Обнаружение многопозиционного сигнала Баркера на фоне гауссовского шума

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Самарский государственный аэрокосмический

университет имени академика С.П. Королева»

Кафедра Радиотехники и МДС

Курсовая работа по ОКП на тему:

«Обнаружение многопозиционного сигнала Баркера на фоне гауссовского шума»

Проверил: Бочкарев В.А.

Самара 2010

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка 22 с, 23 рисунка, 5 источников, 1 приложение.

ДЕМОДУЛЯТОР, КОД БАРКЕРА, МОДУЛЯТОР, РЕШАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, СИГНАЛ, СОГЛАСОВАННЫЙ ФИЛЬТР, ШУМОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ, CAPTURE, PSPIСE.

Цель исследования – Разработать с помощью пакета OrCAD систему с заданными свойствами для обнаружения кода Баркера на фоне гауссовского шума.

В результате работы получены графические данные о работе основных узлов разрабатываемого устройства.

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

1. ГЕНЕРАТОР КОДА БАРКЕРА

2. ФАЗОВЫЙ МАНИПУЛЯТОР

3. КАНАЛ СВЯЗИ

4.ДЕМОДУЛЯТОР

5. СОГЛАСОВАННЫЙ ФИЛЬТР

6. РЕШАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ВВЕДЕНИЕ

Настоящая курсовая работа завершает изучение дисциплины "Основы компьютерного проектирования и моделирования РЭС". Цель проектирования – приобретение студентами первого опыта самостоятельной разработки радиотехнической системы с помощью пакета программ OrCAD на примере системы обнаружения многопозиционного сигнала на фоне гауссовского шума (см. рисунок 1).

Рисунок 1 – Структурная схема обнаружителя радиосигналов

1) генератор многопозиционного кода

2) модулятор

3) канал связи с шумом

4) УВЧ и демодулятор

5) согласованный фильтр

6) решающее устройство

Генератор сигнала 1 формирует n-позиционный сигнал (код Шермана, Баркера и т.п.), который поступает на вход модулятора 2, где осуществляется манипуляция несущей по амплитуде (АМн), либо по фазе (ФМн), либо по частоте (ЧМн). Далее высокочастотный сигнал поступает в радиоканал 3,содержащий передающую и приемную антенны и среду распространения радиоволн, в которой действуют различные источники как естественных, так и индустриальных радиопомех. Из приемной антенны ВЧ - сигнал поступает в усилитель высокой частоты (УВЧ) и демодулятор 4. Согласованный фильтр (СФ) 5 обеспечивает подавление шума (максимизирует отношение сигнал/шум в момент окончания входного сигнала). Решающее устройство 6 срабатывает при превышении заданного порогового уровня U_пор сигналом с выхода СФ и формирует короткий прямоугольный импульс. Наличие этого импульса ("1") на выходе решающего устройства (РУ) свидетельствует об обнаружении сигнала.

1.  ГЕНЕРАТОР КОДА БАРКЕРА

Автокорреляционная функция сигнала u(t), заданного на интервале [0,T] вычисляется по формуле:

	(1)

Построим график автокорелляционной функции для 7-ми позиционного кода Баркера, используя формулу (1)

 1

Рисунок 1 – АКФ заданного кода Баркера

Преобразование Лапласа вычисляется по формуле (1.2).

(1.2)

Прямое вычисление по формуле (1.2) становится слишком громоздким при большом числе позиций N многопозиционного сигнала u(t). В этом случае используем более простой метод, основанный на известных соотношениях и на скачкообразных изменениях сигнала Баркера:

Тогда искомое преобразование Лапласа U(s) сигнала u(t) примет вид

где U'(s) - преобразование Лапласа производной u'(t).

Найдём преобразование Лапласа семипозиционного сигнала Баркера (рисунок 2) с амплитудой А и длительностью одной позиции τ.

В соответствии с предложенной методикой рассчитаем преобразование Лапласа.

Смоделируем источник кода Баркера в пакете OrCAD, (см. рисунок А.1). Проведя анализ сигнала во временной области в программе PSpice. Выведем в графическом модуле Prob результаты – рисунок 3. На рисунке 4 можно видеть частотный спектр сигнала Баркера.

Рисунок 3 – Сигнал Баркера

 

Рисунок 4 – Спектр сигнала Баркера