Что такое база сигнала

База сигнала

База сигнала — это произведение эффективного значения длительности сигнала и эффективного значения ширины его спектра :

.

В простых случаях за эффективную ширину спектра можно принять ширину главного лепестка спектра. Длительность сигнала и ширина его спектра подчиняются соотношению неопределенности, гласящему, что база сигнала не может быть меньше единицы. Ограничений на максимальное значение базы сигнала не существует. То есть короткий сигнал с узким спектром существовать не может, а бесконечный сигнал с широким спектром — может (так называемый широкополосный сигнал, сигнал с большой базой). Примером такого рода может служить ЛЧМ-сигнал.

Литература

• Радиотехнические цепи и сигналы. Автор:Баскаков С. И. 1988, 446 страниц.

• Обработка сигналов
• Спектроскопия

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «База сигнала» в других словарях:

база сигнала — Произведение ширины спектра сигнала на его длительность. См. processing gain. [Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо русский толковый словарь справочник. Под редакцией Ю.М. Горностаева. Москва, 2002] Тематики электросвязь, основные … Справочник технического переводчика

база — база: Поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащая заготовке или изделию и используемая для базирования. [ГОСТ 21495 76, таблица, пункт 2] Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

база радиочастотного сигнала — база сигнала Отношение ширины спектра модулированного радиочастотного сигнала к ширине спектра модулирующего сигнала. [ГОСТ 24375 80] Тематики радиосвязь Обобщающие термины сигналы Синонимы база сигнала … Справочник технического переводчика

База — База: В Викисловаре есть статья «база» База (хранилище)  место для хранения товаров, например: «овощная база». Военная база … Википедия

База радиочастотного сигнала — 123. База радиочастотного сигнала База сигнала Источник: ГОСТ 24375 80: Радиосвязь. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

База радиочастотного сигнала — 1. Отношение ширины спектра модулированного радиочастотного сигнала к ширине спектра модулирующего сигнала Употребляется в документе: ГОСТ 24375 80 … Телекоммуникационный словарь

Сверхширокополосные сигналы — Сверхширокополосные (СШП) сигналы  радиосигналы (СВЧ сигналы) со «сверхбольшой» шириной полосы частот. Применяются для сверхширокополосной радиолокации и сверхширокополосной радиосвязи. Содержание 1 Определение 2 Регулирование … Википедия

ГОСТ 24375-80: Радиосвязь. Термины и определения — Терминология ГОСТ 24375 80: Радиосвязь. Термины и определения оригинал документа: 304. Абсолютная нестабильность частоты радиопередатчика Нестабильность частоты передатчика Определения термина из разных документов: Абсолютная нестабильность… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Сигнал — У этого термина существуют и другие значения, см. Сигнал (значения). Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшит … Википедия

Сигнал (техника) — Сигнал в теории информации и связи называется материальный носитель информации, используемый для передачи сообщений по системе связи. Сигналом может быть любой физический процесс, параметры которого изменяются в соответствии с передаваемым… … Википедия

Сложные сигналы

Использование термина «простой» сигнал, как радиоимпульс с простой формой огибающей и высокочастотным заполнением колебанием неизменной частоты, является общепринятым. Для простых сигналов произведение ширины спектра А/ на длительность At, т.е. база сигнала Б, равная произведению полосы, занимаемой сигналом на его длительность, представляет собой величину, близкую к «1»:

В частности, прямоугольный импульс с постоянной частотой заполнения относится к классу простых сигналов, так как для него А/*« /х_и; At = t_b, и, следовательно, выполняется условие (4.11).

Сигналы, для которых произведение их длительности на ширину спектра, г.е. база, значительно превышает единицу (Б >> 1), получили название «сложных» (сигналы сложной формы).

Для увеличения потенциальной точности измерения дальности в радиолокации необходимо использовать сигналы с широким спектром. При ограничении пиковой мощности импульса для сохранения дальности действия РТС целесообразно расширять спектр зондирующего сигнала не за счет его укорочения, а за счет введения внутри- импульсной фазовой или частотной модуляции, т.е. за счет перехода к сложным сигналам.

Радиоимпульс с линейной частотной модуляцией

В радиолокации широко используют линейно-частотно-моду- лированные (ЛЧМ) импульсные сигналы, несущая частота которых может быть представлена в виде:

где/₀ — начальное значение частоты; Д/д- девиация частоты; т_и — длительность импульса. Линейному закону изменения частоты (4.12) соответствует квадратичный закон изменения фазы ЛЧМ-сигнала:

У ЛЧМ-импульса с огибающей прямоугольной формы, представленного на рис. 4.9, комплексная огибающая имеет вид:

Рис. 4.9. ЛЧМ-импульс

Нормированная функция рассогласования имеет вид:

Эта функция описывает рельеф тела неопределенности прямоугольного ЛЧМ-импульса, сечение которого вертикальной плоскостью Q = 0 — огибающая ЛЧМ-импульса на выходе согласованного фильтра при отсутствии расстройки по частоте. Ее график представлен на рис. 4.10 сплошной линией. Для сравнения прямой линией показана огибающая прямоугольного радиоимпульса с постоянной частотой заполнения и длительностью т_н на выходе СФ. Как видно из этого рисунка, при прохождении ЛЧМ-импульса через СФ происходит его сжатие во времени. Если на входе фильтра импульс имел длительность т,„ = т_и,то на выходе длительность импульса составляет х_ош = т₍₁ДО_д2,47г (по уровню 0,5). Тогда коэффициент сжатия

Рис. 4.10. Огибающая ЛЧМ-имиульса на выходе согласованною фильтра

Коэффициент сжатия прямо пропорционален девиации частоты. Поскольку длительность импульса и девиацию частоты можно задавать независимо друг от друга, удается реализовать большой коэффициент сжатия.

