Моделирование дисперсионных искажений широкополосных сигналов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ п г г- ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

РГБ ОД

На правах рукописи УДК 537.»6; 621.327; 621.372

ЛАПИН АЛЕКСАНДР ВАЛЕРЬЕВИЧ

»ЮДЕЛИРОВАНИЕ ДИСПЕРСИОННЫХ ИСКАЖЕНИЙ ШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ

01.04.03. - радиофизика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

МОСКВА - 1994

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени физико-техническом институте.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент"

ЧУБИНСКИЙ Николай Петрович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор, зав. отделом ИЗМИР РАН ЧЕРКАШИН Ю.Н. кандидат технических наук, доцент МИГ^АиК ПОЛЯКОВ В.Т.

Ведущая организация: Институт Радиотехники и Электроники РАН

Защита состоится "Я " Ай/^У 1994 г. в часов на заседании специализированного совета К 063.91.02 Московского физико-технического института по адресу: г. Долгопрудный Московской обл., Институтский пер., 9.

Отзывы направлять по адресу: 141700, г. Долгопрудный Московской обл., Институтский пер., 9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МФТИ.

Автореферат разослан ¿ег^Р^??^ 1994 г.

Ученый секратарь

Специализированного совета

кандидат физико-математических наук С.М.Коршунов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы.

В настоящее время все большее примене1..1е находят радиосистемы, использующие сигналы с широким спектром. Такие системы имеют значительные преимущества по сравнению с узкополосными с точки зрения информационной ем- осги и скорости передачи информации. Чаще всего они проектируются для работы в недиспергирующих средах, там где искажения сигналов малы. Однако в последнее время появился интерес к разрабо^е широкополосных информационных с.:стем, работающих в средах с дисперсией. Дисперсия среды может привести к значительным искажениям си налов, а следовательно, к частичной или полной потере информации. Поэтому исследование искажении сигналов с широким спектром в диспергирующих средах является актуальной задачей. Необходимо отметить, что, к сожалению, при всем многообраз I методов исследования не существует ни общих критериев искажений радиоимпульсов с произвольной шириной спектра, ни общих подходов к данной проблеме. Следовательно, разргботка новых универсальных (т.е. применимых как к широкополосным, так и узкополосным радиоимпульсам) и простых в использовании методов описи искажений является важным.

Очень распространенным является применение радиосистем для решения различных радиолокационных задач (п т.ч. и з диспергирующих средах). Одной из наиболее ах-уальпых является проблема повышения эффективности таких систем с точки зрения улучшениг разрешающей способности по времени (расстоянию). Традиционным решением этой проблемы в кедиспергируюзцих средах является расширение спектра зондирующего иняулъел с одновременным повышением сргдвей плсготы. 0,7«я<к> поглощающих средах для повышения энергетического потенциала радкосистемы (утсятекия дальности зондирования) требуете [ понижать ешкткчо частоту зондирующего импульса. Для достижения нужной степени компромисса между требованиями улучшенн". разрешающей способности и увеличения дальности зондироваин:: необходимо создавать радпоснстемы, использующие сигналы с большой относительной шириной спектра, что не всегда технкчесг.и возможно. Поэтому исследование других способов понънкений разрешающей способности радиосистем, работающих в поглощающих средах, при снижении требований к широкополоскостн уегронст,! является актуально!! задачей Целью диссертационной работы является:

-исследование искажений радиоимпульсов с произвольной ширпнол спектра в диспергирующих средах;

-разработка количественных критериев степени искажен:-"* нмпулш;«:.".. радиосигналов; ' -

-разработка метода оценки искажений радиоимпульсов с произвольной шириной центра в диспергирующих средах; -исследование способа улучшения разрешающей способности по рпемени (расстоянию) радиосистем при с. лжении требований к широкоаолосности приемного и передающего модулей. Научная ношина.

Предложены количественные критерии степени искажений радиоимпульсов. Разрабо.ан метод оценки степени искажений радиосигналов с произвольной шириной спектра в средах с чисто фазовой дисперсией, основанный на вычислении единственного безразмерного параметра и не треоующий проведения сложных численны' расчетов. Проведена модификация метода для применения в средах, которые характеризуются наличием частотно-зависимого поглог ения. Приведен алгоритм применения метода для оценки искажений в радиосистемах, работающих в диспергирующих средах с учетом влияния фильтрующих свойств приемно-передающего тракта. Рассмотрено применение метода для оценки искажений ЛЧМ и ФМ радиоимп; тьсов. Исследован ряд модельных задач, демонстрирующих способ применения предложенного м» года для оценки искажений радиоимпульсов в диспергирующих средах.

