Ильин Александр Германович. Повышение помехоустойчивости приемных устройств на основе амплитудно-фазового и амплитудно-частотного преобразования смеси сигнала и шума

brief description

Ильин Александр Германович. Повышение помехоустойчивости приемных устройств на основе амплитудно-фазового и амплитудно-частотного преобразования смеси сигнала и шума : диссертация ... доктора технических наук : 05.12.13 / Ильин Александр Германович; [Место защиты: ГОУВПО "Казанский государственный технический университет"].- Казань, 2005.- 196 с.: ил.

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМ. А.Н.ТУПОЛЕВА
Ильин Александр Германович
ПОВЫШЕНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ
ПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ НА ОСНОВЕ АМПЛИТУДНО-
ФАЗОВОГО И АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОГО
ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СМЕСИ СИГНАЛА И ШУМА
Специальность 05.12.13 - Системы, сети и устройства
телекоммуникаций
Диссертация на соикание ученой степени
доктора технических наук
Казань - 2004

bibliography

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Показано, что для повышения помехоустойчивости приемных устройств необходимо применить амплитудно-фазовое преобразование смеси сигнала и шума на выходе квазиоптимального линейного фильтра и амплитудно¬частотное преобразование смеси сигнала и шума на входе квазиоптимального линейного фильтра.
2. Впервые установлено, что узкополосные шумы на выходе узкополосного линейного фильтра по своей структуре соответствуют амплитудно-модулированному сигналу с подавленной несущей. А смесь гармонического сигнала и шума при больших отношениях сигнала к шуму имеет структуру амплитудно-модулированного колебания. Таким образом, шум и смесь сигнала и шума на выходе узкополосного фильтра имеют различия по структуре сигналов. Показана возможность использования структурных различий шума и смеси сигнала и шума для повышения помехоустойчивости приемных устройств.
3. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований показано, что при достижении огибающей узкополосного шума нулевого значения фаза высокочастотного заполнения всегда изменяется на п . При изменении фазы высокочастотного заполнения в момент достижения огибающей узкополосного шума нулевого значения на тс структура узкополосного шума соответствует структуре амплитудно-модулированного колебания. Так как огибающая узкополосного шума при этом не изменяется, то это приводит к расширению спектра выходного сигнала. Изменение спектров узкополосных шумов при коммутации фазы в момент прохождения огибающей через нуль наблюдалось для всех типов узкополосных фильтров. '
4. Предложен метод повышения помехоустойчивости приемного устройства и метод измерения отношения сигнал/шум в области малых отношений сигнал к шуму (менее 3) за счет изменения структуры смеси сигнал и шума за счет использования переключателя фазы к.
5. Исследованы вопросы влияния технических нестабильностей на работу системы с коммутатором фазы. Показано, что начальная фаза гармонического сигнала не влияет на спектр узкополосного шума на выходе переключателя фазы при реализации узкополосного процесса большой длительности. При малой длительности реализации узкополосного шума разность фаз между действующей фазой высокочастотной составляющей узкополосного шума и фазой гармонического сигнала существенно влияет на изменение формы спектра сигнала на выходе переключателя фазы.
6. Показано, что для повышения помехоустойчивости приемных устройств необходимо перед узкополосным квазиоптимальным фильтром применить амплитудно-частотный преобразователь шума и смеси сигнала и шума. В качестве амплитудно-частотного преобразователя целесообразно использовать нелинейный контур с емкостью р-п-перехода или перестраиваемый колебательный контур с обратной связью по амплитуде выходного сигнала.
7. Проведены теоретические исследования прохождения шума через нелинейный контур с емкостью р-п-перехода и амплитудно-частотный преобразователь на базе колебательного контура, охваченного обратной связью по амплитуде выходного сигнала. Показано, что дисперсия шумов на выходе нелинейного контура и амплитудно-частотного преобразователя с цепью обратной связи определяется интенсивностью шумов на входе и избирательными свойствами контуров, на базе которых осуществляется амплитудно-частотное преобразование смеси сигнала и шума. Дисперсии шумов на выходе рассмотренных преобразователей равны дисперсии шумов на выходе линейного контура с такими же избирательными свойствами. Распределение амплитуд на их выходе подчиняется нормальному закону. Спектр выходного сигнала указанных выше устройств при воздействии широкополосных шумов за счет обратной связи по амплитуде выходного сигнала несимметричен. Увеличение интенсивности шумов приводит к расширению выходного спектра.
8. Теоретические исследования прохождения смеси шумов и гармонического сигнала через нелинейный контур емкостью р-п-перехода и амплитудно-частотный преобразователь на базе колебательного контура, охваченного обратной связью по амплитуде сигнала показали, что резонансные частоты спектров сигналов на выходе указанных устройств при воздействии на входе широкополосного шума и смеси сигнала и широкополосного шума не совпадают. Различие в резонансных частотах спектров увеличивается с ростом величины сигнала. Указанные свойства могут быть использованы при создании систем с повышенной помехоустойчивостью.
9. Исследованы взаимно-корреляционные связи выходных процессов амплитудно-частотных преобразователей с различной фазировкой сигналов в цепи обратной связи. Показано, что если оба амплитудно-частотных преобразователя настроены на частоту сигнала, то при отсутствии сигнала коэффициент взаимной корреляции шумов на выходе амплитудно-частотных преобразователей меньше единицы и зависит от величины сигнала. При отношении сигнал/шум больше 2 коэффициент взаимной корреляции шумов на выходе амплитудно-частотных преобразователей близок к нулю. На базе этих исследований разработана двухканальная приемная система, позволившая повысить помехоустойчивость приемного устройства в 2 раза по сравнению с линейным квазиоптимальным приемником.