Теория и проектирование радиосистем радиоуправления и передачи информации (3300,00 руб.)

Стр.2

Стр.179

Стр.180

Стр.181

Стр.182

УДК 621.396.93/.96 (075.8) ББК 32.84 В26 Р е ц е н з е н т ы: гл. конструктор направления АО «Российские космические системы», доктор техн. наук А. И. Жодзишский; доктор техн. наук, профессор В. Е. Фарбер Вейцель В.А. В26 Теория и проектирование радиосистем радиоуправления и передачи информации. Учебное пособие для вузов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2018. – 182 с.: ил. ISBN 978-5-9912-0713-3. Рассмотрены общие вопросы теории проектирования различных информационных радиоэлектронных систем и взаимосвязь различных подходов и методов анализа и синтеза радиосистем. На конкретных примерах показано использование общих методов физических и математических решений при проектировании радиосистем комплексов радиоуправления. Для студентов, аспирантов и адъюнктов, обучающихся по направлению подготовки 24.03.02 – «Системы управления движением и навигация»; специальностям 24.05.06 – « Системы управления летательными аппаратами», 24.05.01 – «Проектирование, производство и эксплуатация ракет и ракетно-космических комплексов», 11.05.01 – «Радиоэлектронные системы и комплексы», будет полезна инженерам и научным работникам, чья деятельность связана с исследованием, разработкой и эксплуатацией радиосистем. ББК 32.84 Адрес издательства в Интернет WWW.TECHBOOK.RU Учебное издание Вейцель Виктор Абрамович Теория и проектирование радиосистем радиоуправления и передачи информации Учебное пособие для вузов Компьютерная верстка Ю. Н. Чернышова Обложка художника В. Г. Ситникова Подписано в печать 15.04.2018. Печать цифровая. Формат 6088/16. Уч. изд. л. 11.74. Тираж 500 экз. (1-й завод 100 экз.) Изд. №180713 ООО Научно-техническое издательство «Горячая линия – Телеком» ISBN 978-5-9912-0713-3 © В. А. Вейцель, 2018 © Научно-техническое издательство «Горячая линия – Телеком», 2018

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение . ....... .......... .......... ......... .......... ...... I. ВОПРОСЫ ТЕОРИИ ..... .......... .......... .......... ..... 1. Теоретические основы системного проектирования . ......... 1.1. Концептуальная и имитационая модели РЭС . ........ 1.2. Общая концептуальная модель радиосигнала и вектор ее параметров . ......... ......... .......... .......... .. 3 7 7 7 9 1.2.1. Задание сигнала в виде случайного процесса. ...... . 10 1.2.2. Задание сигнала в виде квазигармонической функции 10 1.2.3. Задание сигнала в виде квазидетерминированной функции времени .. ....... ........ ....... ........ ........ .. 11 1.3. Показатели качества радиоэлектронной системы . .... 11 1.3.1. Точность радиосистемы ........ ....... ........ ...... 11 1.3.2. Аномальные ошибки и показатель надежности системы .. ........ ........ ....... ........ ....... ........ ...... 12 1.3.3. Помехозащищенность РЭС . .... ....... ........ ...... 13 1.3.4. Информативность РЭС. ..... ........ ........ ....... . 13 1.3.5. Другие показатели качества РЭС ... ........ ....... . 14 2. Выбор сигнала при нескольких показателях качества. ....... . 15 2.1. Пример бинарного критерия (два показателя качества) 15 2.2. Оптимизация выбора РЭС по критерию минимизации потерь (или по максимальной эффективности) . ... ... 16 3. Анализ как метод проектирования радиоэлектронных систем 19 3.1. Общая характеристика методов анализа, применяемых при проектировании....... ......... .......... ......... 19 3.2. Спектральный анализ в проектировании РЭС . . ...... 22 3.2.1. Радиосигналы, передающие цифровую информацию (методы модуляции и спектральный анализ) . . ........ .... 22 3.2.2. Спектры одиночныхи периодических кодовых слов 23 3.3. Случайная модель КИМ сигнала . .......... ......... . 26 3.4. Сигнал АИМ-1 и его спектр . ......... .......... ....... 27 3.5. Спектры КИМ сигналов на несущей частоте. ...... ... 29 3.5.1. Сигнал с модуляцией КИМ-АМ . . ....... ........ .... 29 3.5.2. Сигнал с модуляцией КИМ-ЧМ . ........ ........ .... 30 3.5.3. Сигнал с модуляцией КИМ-ФМ . .... ....... ........ . 31 4. Полососберегающие сигналы. ........ .......... .......... .... 33

Стр.179

180 Оглавление 4.1. Cигнал КИМ-ДФМ. .......... .......... ......... ...... 33 4.2. Сигнал КИМ-ММС.... .......... .......... ......... ... 35 5. Выбор и оценка сигналов на этапе системного проектирования 36 5.1. Постановка задачи по выбору радиосигнала методом сравнительного анализа . ... .......... .......... ....... 36 5.2. Обработка входного процесса без демодулятора . ..... 39 6. Функция различия и сигнальная функция — характеристики сигнала как переносчика сообщения. ....... .......... ........ 41 6.1. Функция различия . ......... .......... ......... ....... 41 6.2. Сигнальная функция. ....... ......... .......... ....... 42 7. Виды сигнальных функций и критерии сравнения сигналов .. 44 7.1. Сравнение сигналов . ....... ......... .......... ........ 44 7.2. Энергетические показатели надежности . . .......... .. 45 7.3. Априорные оценки для повышения надежности . ..... 46 7.3.1. Априорные оценки ... ........ ........ ....... ........ 46 7.3.2. Неоднозначные сигналы ..... ........ ....... ........ . 47 7.3.3. Критерий информативности . ....... ....... ........ .. 47 7.3.4. Повышение точности и разрешение неоднозначности у многошкальныхизмерительныхсистем .... ....... ...... 48 7.3.5. Неразрешаемая сигнальная функция. .... ........ ... 50 7.4. Дискретная сигнальная функция (цифровая передача) 50 8. Сигнальная функция и выбор сигнала . ...... .......... ....... 51 8.1. Сигнальная функция как показатель качества сигнала 51 8.2. Некоторые дополнения к вопросам теории сигнальных функций. .... ......... .......... .......... .......... ... 52 8.2.1. Сигналы с несколькими неизвестными параметрами 52 8.2.2. Показатели качества при несколькихнеизвестных параметрах . ........ ....... ........ ........ ....... ........ . 53 8.2.3. Информативные параметры время и частота в узкополосном сигнале .. ....... ........ ....... ........ ........ .. 54 8.2.4. Функция неопределенности и теорема Вудворда .... 55 8.2.5. Сравнение сигналов с параметром, меняющимся во время измерения.... ........ ....... ........ ........ ....... . 55 8.3. Результаты первичного анализа. ......... .......... ... 57 9. Количественная оценка показателей качества радиосигналов 59 10.Оценка пороговой энергии сигнала из условия практического отсутствия аномальных ошибок . ........ .......... .......... . 62 10.1. Максимальная помеховая функция . ........ .......... 62 10.2. Условия отсутствия аномальной ошибки. ....... ...... 63 10.3. Пороговое энергетическое отношение . . . .......... .... 65

