Математическая морфология.
Электронный математический и
медико-биологический журнал. - Т. 10. -
Вып. 2. - 2011. - URL:
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/TITL.HTM
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-30-html/TITL-30.htm
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-30-html/cont.htm
УДК 621.39:621.391.82
МЕТОДИКА
ВЫБОРА МОЩНОСТИ И АМПЛИТУДЫ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНОГО ИМПУЛЬСА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ДОСТОВЕРНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ НА РАЗНЫХ ДАЛЬНОСТЯХ В ЦИФРОВЫХ СИСТЕМАХ СВЯЗИ
Ó
2001 г. Жбанов И. Л.
В данной статье рассмотрен
новый подход при выборе мощности и амплитуды сверхширокополосных
импульсов для обеспечения достоверной передачи данных на разных дальностях в
цифровых системах связи. Путем математического моделирования получены значения
мощности и амплитуды сверхширокополосного импульса на различных дальностях.
Ключевые слова: дальность, амплитуда,
мощность.
Одним
из основных достоинств систем использующие сверхширокополосные (СШП) импульсы
является возможность увеличения пропускной способности канала связи [1-3].
Однако в некоторых случаях наибольший интерес представляет собой максимальная
дальность работы системы передачи данных при использовании в них
аналого-цифрового преобразователя (АЦП). В статье рассмотрен новый подход, позволяющий произвести выбор мощности и амплитуды
сверхширокополосных импульсов с учетом взаимного разнесения в пространстве
приемника и передатчика.
И так, исходя из характеристик
АЦП, пусть x – число определяющие разрядность АЦП, 
- частота дискретизации АЦП и дан сигнал с известной
импульсной мощностью 
, длительностью 
и законом изменения
его амплитуды – U(t).
1. Необходимо найти
информацию о плотности потока мощности зондирующей волны в районе приемной
антенны с учетом направленного излучения энергии [4], которая будет
определяться по выражению
, (1)
где
– мощность импульса на выходе передающей антенны (рисунок 1);
– коэффициент направленного
действия антенны;
– длина волны;
– эффективная площадь рассеивания передающей антенны;
D – дальность до приемной антенны.
Рисунок 1 - Схема радиообмена
между приемником и передатчиком
2. Соответственно мощность
сигнала рассеянного приемной антенной будет определяться общеизвестным
выражением
, (2)
где
– эффективная площадь рассеивания приемной антенны, как
правило, для минимального искажения полезного сигнала устанавливают 
.
3. Таким образом, амплитуда
импульса на входе приемной антенны при его длительности 
определим исходя из выражения
(3)
, (3)
где 
– длительность сверхширокополосного импульса;
– энергия импульса на входе приемной антенны;
- закон изменения амплитуды СШП импульса;
R=50 Ом
– сопротивление нагрузки для высокочастотной области;
– амплитуда сигнала на входе приемной антенны.
4. В результате получим выражение аналитически описывающие форму
сигнала на входе приемной антенны
(4)
5. Так как x –
число определяющие разрядность АЦП, тогда 
– число определяющие количество возможных дискретных разрядов
по уровню сигнала. В результате 
– величина
определяющая минимальное расстояние между двумя соседними разрядами по уровню,
а так как сигнал предварительно подвергается оцифровке по времени, то 
– оцифрованный сигнал
на входе приемной антенны, где 
– интервал дискретизации, то окончательно сигнал на выходе
АЦП будет определятся по выражению
, (5)
где 
– функция выдающая
целую часть аргумента, удаляя дробную.
n –
количество отсчетов во временной области.
6.Таким образом, для
минимальной оцифровки сигнала на входе приемной антенны по уровню его
максимальное значение амплитуды должно выбираться из условия:
. (6)
Полученное выражение
позволяет осуществить выбор параметров используемого СШП сигнала, для
осуществления его аналого-цифрового преобразования на соответствующей
дальности, с учетом параметров АЦП.
Таким образом, при длительности
СШП импульсов 
и мощности каждого импульса
2мВт, для их оцифровки одиннадцати разрядным АЦП x=11 и по первому уровню дискретизации, на дальности
5 км, его амплитуда должна составлять порядка 75 В, а мощность на входе
приемной антенны будет равна 
Вт с амплитудой 
В. Мощность этого же сигнала уже через 10 км будет составлять
Вт с амплитудой 
В, а через 20 км будет составлять 
Вт с амплитудой 
В.
литература
1. Гоноровский И.С., Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов.
– М.: Радио и связь, 1986. – 512с.: ил.
2. Скосырев В.Н., Особенности и свойства сверхкороткоимпульсной локации.
Конспекты лекций. – ССРС, Россия, Муром, Июль 2003, - cтр.: 67-91.
3. Иммореев И.Я., Сверхширокополосные
радары: новые возможности, необычные проблемы, системные особенности // Вестник
МГТУ, №4, 1998, - стр.: 25-56.
4. Siwiak K., Withington
P., Ultrawideband radios set to play // Electronics times,
February 26, 2001.
TECHNIQUE OF A CHOICE CAPACITIES AND AMPLITUDES SUPERBROADBAND OF A
PULSE FOR MAINTENANCE OF AUTHENTIC TRANSFER GIVEN ON DIFFERENT RANGE IN DIGITAL
SYSTEMS OF COMMUNICATION
Zhbanov I. L.
In given clause the new approach is considered at a
choice of capacity and amplitude superbroadband of pulses for maintenance of
authentic transfer given on different range in digital systems of communication.
By mathematical modeling the meanings of capacity and amplitude superbroadband
of a pulse for analog-digital transformations on various range are received.
Key words: range, amplitude, capacity.
Академия войсковой ПВО Вооруженных Сил РФ
им. Маршала Советского
Союза А. М. Василевского, г. Смоленск
Поступила в редакцию 30.03.11.