Рассл. трен способ улучшения разрешающей способности радиосистем по времени (расстоянию), основанный на разнесении средних частот приемного и передающего модулей, при снижении требований к широкополосности этих устройств. Определены неизбежные потери в энергетическом потенциале и в отношении сигчап/шум. Обсужден вопрос о корректности моделирования частотно-фазовых характеристик приемного и передающего модулей с помощью различных фильтров. Определены условия, при соблюдении которых разнесение средних частот приемного и передающего.модулей приводит к расширению частотной характеристики сквозного тракта рад. -осистемы. Продемонстрирована лучшая эффективность радиосистемы с разнесением средних частот приемного и передающего модулей при работе в средах с частотно-зависимым поглощением по сравнен, ю со случаем иедиспс згирующих сред. Практическая значимость работы.

Метод оценки степени уширения огибающей радиосигналов, описанный в диссертации, может с успехом применяться для количественных оценок степени искажений радиоимпульсов с произвольной относительной 1 1риной спектра в диспергирующих средах и в сложных радиосистемах. При этом не требуется проводит сложные вычисления. *

Способ повышения разрешающей способности радиосистем (по -времени), основанный на разнесении средних частот приемного и , передающего модулей, может оказаться полезным при проектировании и конструировании широкополосных высокоразрешающих устройств

(особенно для работы в средах с частотно-зависимым поглощением). При допущении некоторых потерь в энергетическом потенциале применение данной схемы существенно снижает- требования к широкополосности приемного и передающего модулей. На защиту выносят ж.

1. Метод оценки степени уширения огибающей радиоимпульсов с произвольной шириной спектра в средах с фазовой дисперсией, основанный на вычислении безразмерного параметра, названного дисперсионной расфазировкой на интервале эффективного спектра сигнала. Модификация метода для применения в средах, которые характеризуются наличием как фазовой, так и амплитудной дисперсии. Алгоритм применения метода для оценки искажений в радиосистемах, работающих в диспергирующих средах с учетом влияния фильтрующих свойств приемно-передающего тракта.

2. Способ улучшения разрешающей с: особности радиосистем по времени (расстоянию), основанный на разнесении средних частот приемного и передающего модулей, при снижении тре6ов~чнй к широкополосности этих модулей. Исследование потерь в энергетк еском потенциале и в отношении сигнал/шум. Исследование эффективности радиосистем.л с разнесением средних частот приемного и передающего модулей при работе в средах с частотно-зависимым поглощением по сравнению со случаем недисперп.ругощих сред. Апробация работы.

Материалы диссертационной рабогы докладывались на Международном симпозиуме по антеннам i. распространению волн (ISAP'92, Sapporo, Japan), на научно-техническом ct.-..инаре КТС "Распространений и дифракция электромагнитных волн в неоднородных средах", НТОРЭС им A.C. Попова (Смоленск, 1992), на генеральной ассаи ">лее URSI (1993, Kyoto, Japan), на XLIII Всероссийской научной сессии научно-технического общества радиотехники, электроники и связи им.Д.С.Попов.: (г.М^сква, 19S-3), на " IV международной научно-технической конференции "Распространение и дифракция эле—громагнмтных ас ш в неоднородных средах" (г.Вологда, 1994), на научных конференциях МФТИ (1990 г., 1992 г.). Публикация.

Основное содер-.каннс диссертации представлено п 8 научных работах. Список приведен п конце реферата. Объем работы,

Дпссогацкя состоит из введений, четырех глаз и заключения и даух приложений. Работа изложена на 147 страницах, включая 39 рисунглз и 8 таблиц. Список щгглрОЕшшсй литературы состоит из S1 наименования.

,. СОДЕР}КАНИЕ,^АБОТ^1 1

Во введении сформулирована актуальность работы, ее цель, новизна и основные положения, выносимые на защиту. Кратко изложено содержание диссертации.

