Цифровой согласованный обнаружитель сигналов

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Анализ ТЗ

2 Линейно частотно-манипулированные сигналы

3 Согласованный фильтр

4 Моделирование

4.1 Создание ЛЧМ–сигнала и пачки состоящей из пяти импульсов

4.2 Создание согласованного фильтра и его импульсной характеристики

4.3 Прохождение через согласованный фильтр

4.4 Создание накопителя и прохождение через него

4.5 Создание детектора и прохождение через него

4.6 Создание порогового устройства и анализ полученного результата

5 Функциональная схема цифрового согласованного обнаружителя сигналов

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Основным назначением любого приемника является выделение (обнаружение) полезного сигнала или его параметров из действующей на входе приемника аддитивной смеси сигнала и помехи (шума). Среди прочих задач можно выделить задачу обнаружения полезного сигнала, она состоит в том, чтобы определить, имеется ли в действующем на входе приемника колебании полезный сигнал или оно образовано только помехой (шумом). Приемник в результате решения этой задачи должен дать ответ типа “да” или “нет”, т.е. имеется ли полезный сигнал или нет.

Обнаружение, прием и обработка сигналов производится по определенным правилам, а оптимальная решающая схема построения приемного устройства, работающего в условиях различных помех, находится методом теории статистических решений, при заданном критерии качества. Приемник с оконечными устройствами, работающими по определенным правилам, будет выдавать различные решения, одни из которых будут верными (о наличии сигнала в анализируемой смеси), а другие ошибочными.

Для решения задач обнаружения строят оптимальные приемники, в состав которых входят линейные фильтры, а именно согласованные. Выбор критерия оптимальности определяется решаемой задачей.

В данной курсовой работе входными сигналами является пачка, состоящая из линейных частотно – манипулированных (ЛЧМ) сигналов с заданными значением частоты девиации.

1 Анализ технического задания

Согласно заданию, необходимо спроектировать цифровой согласованный обнаружитель сигналов для пачки, состоящей из пяти ЛЧМ – импульсов с заданным значением частоты девиации, а именно девиация равна 1 МГц, а частота входного сигнала 4 МГц, тогда по теореме Котельникова (частота дискретизации должна быть как минимум в 2 раза больше максимальной частоты сигнала) возьмем частоту дискретизации равной 10 МГц.

Необходимо организовать согласованный прием каждого импульса, накопление, для этого используем накопитель, и детектирование сжатых сигналов, для этого используем детектор, состоящий из фильтра низких частот и устройства взятия модуля . По заданию должен осуществляться когерентный прием, то есть он происходит при следующих условиях:

· передаваемые сигналы полностью известны

· канал связи имеет известные параметры

· помеха носит аддитивный характер

· синхронизация сигналов является идеальной

Согласно этим условиям и осуществляется когерентный прием.

Так как параметры ЛЧМ - сигнала должны быть известны, то примем изначально, что фаза равна нулю.

Структуру обнаружителя можно определить следующим образом:

Рисунок 1- Структурная схема цифрового согласованного обнаружителя сигналов

2 Линейные частотно – манипулированные сигналы

Подобный сигнал изображен на рисунке 2,а, а закон изменения частоты заполнения импульса – на рисунке 2,б.

Рисунок 2 – ЛЧМ – импульс (а) и

изменение частоты его заполнения(б).

Мгновенную частоту заполнения можно определить выражением:

(1)

где (2)

есть скорость линейного изменения частоты внутри импульса. Тогда мгновенное значение колебания, представленного на рисунке 2, а, можно записать в виде:

, (3)

Произведение полной девиации частоты на длительность импульса

(4)

является основным параметром ЛЧМ – сигнала.[1]

3 Согласованный фильтр

Оптимальный по критерию максимума отношения:

, (5)

где - возможный максимум (пика) сигнал y(nT);

T – период дискретизации;

- среднеквадратичное (эффективное) значение шума линейный фильтр называется согласованным (СФ) с сигналом.

Согласованный фильтр, являясь линейным, полностью описывается импульсной hСФ(nT) и частотной HСФ(ejwt) характеристиками, которые связаны между собой преобразованием Фурье:

(6)

Импульсная характеристика СФ является «зеркальным отражением» согласованного с ним сигнала:

(7)

Соответственно амлитудо – частотная характеристика (АЧХ) определится как модуль частотной:

(8)

а фазочастотная характеристика(ФЧХ) как аргумент частотной. [2]

4 Моделирование

Моделирование будем выполнять в программной среде MATLAB 7.0. Для начала необходимо создать один ЛЧМ - сигнал, а затем сформировать из пяти таких импульсов пачку, пропустить через СФ, подать на накопитель для формирования сжатого сигнала, после чего детектировать с помощью детектора. Затеи отправить на пороговое устройство, чтобы определить наличие полезного сигнала и дать решение о том, сигнал был или нет. Рассмотрим каждый из этих этапов более подробно.

4.1 Создание ЛЧМ импульса

Исходными данными являются

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать