le='text-align:center;line-height:150%'>
,
где 
- эффективная шумовая температура
приемника, 
- температура внешних источников. К
внешним шумам относятся: радиоизлучение атмосферы, космоса, тепловые шумы Земли
и антенны. Эффективная шумовая температура приемника определяется по типам
усилителей ВЧ. В соответствии с частотами поднесущих, выбираем =10 К и =1000
К (для бортовых систем).
=10+1000=1010 К
Найдем
спектральную плотность шума:
Вт/Гц
в)Тип антенн и их параметры
При заданной дальности связи 55000000 км применяют
направленные антенны. Для выбранного диапазона частот используем параболические
антенны, поскольку они достаточно просты и имеют малый вес в случае
использовании их на КЛА. Диаметр бортовой передающей антенны составляет 2,5-5 м ,выберем 
=5м. Диаметр антенны наземной станции
3-75м, выберем 
=50м.
Расчет :
1) Длина волны: 
2) 
-коэффициент направленного
действия антенны
-эффективная площадь
раскрыва антенны
Определим значение произведения = 
,
где R- радиус приемной антенны,
D-диаметр передающей антенны.
=
дБ
г) Вид
модуляции параметры радиосигнала
Наиболее распространенным способом преобразования непрерывных сообщений в
цифровую форму является кодово-импульсная модуляция (КИМ), при которой из
непрерывного сообщения берутся отсчеты с определенным интервалом, таким, чтобы
по отсчетам можно было восстановить сообщение с требуемой точностью. Отсчеты
квантуются по уровню, и передаче подлежат номера уровней квантования,
представляемые двоичным кодом. Будем считать, что двоичный код – прямой.
Значность кода “k” и число уровней квантования 
связаны соотношением 
. В результате непрерывное сообщение
преобразуется в поток двоичных символов, который поступает на вход дискретного
канала связи. Операции, связанные с преобразованием непрерывного сообщения,
поступающего от датчика, осуществляются в АЦП. Двоичные символы с выхода дискретного
канала связи подаются на ЦАП, преобразующий кодовые комбинации в отсчеты, по
которым производится восстановление переданного сообщения.
Для
передачи двоичных символов в данном проекте используется частотная модуляция
КИМ-ЧМн с частотами поднесущих F1=3970 МГц. Структура
видеосигнала с КИМ представлена на (рис.9)
КИ –канальный интервал
АИ- адресный интервал
ЗИ – защитный интервал
рис.9
Сигнал
с частотной модуляцией представлен на (рис.10)
Рис.10
Расчет:
1) Частота дискретизации :
, где 
-
ширина спектра сообщений.
По ТЗ 
=8
Гц, примем 
Гц
2) Период кадра: 
3) По ТЗ число каналов 
, два дополнительных канала
используем для синхронизации 
, тогда канальный
интервал равен:
4) Число уровней квантования : 
,
где 
, 2%-точность передачи
E=2*0,005=0,01 ,
, отсюда 
, 
,
следовательно n=6
5) Время импульса(адресный
интервал): 
6) Ширина спектра излучаемого
сигнала : 
7) Относительная нестабильность
несущей частоты передатчика:
8) Доплеровская частота : 
, 
- радиальная
скорость между передатчиком и приемником, примем =11.2
км/c, 
9) Полоса пропускания приемника:
10) Мощность
шума:
д)
Расчет мощности передатчика, выбор типа электронного прибора.
В
соответствии с уравнением дальности связи, мощность сигнала на входе приемника
определяется: 
, где r - дальность связи, Pпер - мощность
излучения передатчика, - коэффициент направленного
действия антенны передатчика, - эффективная
площадь приемной антенны.
Из
уравнения дальности выводится исходное соотношение для определения мощности
излучения передатчика при требуемом отношении сигнал/шум 
и скорости передачи R.
- коэффициент, учитывающий
уменьшение скорости, принимает значение прядка 0.6-0.9, примем =0,7.
- системный запас, выбирают в пределах
2-10 , примем =3
определяется в соответствии с
вероятностью ошибки двоичного символа p. Допустимая
вероятность ошибки в канале связи при общей заданной величине ошибки передачи p= 
, тогда = 10
Рис.11
Из теории информации известно, что пропускная способность дискретного канала
определяется:
Скорость передачи информации: 
Определяем требуемую мощность передатчика : 
;
Такую мощность передатчика могут обеспечить усилительные каскады на биполярных
транзисторах.
=9.7*
g=10log
g(дБ)= 10log(gвх)=18
дБ
Частотная
эффективность :
Информационная эффективность:
Энергетическая эффективность:
ж)
Способы синхронизации и выбор формы синхросигнала
Система
синхронизации в РСПИ определяет следующие параметры синхросигнала:
1)
фазу высокочастотного несущего колебания (фазовая синхронизация)
2)
временные границы принимаемых посылок (тактовая синхронизация)
3)
моменты времени, соответствующие началу и концу групповых сигналов в
многоканальной СПИ (кадровая синхронизация)
Системы тактовой, кадровой и цикловой синхронизации связаны по фазе
между собой (синхронны)
Для синхронизации в данном проекте выделены отдельно 2 канала. В качестве
синхросигнала используется 13-разрядный код Баркера. (рис. 12)
Рис.12
Код
Баркера с основанием М=7 и соответствующая ему функция автокорреляции.
5.Заключение .
Требования
ТЗ выполнены, спроектирована радиотелеметрическая система с требуемым числом
каналов, заданной точности и заданной дальности связи. Спроектированная система
имеет высокую скорость передачи данных и простоту кодировки информации. Однако
имеет широкую полосу пропускания из-за большого числа каналов.
Пути
дальнейшей доработки системы заключаются в следующем: применение кодирования с
большим основанием, применение устройства устранения избыточности,
использование помехоустойчивых кодов для передачи информации, увеличение
коэффициента использования площади антенн, уменьшение аппаратных погрешностей и
др.
6.Литература.
1)Тепляков И.М.,
Калашников Н.Д. «Радиолинии космических систем передачи информации» М,;
Сов.радио, 1975.390с
2) «Проектирование
радиотехнических систем передачи информации»: Учеб.пособие/ Н.Г. Свиридов;
РРТИ, Рязань,1990.64с.
3) Пенин П.И. « Системы
передачи цифровой информации». М. Сов.радио, 1969.312с.
4) Сиверс А.П.
«Основы космической радиоэлектроники». М.; Сов.радио,1969.312с.