В первой главе проведен обзор литературы, посвященной искажениям широкополосных сигналов, обсуждаются способы описания радиоимпульсов с широким спектром, способы оценки хкажений, применяемые в настоящее время, их достоинства и недостатки. Во второй главе рассматриваются искажения радиоимпульсов, возникающие в результате их распространения на участке среды (фиксированной длины Ь) с чисто фазовой дисперсией. Для описания диспергирующих свойст - участка среды используется понятие частотно-фазовой характеристики Кт(П), где О=со/шо - нормированная частота, щ - средняя спектрал! ая частота. В данном случае Кт(С1) -ехр(-/Ф(П)), где Ф(П)-фазовая функция. Исследование ограничивается рассмотрением только одного вида искажений радиоимпульсов, а именно - уширения огибающей. Подразумевается, что искажения двух радиосигналов одинаковы, если одинаковы изменения их длительностей не зависимости от изменения формы их' огибающих при условии, что еще не происходит "развала" импульса. Количественно уширение огибающей характеризуется отношением

длительности импульса Tout, прошедшего участок среды длиной L, и длительности исходного импульса Т,п. Для определения /длительности (эффективной ширины спектра) более предпочтительным (физичным) является интегральный способ, в котором вычисляется относительная доля полной энергии сигнала г|е, приходящаяся на интервал длительности Т. Стандартное значение че=0.9.

Дисперсионные искажения синила определяются лелинсГно!: частью фазовой функции Ф(О) в пределах эффективного спектра сигнала. Для расчета характеристик искажений радиосигналов с диспергирующих средах используются различные понятия, например, дисперсионна- ширина спектра, кочффициент корреляции, полоса когерентности и др. Ь диссертации для расчета параметров искажений радиоимпульсов предлагается испэльзоз„гь безразмерный параметр:

названный дисперсионной' рдеерлзироькои на эффективном спектральном интервале [О],ОД (произвольной с .носительной ширины 2ДП = Этот параметр пропорционален нелинейно;:

части фазовой функции участка среды (в пределах эффективного спектра сипг 'а), поэтому есть основания предполагать, :то дисперсионная расфазировка определяет степень (дисперсионных)

О)

i I

Г» - ДО | тахФ'(О) - min Ф'(О) i [ fiefCJ ,iJj] Об(гп„п4 I

(T,

искажений сигналов. Рассмотрена простая физическая интерпретация определения (2) параметра дисперсионной расфазировки р.

С целью выяснения возможности применения параметра дисперсионной расфазировки Р для определения степени относительного лшрения радиоимпульсов, распространяющихся в диспергирующих средах, было проверено исследов. ние искажений радиосигналов в модельных диспергирующих средах. Простейшей моделью фазовой функции среды, вносящей дисперсионные искажения, является квадратичная зависимость Ф2(П) = а0 + + гДе ай< а1 - параметры. Определение дисперсионной расфазировки для данной срс*ы имеет вид: [} = 4^2 (АО)2. Нетрудно получить, что относительное уширение гауссового импульса, прошедшего участок указанной среды, определяется значением параметра дисперсионной расфазировки

согласно следующей формуле (при г)е=0.9):_

у в л/Т+ 0.13665 (З2 (3)

Для установления зависимости уширения от вида спектральной функции Р:п(£1), которая первоначально считается действительно.., проведены численные эксперименты, моделирующие искажения радиоимпульсов с различными типами спектров. Отноеител' чая эффективная ширина спектров для определенности выбрана равной 2А£2=0.2. Результаты моделирования свидетельствуют о том, что функция у~'/(Р) слабо зависит от типа спектра сигнала. При [3=5, что примерно соответствует удвоению длительности у-2, разброс по типам спектров яе превышает 7% для рассмотренных примеров, так для практических оценок им можно пренебречь.

Исследованная фазовая функция Фг(О) не имеет точек перегиба, поэтому проведенное моделирование является в некотором роде ограниченным. Для проверки работоспособности способа оценки степени уширения огибающей радиоимпульсов в средах, фазовые функции которых могут содержать точки перегиба, был рассмотрен участок модельной среды с • кубической фазовой зависимостью 2 3

= + . Исследовались различные случаи

расположения точки перегиба относительно интервала эффективного спектра сигнала. Результаты численных экспериментов свидетельствуют о том, что и для данной среды значение бе^азмериого параметра Р определит степень относительного уширения огибающей радиоимпульсов, причем разброс по типам спектроп также невелик (дл? р ~ 5, что соответствует у~2, разброс не превышает 8% для рассмотренных примеров).

Далее рассматривается воз-.южноегь применения параметра дисперсионной расфазировки для оценки степени искажения радиоимпул* "ов с произвольной шириной спектра в реальных средах на примере ионосферных трасс. С хорошей точностью можно считать,

что если нижняя частота спектра радиосигнала значительно превышает критическую частоту Qi>>ilKp, то искажения сигнала определяются чисто фазовыми свойствами участка ионосферы. Численное моделирование искажений радиоимпульсе в в параболическом ионосферном слое, проведенное для 2ДП=0.'2, 0.3, 0.4, свидетельствует о том, что действительные значения у отличаются от теоретических оценок, полученных из (1) и (2), не более, чем на 13%. Такая точность является допустимой при выполнени.ч практичеких оценок.

