Вопрос 13: Какие радионавигационные системы называют фазовыми? Приведите пример.

Радионавигационные системы основанные на измерении разности фаз излучаемых гармонических колебаний называются фазовыми. Для реализации возможности измерения разности расстояний фазовым методом необходимо, чтобы пара опорных точек излучала синфазные сигналы.

Фазовые разностно-дальномерные системы строятся так:

Пара станций излучает когерентные радиосигналы либо с нулевой разностью фаз, либо с известным фазовым сдвигом. Фазовые измерители имеют недостаток в виде неоднозначности измерения, состоящий в том, что гиперболы повторяются через интервал разности расстояний, равный длине волны радиосигнала. Однако точность определения гипербол и места корабля при фазовом методе измерения значительно выше временного с импульсными сигналами.

К радиосистемам дальней навигации (РДН) относятся фазовые и импульсно-фазовые длинноволновые и сверхдлинноволновые системы, а также импульсные средневолновые системы. Наибольшее распространение получили системы «Лоран-С», «Омега». Системы «Лоран» (LORAN — long range navigation) обеспечивают навигацию в наиболее важных районах земного шара (побережье США, район Японии, район Скандинавии и др.), а система «Омега» обеспечивает глобальную навигацию. Система «Лоран-С» относится к классу импульсно-фазовых разностно-дальномерных (гиперболических) РДН и образуется, как и система «Лоран-А», цепочками, состоящими из нескольких передающих станций. Система «Омега» относится к классу фазовых разностно-дальномерных (гиперболических) РДН и образуется сетью из восьми станций, размещенных в различных точках земного шара.

Вопрос 14: Какие сигналы в радиотехнике называют когерентными? Приведите пример когерентных сигналов.

У когерентных сигналов изменение во времени их фазы полностью известно, т.е. описывается детерминированной функцией. Это позволяет, например, производить компенсацию нежелательных фазовых сдвигов и осуществлять, в частности, синфазное сложение нескольких ВЧ-сигналов. В итоге можно увеличить мощность суммарного сигнала. Когерентное суммирование (накопление) часто используется в устройствах оптимального приема сигналов при наличии помех. Примером когерентных сигналов является сигналы, вырезанные из одного гармонического колебания. Также необходимым условием когерентности является, чтобы цель была неподвижна, т.к. подвижная цель нарушает фазовые соотношения сигналов.

Рис. 3.4. Пачка радиоимпульсов с прямоугольной огибающей

Вопрос 15: Что такое “согласованный фильтр”?

Частотно-избирательная цепь, выполняющая обработку смеси сигнала и шума наилучшим образом называется оптимальным фильтром. Критерием оптимальности в радиотехнике принято считать обеспечение максимума отношения сигнал/шум. Это требует выбора такой формы частотного коэффициента передачи фильтра, которая обеспечивает максимум отношения сигнал/шум на его выходе.

Частотный коэффициент передачи (или комплексная частотная характеристика) является основной характеристикой линейной стационарной цепи. Его можно определить как отношение спектральных плотностей входного и выходного сигнала:

Рис.1 Пример согласованной фильтрации при одновременном

действии сигнала и помехи

Когда спектральная плотность помехи перекрывает весь спектр сигнала, то АЧХ фильтра должна по виду масштабно повторять спектральную плотность сигнала (Рис.1,в). В этом случае ослабление сигнала из-за неравномерности K(ω) выражено меньше, чем ослабление помехи, поскольку K(ω) повторяет S(ω) по форме. K(ω) стремится к нулю на тех участках частотного спектра, вклад которых в энергию сигнала мал.

В результате на выходе фильтра помеха ослаблена по отношению к сигналу и обеспечено максимально возможное отношение сигнал /шум.

Рассмотренный пример показывает, что оптимальная фильтрация строится на принципе согласования амплитудно-частотной характеристики фильтра с формой спектральной плотности сигнала. Поэтому оптимальный фильтр называют согласованным и говорят о согласованной фильтрации по отношению к известной форме входного сигнала.

На практике СФ применятся, к примеру, в обнаружителях

Импульсная характеристика фильтра, согласованного с сигналом S(t) , выражается формулой

Отклик фильтра на входное воздействие x(t) найдем с помощью интеграла Дюамеля (формулы свертки),

Данное выражение в точке t = t₀ повторяет корреляционный интеграл. Поэтому оптимальный обнаружитель полностью известного сигнала можно построить по схеме, представленной на Рис.2

Рис.2 Оптимальный обнаружитель полностью

известного сигнала (фильтрационная схема)