Математическое моделирование радиотехнических устройств и систем Дисциплина для магистерской подготовки по направлению 210400 «Радиотехника» Автор: Исаев. - презентация

1 Математическое моделирование радиотехнических устройств и систем Дисциплина для магистерской подготовки по направлению «Радиотехника» Автор: Исаев Владимир Александрович, к.т.н., доцент Великий Новгород, 2013

2 Лекция 3 ( ) МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ И ПОМЕХ ЛИНЕЙНЫМИ И НЕЛИНЕЙНЫМИ ЗВЕНЬЯМИ

3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ И ПОМЕХ ЛИНЕЙНЫМИ И НЕЛИНЕЙНЫМИ ЗВЕНЬЯМИ Монаков А.А. Основы математического моделирования радиотехнических систем. Учебное пособие. – СПб.: ГУАП, – 100с. (глава 2)

4 Информационные ресурсы по дисциплине Монаков А.А. Основы математического моделирования радиотехнических систем. Учебное пособие. – СПб.: ГУАП, – 100с.

5 Содержание учебного пособия «Монаков А.А. Основы математического моделирования радиотехнических систем» 1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАДИОСИГНАЛОВ И ПОМЕХ 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ И ПОМЕХ ЛИНЕЙНЫМИ И НЕЛИНЕЙНЫМИ ЗВЕНЬЯМИ 3.ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 4. ПРИМЕРЫ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И УСТРОЙСТВ

6 Моделирование линейных звеньев Метод инвариантности импульсной характеристики; Метод билинейного преобразования; Метод замены дифференциалов; Расчет КИХ фильтров

7 Моделирование линейных звеньев Любое преобразующее радиосигнал устройство может быть представлено в виде совокупности линейных и нелинейных звеньев. Формально различие между этими двумя категориями заключается в типе дифференциальных уравнений, описывающих связь входных и выходных сигналов: для первой категории эти уравнения линейные, а для второй – нелинейные. Неформально различие между ними проявляется при анализе реакции системы на входное воздействие, которое может быть представлено в виде суммы (суперпозиции) сигналов ……

8 Лебедев А.Н., Недосекин Д.Д., Стеклова Г. А, Чернявский Е. А Методы цифрового моделирования и идентификации стационарных случайных процессов в информационно- измерительных системах

9 Приложение Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС)

10 Раздел 2.26 в книге «Основы радиотехнических систем»

11 Существующие средства навигационно- временного обеспечения

12 Стандарты на ГНСС ГОСТ Р Система спутниковая навигационная глобальная. Термины и определения. ГОСТ Р Глобальная навигационная спутниковая система. Параметры радионавигационного поля. Технические требования и методы испытаний. ГОСТ Р Глобальная навигационная спутниковая система и глобальная система позиционирования. Приемник персональный. Технические требования ГОСТ Р Глобальная навигационная спутниковая система и глобальная система позиционирования. Приемник морской общего пользования. Технические требования ГОСТ Р Глобальная навигационная спутниковая система и глобальная система позиционирования. Приемник индивидуальный для автомобильного транспорта. Технические требования

13 ГОСТ Р

14 Сигналы ГЛОНАСС Каждый спутник системы ГЛОНАСС передает непрерывные навигационные сигналы на собственной несущей частоте в поддиапазонах L1 и L2 (1 600 и МГц). Навигационный радиосигнал является многокомпонентным фазоманипулированным сигналом. Фазовая манипуляция несущей осуществляется на 180° с максимальной погрешностью не более 15° (+-0.2 радиана). Несущие модулируются двумя бинарными кодами: кодом стандартной точности (СТ-код) и кодом высокой точности (ВТ- код), а также данными навигационного сообщения. На частоте L1 передаются оба типа бинарных кодов, а на частоте L2 - только ВТ-код. СТ-код генерируется с частотой МГц, он доступен гражданским пользователям для навигации стандартной точности.

15 Интерфейсный контрольный документ ГЛОНАСС

16 Векторная диаграмма несущих сигналов систем ГЛОНАСС и GPS Для каждого спутника рабочие частоты сигналов в диапазоне L1 и L2 когерентны и формируются от одного эталона частоты. Отношение рабочих частот несущей каждого спутника: Dfk1/Dfk2 = 7/9. В диапазоне L1 каждый спутник системы ГЛОНАСС излучает 2 несущие на одной и той же частоте, сдвинутые друг относительно друга по фазе на 90°.

17 Структура сигнала ГЛОНАСС

18 Пример фазоманипулированного сигнала (а), его условное обозначение (б) и корреляционная функция

19 Спектры сигналов ГЛОНАСС/GPS

20 ГОСТ Р

21 Прием сигналов ГЛОНАСС Каждый спутник ГЛОНАСС передает свои сигналы поддиапазонов L1 и L2 на нескольких разных частотах. Приемник ГЛОНАСС может различать сигналы отдельных спутников в общем входящем сигнале от всех видимых спутников посредством назначения различных частот каналам слежения. Этот метод называется множественным доступом с разделением по частоте (FDMA). Номинальная частота для каждого спутника ГЛОНАСС назначается в соответствии с формулами: где К - номера несущих частот навигационных радиосигналов, излучаемых НКА в частотных поддиапазонах L1 и L2 соответственно.

22 Структурная схема приемника ГНСС

23 Учебное задание Познакомиться с содержанием книги «Монаков А.А. Основы математического моделирования радиотехнических систем. Учебное пособие. – СПб.: ГУАП, 2005». Изучить тему: «2.1 Моделирование линейных звеньев (подразделы Метод инвариантности импульсной характеристики, Метод билинейного преобразования, Метод замены дифференциалов» используя материалы файла «Основы ММ РС» (Ч.2). Примечание: учебные материалы размещены на портале НовГУ (учебные материалы > Исаев Владимир Александрович > папка ММ РТУ и С > …)

24 Список литературы 1. Быков В. В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике. – М.: Советское радио, с. 2. Борисов Ю.П. Математическое моделирование радиосистем. Учебное пособие для вузов. – М.: Советское радио, – 296с. 3. Борисов Ю.П., Цветнов В.В. Математическое моделирование радиотехнических систем и устройств. – М.: Радио и связь, – 176с. 4. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Учебное пособие. 7-е изд. – М.: Изд-во «Юрайт», – 343с. 5. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Практикум. – М.: Изд-во «Юрайт», – 296с. 6. Монаков А.А. Основы математического моделирования радиотехнических систем. Учебное пособие. – СПб.: ГУАП, – 100с.

25 Список литературы (продолжение) 7. Васильев К.К., Служивый М.Н. Математическое моделирование систем связи. – Ульяновск: УлГТУ, – 170с. 8. Кирьянов Б.Ф. Математическое моделирование. – Великий Новгород: НовГУ, – 35с. 9.Гантмахер В.Е., Быстров Н.Е., Чеботарев Д.В. Шумоподобные сигналы. Анализ, синтез, обработка. – СПб.: Наука и техника, с. 10. Лебедев А.Н. и др. Методы цифрового моделирования и идентификации стационарных случайных процессов в информационно-измерительных системах. – Л.: Энергоатомиздат, – 64с. 11. Семенова Е.Г. Основы моделирования и диагностики антенных устройств бортовых комплексов: Монография. - СПб.: Политехника, с.

26 Спасибо за внимание! Тел.: (8162)