Поскольку ДО_л « ДО, ДО — ширина спектра ЛЧМ-импульса, коэффициент сжатия (15.15) оказывается практически равным базе сигнала К_с& Б (это распространяется на все сложные сигналы). Сложный сигнал с помощью СФ можно сжать по длительности на величину, равную базе сигнала.

Поясним сжатие ЛЧМ-сигнала в СФ. ЛЧМ-сигналу, изображенному на рис. 4.9, соответствует согласованный фильтр с импульсной харакгеристикой (рис. 4.11). Импульсная харакгеристика огража- ет отклик системы на воздействие дельта-импульса. На выходе фильтра, в соответствии с процедурой свертки воздействия импульсной реакции, вначале появляются составляющие более высокой частоты, а затем более низкой, т.е. составляющие высокой частоты задерживаются в фильтре в меньшей степени, чем низкочастотные. Нижние частоты ЛЧМ-импульса поступают на вход СФ раньше (см. рис. 4.9), но задерживаются они в большей степени; высшие частоты действуют позже, но задерживаются меньше. В результате группы различных частот совмещаются и происходит укорочение импульса.

Рис. 4.11. Импульсная характеристика согласованного фильтра

В качестве фильтров используются линии задержки (ЛЗ)на поверхностных акустических волнах (ПАВ). На входе и выходе ЛЗ встроено- штыревые преобразователи (ВШП) преобразуют энергию электрического поля в механическую и обратно. Для различных частот различна действующая длина звуконровода и высокочастотные составляющие догоняют низкочастотные. Тем самым реализуется сжатие ЛЧМ-импульсов.

Совместное разрешение ЛЧМ-им- пульсов по времени и частоте осуществить значительно сложнее, чем разрешение тех же импульсов но одному из параметров (при известном значении другого параметра). Это следует из диаграммы неопределенности ЛЧМ-радиоимпульса (рис. 4.12). Рис — 41 2. Диаграмма

^ неопределенности

Совместное разрешение сигналов по вре- ЛЧМ-импульса мени запаздывания и частоте возможно, если их параметры лежат вне выделенной области.

Основы радиолокации

Произведение длительности сигнала и теоретически минимально необходимой ширины полосы пропускания приемника является важным параметром, учитываемым при разработке радиолокатора. В англоязычной литературе его называют Time-Bandwidth Product , сокращенно TBP или TBWP . Этот параметр дает возможность оценить потенциальный коэффициент сжатия импульса и уровень боковых лепестков сжатого импульса во времени. Широко распространен также подход, когда для этой же цели используется произведение длительности импульса и эффективной ширины его спектра. Такое произведение называют базой сигнала.

При разработке радиолокационного приемника возникает необходимость поиска компромисса при выборе требуемых значений его параметров. С одной стороны, полоса его пропускания должна быть как можно уже, чтобы уменьшить интенсивность проходящих в приемный тракт помех и шумов. С другой стороны, полоса пропускания должна быть достаточно широкой, чтобы обеспечить прием эхо-сигналов без искажений. При этом, чем короче используемые сигналы, тем шире должна быть полоса пропускания приемника, и тем лучшим будет разрешающая способность радиолокатора по дальности.

Приемник импульсного радиолокатора, в котором используются простые радиоимпульсы длительности Τ в качестве зондирующего сигнала, должен иметь полосу пропускания шириной 1 /Τ . База такого сигнала равна 1 и разрешение по дальности определяется непосредственно длительностью импульса.

Если в радиолокаторе используются фазоманипулированные импульсы с длительностью парциального (сжатого) импульса τ , ширина спектра такого сигнала равна 1 /τ и зависит от длительности сжатого импульса. База такого сигнала равна Τ/τ . Если для кодирования манипуляции фазы при формировании такого сигнала используются коды Баркера, то значение базы сигнала ограничено числом 13. Как видно из этого примера, база сигнала равна потенциальному коэффициенту сжатия импульса.

Сигналы с внутриимпульсной частотной модуляцией могут иметь базу от более 100 до 10 000. Для сигнала с линейной частотной модуляцией ширина спектра определяется в виде разницы верхней f ₂ и нижней f ₁ частот его полосы: B_W = Δf = f₂ — f₁ , а его база равна Τ·Δf .

Пример: радиолокатор поиска AN/FPS-117 использует в качестве зондирующего сигнала ЛЧМ-сигнал с базой 75. Значение коэффициента сжатия импульса примерно такое же. Таким образом можно рассчитать разрешающую способность этого радиолокатора в ближней зоне (при использовании зондирующего сигнала длительности Τ= 100 мкс) — около 100 м.

Гауссов импульс имеет наименьшую возможную базу ¼. (Гаусоов импульс имеет огибающую в форме функции Гаусса и получается при помощи гауссовского фильтра. Такой фильтр характеризуется максимальной крутизной переходной характеристики и минимальной групповой задержкой). В некоторых устаревших радиолокаторах полоса пропускания приемника могла уменьшаться до этого значения, что соответствовало так называемому режиму ограничения приемника. Конечно, это приводит к увеличению внутренних потерь, поскольку уменьшается количество спектральных составляющих, а значит, и энергия принятого сигнала. Тем не менее, таким способом удавалось успешно подавлять помехи, частота которых отличается от несущей частоты зондирующего сигнала.

Чрезвычайно высокое значение базы (200 000) имеют зондирующие сигналы, используемые в радиолокаторе стратегического назначения AN/FPS-108 “Cobra Dane”.

Издатель: Кристиан Вольф, Автор: Андрій Музиченко
Текст доступен на условиях лицензий: GNU Free Documentation License
а также Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported License,
могут применяться дополнительные условия.
(Онлайн с ноября 1998 года)