступает информация от 8-и каналов. С помощью АЦП они преобразуются в цифровой код. Преобразователь кода ПК служит для преобразования кода из параллельного в последовательный. Генератор М-последовательности вырабатывает кадровое синхрослово (64-разрядную М-последовательность). М - последовательность формируется на основе регистров сдвига с применением определённых обратных связей и суммированием по модулю два. Схема синхронизации (СС) управляет работой передающей части и вырабатывает следующие сигналы:

· Сигналы управления коммутатором (Ком). Эти сигналы имеют частоту fт = 1/ = 3,5 кГц ;

· Сигналы управления АЦП;

· Сигналы управления преобразователем кода ПК;

· Сигнал кадровой синхронизации. С помощью сумматора формируется сигнал на видеочастоте.

Перенос видео сигнала на поднесущую частоту (вторая ступень модуляции) осуществляеться с помощью амплитудного модулятора. Генератор поднесущего колебания (ГПК) вырабатывает сигнал с частотой fпк=1,3 МГц.

Сигнал на поднесущей модулирует по фазе колебание на несущей частоте f0=3 ГГц при помощи фазового модулятора (ФМ).

5. Разработка функциональной схемы приемника

Сигнал с выхода ВЧ тракта идет на синхронный детектор, опорное напряжение для которого вырабатывает система ФАП. Для оптимального когерентного детектирования необходимо, чтобы значение фазы опорного колебания отличалось от фазы сигнала на р/2. Поэтому в петлю обратной связи включен ФВ. Сигнал с выхода опорного генератора подается также на схему подсчета периодов, выдающую синхроимпульсы на схему стробирования (СС). Схема подсчета периодов выдает импульсы в момент, когда число периодов станет равным числу периодов укладывающихся в пределах одного элементарного символа.

С выхода СС снимаются импульсы, полярность которых определяется полярностью сигналов с выхода амплитудного модулятора. С выхода триггера снимается последовательность элементарных символов, состоящая из кадрового синхрослова и командных слов (рис 5.г). Разделение информационных сигналов осуществляется мультиплексором. Счетчик СЧ2 через каждые 10 импульсов выдает двоичный код на мультиплексор, соответствующий данному каналу. Обнуление СЧ2 осуществляется импульсами с дешифратора в момент окончания кадрового синхрослова.

Ключ (КЛ) закрывается в момент следования кадрового синхрослова.

6. Конструкция бортового приемника

Современные воздушные летательные аппараты могут перемещаться в атмосфере с огромными скоростями, что создает для работы антенн сложные условия. При большой скорости полета наблюдается значительный аэродинамический (кинетический) нагрев корпуса летательного аппарата (ЛА). Этот нагрев в полной мере испытывают все устройства, расположенные вблизи корпуса ЛА, а в особенности антенны, так как они располагаются либо на обшивке ЛА, либо под обшивкой ЛА.

При проектировании антенн для ЛА, в особенности при выборе места их размещения на корпусе ЛА, необходимо учитывать, что при достаточно большой электронной концентрации плазма может оказать на работу антенн сильное влияние, вплоть до полного нарушения работы радиолинии.

Сильное воздействие набегающего потока воздуха из-за большой скорости полета современных ЛА является причиной значительных механических усилий, испытываемых отдельными частями корпуса летательного аппарата, в том числе бортовой аппаратурой и антеннами. Эти усилия особенно велики в том случае, когда антенна является наружной. Механическое воздействие воздушного потока заметно увеличивается с ростом скорости полета и существенно зависит от формы и размеров антенн. Однако даже в том случае, когда антенна является не выступающей, на нее, тем не менее, передаются значительные механические усилия, испытываемые другими частями корпуса ЛА.

Щелевые антенны являются одним из типов антенн, наиболее часто применяемых в ЛА. В радиолиниях телеметрии и командного управления обычно требуется ненаправленное излучение приемных антенн, поэтому находят применение круговые решетки щелей, расположенные по периметру цилиндрической части корпуса ЛА.

При разработке многощелевой антенны необходимо решить вопросы о способе питания щелевых излучателей, об их ориентации относительно продольной оси ЛА и общем числе излучателей. Остановимся кратко на этих вопросах.

Применяются два способа питания излучателей. Первый из них состоит в том, что прямоугольный волновод сворачивается вокруг широкой или узкой стенке в кольцо и в наружной стенке, находящейся на уровне обшивки ЛА, прорезаются щели, образующие таким образом круговую решетку излучателей. Наружная стенка закрывается диэлектрическим защитным слоем.

