Введение 3
Глава 1. Методики оценки доплеровского смещения частоты отдельных мод распространения 5
1.1 Доплеровское смещение частоты в ионосфере 5
1.2 Измерения с ЛЧМ сигналом 8
1.2.1 Особенности ЛЧМ 8
1.2.2 Измерения с помощью ячеистой структуры ЛЧМ сигнала 11
1.2.3 Периодический ЛЧМ сигнал, возможность измерений с помощью
двойного ЛЧМ сигнала 12
1.3 Теоретическое обоснование измерения частотных зависимостей доплеровского смещения частоты с помощью амплитудно-модулированного
сигнала 18
Глава 2. Алгоритмы обработки ЛЧМ сигнала 24
2.1 Аппаратная часть исследовательского комплекса 24
2.2 Исходные данные 28
2.3 Алгоритм обработки сигнала 30
Заключение 36
Список литературы 37
Ионосфера является средой распространения коротких радиоволн, используемых для связи и навигации. Использование ионосферного радиоканала для передачи связного коротковолнового (КВ) сигнала встречает сложности, вызванные особенностями среды распространения: нестационарность, дискретная и диффузионная многолучевость, воздействие различных шумов и помех. Дистанционное зондирование используется для прогноза ионосферных радиотрасс в целях повышения надёжности КВ связи.
Зондирование ионосферы имеет огромное значение для улучшения качества КВ-связи, развитие которой ограничивается ее неустойчивостью из- за нестационарности канала. Данные, полученные во время зондирования позволяют судить о состоянии ионосферного канала передачи информации, определять оптимальные рабочие частоты для радиосвязи, решать научные задачи в области радиофизики.
Доплеровское смещение частоты отдельных мод распространения сигнала и время группового запаздывания являются основными параметрами, характеризующими состояние ионосферного широкополосного радиоканала [1]. Поэтому изучение алгоритмов определение изменения времени группового запаздывания и доплеровского сдвига от частоты зондирования является важной задачей.
Существующие алгоритмы, которые позволяют определять доплеровское смещение ЛЧМ сигнала, написаны для обработки аналоговых данных. В настоящее время более актуальна обработка данных в цифровом виде, и соответственно большой интерес представляют разработка и исследование алгоритмов обработки данных.
Целью данной работы является разработка алгоритма обработки сигнала на выходе приемника при определении доплеровского смещения частоты с помощью двойного ЛЧМ сигнала и определение его параметров.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Выделение моды распространения ЛЧМ сигнала, соответствующей одной спектральной составляющей.
2. Построение зависимости фазы от частоты для каждой выделенной компоненты.
3. Определение частотных зависимостей доплеровского смещения частоты для выделенных мод.
Для реализации и исследования алгоритма определения доплеровского смещения частоты была использована среда программирования Mathcad, так как она представляет расчеты в виде, очень близком к стандартному математическому языку, что упрощает постановку и решение задач.
В результате выполнения данной работы разработан алгоритм обработки сигнала на выходе приемника ионозонда с ЛЧМ сигналами, позволяющий определять частотные зависимости доплеровского смещения частоты отдельных мод ионосферного распространения. Определены параметры работы этого алгоритма. Работоспособность алгоритма проверена на предоставленных экспериментальных данных.
В ходе выполнения этой работы достигнуты следующие результаты.
1. Разработан и исследован алгоритм определения доплеровского смещения частоты отдельных ионосферных мод во всей полосе ионосферного распространения КВ при помощи ЛЧМ сигнала.
2. Приведены расчеты доплеровского смещения в зависимости от частоты зондирования, определены параметры обработки.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