Стр.180

Оглавление 181 11.Оценка предельной точности измерения параметра сигнала.. 66 11.1. Графическая оценка точности измерения . . . .......... 66 11.2. Теоретический предел точности . .......... .......... .. 68 Контрольные вопросы по части 1 . ..... .......... ........ 70 II. ПРАКТИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ . ... ......... .......... .... 71 12.Этап системного проектирования и его задачи . ...... ........ 71 12.1. Система наведения . . .......... .......... ......... ..... 71 12.2. Техническое задание на проект ...... .......... ....... 73 12.2.1. Пример формирования технического задания.... .. 73 12.2.2. Тактические условия и требования для проекта радиодальномера на ПУ-1. ... ....... ........ ........ ....... .. 74 12.2.3. Шумовая характеристика радиодальномера .... ... 75 12.2.4. Особые условия и организованная помеха. ....... .. 75 12.2.5. Возможности модернизации радиосистемы управления с целью добавления измерений радиальной скорости УО ......... ........ ....... ........ ....... ........ ........ .. 75 12.3. Структура дальномерного сигнала. ......... .......... 75 12.4. Концептуальная модель радиосигнала дальномера .. . 76 13.Выбор основных параметров радиодальномера для ПУ-1 .... 77 13.1. Выбор частоты модуляции Ω..... .......... .......... . 77 13.2. Глубина амплитудной модуляции . .... .......... ...... 79 13.2.1. Спектр амплитудно-модулированного сигнала ..... 79 13.2.2. Параметры глубины амплитудной модуляции. .... . 80 14.Теоретические оценки (надежность и точность) фазометра в проектируемом дальномере ...... .......... .......... ........ 80 15.Оценка надежности . .......... .......... .......... .......... . 82 16.Точность дальномера . ...... .......... ......... .......... .... 85 16.1. Предельная точность измерения дальности на фазовом дальномере ..... .......... .......... .......... .... 85 16.2. Ошибки фазового дальномера ......... .......... ..... 86 17.Оптимальный синтез радиоэлектронной системы ... ......... 90 17.1. Постановка задачи оптимального синтеза приемной системы под заданный сигнал. ... ......... .......... .. 91 17.2. Преобразования первичной формы оптимального алгоритма .......... .......... .......... .......... ....... 93 18.Оптимальные алгоритмы определения фазы модулирующего процесса в дальномере ПУ-1 .......... .......... .......... ... 95 18.1. Аналитическое и графическое представление вариантов оптимального синтеза приемного устройства . .... 96

Стр.181

182 Оглавление 18.2. Реализация схемы оптимального алгоритма для измерения фазы.......... .......... .......... .......... .... 101 18.3. Синтез сигнала для измерения скорости . ......... .... 103 18.4. Пример оптимального синтеза сигнала .. .......... ... 104 19.Априорная неопределенность. . . .......... .......... .......... 107 19.1. Общие принципы преодоления априорной неопределенности ..... .......... .......... .......... .......... . 107 19.2. Непараметрический подход при априорной неопределенности ..... .......... .......... .......... .......... . 109 19.3. Адаптивный подход при априорной неопределенности 111 19.4. Гарантированный подход при априорной неопределенности ........ .......... .......... .......... ......... .. 112 19.5. Рандомизированные алгоритмы . ... .......... ......... 114 19.6. Робастные алгоритмы . ......... .......... ......... .... 115 19.7. Цифровая реализация алгоритма оптимального фазометра .......... ......... .......... .......... .......... 117 20.Следящий фазометр и фазовая автоподстройка частоты .... 119 20.1. Фазовая автоподстройка (ФАП). ...... .......... ...... 120 20.2. Уравнения звеньев контура ФАП ...... ......... ...... 121 20.3. Инженерные решения . ....... .......... .......... ..... 124 20.4. Линейные уравнения режима слежения ........ ...... 125 20.5. Шумовая ошибка слежения ФАП .. .......... ......... 127 20.6. Установление режима слежения и динамические ошибки ФАП ....... .......... .......... ......... .......... . 129 20.7. Нелинейные эффекты ФАП... .......... .......... .... 131 20.8. Некоторые общие проблемы проектирования фазовых следящих систем . .......... .......... .......... ....... 133 21.Стратегии дальномера в борьбе с организованной прицельной помехой . ..... .......... .......... ......... .......... ......... 135 22.Рандомизированный алгоритм и его оптимизация........... . 138 23.Радиозвено в системе управления . . .......... .......... ...... 142 III. ЗАДАЧИ И РЕШЕНИЯ......... ......... .......... .......... . 147 Литература . ..... .......... .......... .......... .......... .... 164 IV. ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ ПРИ РАБОТЕ С ЗАДАНИЯМИ . .... . 165

Стр.182