Применение кольцевой волноводно-щелевой антенны наталкивается на очевидные конструктивные сложности. Если расположить волновод под обшивкой ЛА, так чтобы его наружная поверхность вплотную прилегала к внутренней поверхности обшивки, то в ней нужно по периметру корпуса прорезать большое число щелей, что значительно ослабит механическую прочность корпуса. Можно не нарушать целостности обшивки, предусматривая в ней паз, в котором с наружной стороны уложен кольцевой волновод.

Это, однако, усложняет конструкцию самого корпуса ЛА. При большом диаметре ЛА волноводно-щелевая антенна имеет значительный вес, что также является недостатком.

Достоинством волноводно-щелевой антенны является возможность получения в азимутальной плоскости диаграмм направленности без глубоких провалов, для этого необходимо расположить соседние щели достаточно близко друг от друга.

В виду указанных выше недостатков кольцевой волноводно-щелевой антенны преимущественно применяется другой способ питания щелевых излучателей. Он состоит в том, что по периметру корпуса ЛА размещаются несколько одиночных излучателей, которые питаются с помощью делителей мощности, направленных ответвителей и других волноводных узлов, а также разветвленной фидерной (волноводной) системы питания.

Данная схема питания обладает достаточной гибкостью, так как выбором длин фидеров (волноводов) и соответствующих делителей мощности можно получить разнообразные амплитудно-фазовые распределения полей в щелях.

Рассмотрим теперь вопрос об ориентации щелей. Преимущественно применяются поперечные или продольные щели. Следует учитывать, что прямолинейная щель в Е-плоскости имеет широкую диаграмму направленности, а в Н-плоскости более узкую диаграмму и по своей продольной оси не излучает. Следовательно чтобы антенна обеспечивала интенсивное излучение под малыми углами к продольной оси ЛА, то целесообразно применять поперечные щели. Вместе с тем, необходимо учитывать, что при одном и том же числе щелей угол перекрытия диаграммы соседних излучателей, в экваториальной плоскости, будет больше для продольных осей, чем для поперечных. С этой точки зрения также заслуживают предпочтения поперечные щели , так как благодаря направленности этих щелей в Н-плоскости зоны глубоких провалов, вызванные интерференцией полей соседних излучателей, будут более узки, чем в случае применения продольных щелей.

Теперь остановимся на конструкции самого приемника. К бортовой аппаратуре применяются очень жесткие и в тоже время противоречивые требования:

Ш жесткая ограниченность габаритов и массы

Ш ограничения в энергопотреблении

Ш способность работы в вакууме

Ш стойкость к мощным тепловым ударам

Ш стойкость к совместному действию вибрационных и линейных нагрузок ( до 10 G )

Ш черезвычайно высокая надежность

Рассмотрим климатические факторы, влияющие на бортовую аппаратуру и их последствия.

Повышенная температура - высыхание защитных покрытий с растрескиванием, миграция примесей в полупроводниках, изменение электрических характеристик радиоэлементов, деформация деталей.

Пониженная температура - изменение электрических характеристик радиоэлементов, деформация деталей, конденсация влаги.

Повышенная влажность - увеличение паразитных емкостей, снижение сопротивления диэлектриков, опасность термоудара.

Пониженное давление - снижение пробивного напряжения волноводов, печатного монтажа и др., ухудшение теплоотдачи.

Солнечная радиация - старение диэлектриков и разрушение покрытий.

Механический фактор:

а) вибрации

б) удары

в) ускорения

г) акустические шумы

При разработке приемника следует выполнять все вышеперечисленные требования с учетом влияния климатических факторов.

При выборе элементной базы следует отдать предпочтение полностью полупроводниковому варианту. В целях повышения надежности следует отдать предпочтение печатному монтажу. Из-за наличия сильных электромагнитных полей необходимо тщательно экранировать отдельные узлы приемника, особенно высокочастотную часть и УПЧ. При разработке принципиальной схемы нужно стараться использовать щадящие режимы работы активных элементов, учитывать неблагоприятные тепловые условия, применять схемотехнические решения, позволяющие снизить энергопотребление при заданных характеристиках, все намоточные узлы необходимо заливать изоляционными материалами (эпоксидной смолой). Необходимо обеспечить герметичность корпуса приемника с возможностью ремонта и обеспечить надежное его крепление на борту ЛА. В качестве подводящей линии к антеннам следует выбрать гибкий каоксиальный кабель, устройства СВЧ необходимо выполнять преимущественно в полосковом варианте.

1. Основы радиоуправления. под ред. В.А. Вейциля и В.Н. Типугина М. : 1973 г.

2. Пенин П.И. Системы передачи цифровой информации. /Москва "Советское радио" 1976.

3. Тепляков И.М., Рощин Б.В., Калашников И.Д. Радиолинии космических систем передачи информации./М. : Сов. радио, 1975-399с.

4. Егоров А. В. Курс лекций, 2004г.

5. Езерский В. В. Курс лекций, 2003г.

Размещено на Allbest.ru