Моделирование энергетического потенциала цифровых радиолиний связи

• Автор: Смирнов, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Геометрия и угловая кинематика каналов тропосферных и спутниковых радиолиний связи
1.1. Особенность геометрии и кинематики тропосферных радиолиний связи НК
1.2. Геометрия спутниковых радиолиний связи
1.3. Расчет угла поворота вектора поляризации облучателя антенны
наземного комплекса
Выводы
Глава 2. Энергетический потенциал информационного сигнала в пространственных каналах связи
2.1. Выбор основных параметров ЦЛС по энергетике с использованием мультипликативных групп
2.2. Методика анализа энергетики тропосферных радиолиний связи
Пространственные потери
Диаграмма направленности и коэффициент усиления апертурной
антенны
Потери в атмосфере
Интерференционные потери
2.3. Пример анализа энергетики тропосферной радиолинии связи НК
2.4. Особенности энергетики ЦЛС в точках несанкционированного доступа к информации
Круговая орбита
Эллиптическая орбита
Выводы
Глава 3. Энергетика пеленгационного канала и методы селекции главного
лепестка ДН антенны
3.1. Расчет отношения мощности сигнала к мощности шума для пеленгационного сигнала в АКС и МАС

Антенна с коническим сканирования луча ДН
Моноимпульсная антенная система
Принцип формирования пеленгационной характеристики в МАС
3.2. Методы селекции главного лепестка ДН антенны
СГЛ ДН антенны при использовании дополнительной антенны
Расчетный метод СГЛ антенны путем определения второй производной

Определение ширины полосы пропускания ФНЧ, выполняющих
селекцию сигналов в системах СГЛ и УПЦ
Выводы
Глава 4. Анализ энергетики и минимизация коэффициента шума приемопередающей аппаратуры и кабельных трасс
4.1. Структура радиоприемного устройства (РПУ) и расчет его энергетики
Примеры декомпозиционного анализа энергетики РПУ
4.2. Анализ шумовых характеристик и звенно-каскадная схема построения кабельных трасс
Анализ коэффициента шума в схеме, состоящей из усилителя и
следующего за ним диссипативного элемента
Звенно-каскадиая схема кабельной трассы
4.3. Особенности требований, предъявляемых к коэффициенту шума в
трактах передающих устройствах
Выводы
Глава 5. Метод разбиения частотного диапазона в заданных пропорциях
5.1. Логарифмическая мера ширины полосы частот
5.2. Произвольные относительные ширины парциальных полос частот
Заключение
Список литературы
Приложение
Введение
Актуальность темы диссертации
Разработка аппаратуры высокоскоростных (от 30 до 300 Мбит/с) цифровых радиолиний (ВЦРЛ) в тропосферных и спутниковых каналах связи для передачи сигналов аэрофотосъемки земной поверхности и командной информации в режиме реального времени является важной задачей, как для многих систем гражданского применения, так и военного назначения. Энергетический потенциал (ЭП), выражаемый отношением мощности сигнала к мощности шума в рабочей полосе частот, или отношением энергии информационного бита к спектральной плотности мощности шума, это комплексная характеристика радиолинии связи. Он определяется совокупностью таких параметров, как мощность передающего устройства, коэффициенты усиления (КУ) антенн передатчика и приемника, ширина полосы рабочих частот, техническая скорость передачи информации, шумовые характеристики трактов приемо-передающей аппаратуры, пространственные, интерференционные и поляризационные потери в канале связи и ряда других.
Как известно, снижение вероятности появления ошибки в информации, передаваемой в радиолинии, можно добиться путем увеличения мощности передатчика и КУ антенных устройств. Однако столь прямолинейный путь, как правило, с одной стороны приводит к неприемлемым затратам потребляемой от источников питания мощности и повышению уровня вредных факторов излучения, воздействующих на операторов и окружающую среду, а также излишнему загрязнению эфира, создающему трудности с обеспечением ЭМС. С другой стороны он приводит к недопустимому увеличению габаритных размеров антенных устройств и усложнению систем их точного взаимного наведения. Таким образом, при создании современных высокопроизводительных и конкурентно-способных цифровых радиолиний связи остро стоит сложная и актуальная задача не

смысле. Разработана методика анализа энергетики тропосферных радиолиний связи. Исследованы особенности энергетики ЦЛС в точках несанкционированного доступа к информации и приведены примеры анализа энергетического потенциала тропосферных и спутниковых радиолиний связи.
2.1. Выбор основных параметров ЦЛС по энергетике с использованием мультипликативных групп
Уравнение энергетического потенциала ЦЛС, как известно, имеет следующий вид [18]
г и

- (2.1)
где Еь — энергия бита, У0 - спектральная плотность мощности шума, Р, — мощность передатчика, (б> и Сг - коэффициенты усиления антенн передатчика и приемника, соответственно, к - постоянная Больцмана, Тт э — эквивалентная шумовая температура приемного устройства, Яь - техническая скорость передачи информации, Ь5 = (4ят/ Я)2 - пространственные потери, г
- расстояние между антеннами приемника и передатчика, Я - длина волны, Я0
- дополнительные потери в атмосфере, в аппаратуре и поляризационные потери, Ьт1 - интерференционные потери, связанные с многолучевым распространением радиоволн в атмосфере.
Соотношение (2.1) выглядит просто, однако, как правило, заранее не известны все основные параметры, от которых зависит отношение сигнал-шум, причем одни из них находятся в числителе (Р,, С, и Сг), а другие в знаменателе (Тг, Кь и Л0) выражения (2.1), и они подлежат определению при проведении оценок энергетики.
Для ретрансляционной радиолинии, используя предварительные расчеты отношений {ЕЬШо)ВВерч и (Еь/Ы0)вниз линий земля - спутник и спутник -земля, согласно [18] можно следующим образом оценить общее отношение С&УУОобщ канала связи: