Исследование сверхширокополосных сигналов и их применения в специальных системах спутниковой связи

• Автор: Чирков, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 111 с. : ил.

Оглавление диссертации
Введение
1. Исследование и выбор сверхширокополосных сигналов для систем связи
1.1 Современное состояние вопросов исследования и применения сверхширокополосных сигналов
1.2 Особенности и критерии выбора моделей
сверхширокополосных сигналов
1.3 Модели импульсных сверхширокополосных сигналов
1.4 Модели сверхширокополосных сигналов в виде кодированных последовательностей импульсов
2. Оценка искажений сверхширокополосного сигнала в радиоканале Земля-Космос
2.1 Методика оценки искажений сверхширокополосного сигнала в радиоканале
2.2 Анализ распространения СШП сигнала в космическом радиоканале
3. Анализ электромагнитной совместимости сверхширокополосной спутниковой системы связи и узкополосных радиотехнических систем
3.1 Формулировка задачи оценки электромагнитной совместимости для сверхширокополосной спутниковой системы связи
3.2 Оценка уровня помех, создаваемых сверхширокополосной спутниковой системой связи приемникам узкополосных систем связи
3.3 Оценка уровня помех, создаваемых узкополосными системами связи сверхширокополосной системе связи
4. Структурная схема спутниковой сверхширокополосной спутниковой системы связи и элементы ее аппаратной
реализации
4.1 Структурная схема сверхширокополосной спутниковой
системы связи
4 . 2 Формирователи сигналов
4.3 Передающие и приемные антенны для сверхширокополосной спутниковой системы связи
4.4 Усилители сверхширокополосных сигналов
4.5 Устройства обработки сверхширокополосных сигналов
Заключение
Список литературы

Введение
Актуальность проблемы.
В последнее время отмечается рост числа различных систем связи, и в частности, спутниковых систем связи (ССС). В связи с этим возникают проблемы, связанные с нехваткой частотных ресурсов для работы новых ССС. Обычно такие проблемы решаются путем координации параметров ССС. Однако в некоторых специальных случаях проблемы, связанные с нехваткой частотных ресурсов необходимо решать с применением спутниковых систем связи, использующих сверхширокополосные (СШП) сигналы (СШП ССС) . СШП сигналы представляют собой последовательности импульсов с длительностью порядка наносекунды или дискретночастотные сигналы, ширина спектра которых составляет порядка одного гигагерца. Следовательно, такие сигналы обладают очень широким спектром, что позволяет при излучении распределять энергию передатчика в широком диапазоне частот до незначительных уровней, не оказывающих существенного влияния на работу традиционных радиотехнических систем (РТС), использующих узкополосные сигналы и работающих в том же диапазоне частот. Поэтому, применение СШП сигналов в ССС позволяет вторично использовать диапазоны частот. Кроме этого, использование СШП сигналов в ССС позволяет улучшить их характеристики. В частности, повысить скорость передачи информации (до млн. бит/сек.) или увеличить число пользователей.
Далее под термином "специальные системы спутниковой связи" будем подразумевать системы спутниковой связи, использующие частотный спектр на вторичной основе.
Цель диссертации
Целью диссертации является исследование СШП сигналов и возможностей их применения в ССС. Работа включает в себя вопросы выбора СШП сигналов для передачи информации, оценки искажения СШП сигналов в космическом радиоканале и степени их

влияния' на работу СШП ССС,. оценки электромагнитной
совместимости СШП ССС с существующими РТС, а также анализ
возможностей реализации СШП ССС на имеющейся элементной базе.
Основные проблемы, являющиеся предметом исследования в
диссертационной работе.
1.Исследование СШП сигналов, пригодных для использования в
ССС.
2.Анализ искажений СШП сигналов при распространении в
космическом радиоканале и влияния таких искажений на
характеристики СШП ССС.
3.Оценка электромагнитной совместимости СШП ССС с существующими наземными и спутниковыми РТС.
4.Анализ вариантов реализации устройств СШП ССС на имеющейся элементной базе.
Ожидаемые конечные результаты.
В результате диссертационной работы должны быть сформулированы требования к моделям СШП сигналов, пригодным для использования в РСПИ и произведен выбор таких моделей. Также необходимо оценить уровень искажений СШП сигналов в космическом радиоканале и оценку электромагнитной совместимости СШП ССС
узкополосными РТС. В диссертации необходимо разработать
структурную схему СШП ССС и произвести оценку возможностей реализации СШП ССС на имеющейся элементной базе. Некоторые из вопросов, затронутых в диссертации, в частности вопросы исследования моделей СШП сигналов и особенностей функционирования аппаратуры в режиме работы со СШП сигналами представляют самостоятельный научный интерес.
Методы научного исследования.
Основные результаты диссертации получены на основе использования статистической радиотехники,. теории
электромагнитного поля, функционального и спектрального анализа, моделирование осуществлялось с использованием пакета научных программ "Matlab" версии 4.2с.1.

Рис. 2.4 СКИ на выходе канала (И =250 км)
Рис. 2.5 СКИ на выходе канала = 500 км)
Из рисунков видно, что основная часть ("тело") импульса искажается незначительно. Однако, влияние канала приводит к появлению высокочастотных колебаний ("предвестников") перед передним и позади заднего фронтов импульса, а также к дополнительной задержке импульса при распространении.
Из представленных рисунков также видно, что искажения одиночного СКИ в радиоканале относительно невелики. Поэтому