На основании проведенного моделирования делается вывод о том, что введенный безразмерный параметр дисперсионной расфазировки может применяться для оценки степени искажений радиоимпульсов в средах с фг '¡вой дисперсией, причем на ширину спектра не налагается практически никаких ограничений (за исключением 2AQ<0.8-1, что необходимо для возможности описания сигналов с помощью метода комплексных амплитуд).

Показано, что с помощью понятия дисперсионной расфазировки сравнительно , росто решается задача определения дисперсионной ширины спектра, т.е. максимально допустимой ширины спектрального интервала 2АГ2макс радиоимпульса, при которой уширение огибающей не превышает некоторой предельной величины утах=У(Ршах)-В третьей главе первоначально рассматриваются искажения импульсных радиосигналов на участке среды, которая характеризуется наличием кяк фазовой дисперсии (нелинейность фазовой ц.ункции), так и амплитудной дисперсии (неравномерность амплитудной зависимости |Л'т(Щ), слияние которой проявляется, как правило, б смещении максимума спектральной функции радиоимпульса и в изменении эффективной ширины спектра. В этом случае степень относительного изменения длительности можно оценивать произведением:

Г ~ У а Уф (4)

где уф- характеризует относительное уширение импульса из-за наличия

фазовой дисперсии (см. (1)-(3)), а уа~ ^ -0UI s соответственно,

Tin Afiout

степень относительного изменения длительности, вызванного амплитудной дисперсией участка среды, Тщ, 2ДО;п - длительность и эффективная относительная ширина спектра г ходного сигнала, а Т*ои{ и 2ДПои, .с же величины для сигнала, прошедшего участок среды с чисто амплитудной дисперсией |iTm(il)|. Показано, что значение дисперсионной расфазировки р, определяющей у(р по формуле (2), должно вычисляться для границ Qjout и Q20Ut (^20ut - Q;JUt = 2M20Ut) спектральной функции ¡*rOut(^)i=Fin(P)!^m03)l-

Для проверки описанной методики оценки степени уширения огибающей в с -дах, которые характеризуются наличием как фазов_>й, так и амплитудной дисперсии, были рассмотрены две модельные

задачи. В качестве простейшего и достаточно общего примера рассматривалось прохождение плоской электромагнитной волны через прозрачный плоскопараллельный слой средь; с постоянным показателем преломления п. Данная система является прозрачной, но амплитудная част |Х"т(П)| зависит от частот::, внося таким образом некоторые эффективные потери. Фазовая функция Ф(О) также является существенно нелинейной. В другом примере моделировались искажения оптических импульсов, прошедших участок водной среды вблизи линии поглощения X - 2.97 мкм. Частотно-фазовая характеристика Кт{С1) рассматриваемого примера • мсег ярко выраженгый нелинейных характер к к для амплитудной части, так и для фазовой. Несмотря на то, что йсследование проводится для оптического диапазона, данный пример реального участка среды позволяет выявить общие особенности искажений импульсных сигналов в сильнодиспергирующих среда., и для радподиапазона.

Проведенное численное моделирование по- тзывает. что отличие произведения уау,р от действительного значения у не превыль-от 10% для всех рассмотренных случаев. Показано, что предложенный метод оценки степени ушкрения огибающей обеспечивает одинаковую точность как для уа >1, так и для уа <1. На основании проведенного моделирования делается вывод, что указанный устод опенки степени уширения огибающей радиоимпульса на участке диспергирующей среды обеспечивает точность, достаточную для практических целей. Данный способ не накладывает практически никаких ограничений на ширину спектра 2&£1 радиоимпульсов, а потому мог т с успехом применяться на практике для оценки степени искажений сигналов с произвольной шириной спектр«.

В реальных системах на форму ог»;оающеч ради жмпульсоя существенное влияние оказызают частотно-фазовые характеристики приемно-передагещего тракта. Поэтому в диссертации обсуждаг 'ся вопрос о моделировании фильтрующих сзойсгя реальных антенных систем. Показано, что с достаточной степенью точности частотно-фазовые характеристик:-! передающего ^"¡(П) н приемного К{{0.) модулей могут моделироваться с помощью характернспг" простых электрических схем, представляющих собой п-каскацкое соединение полосовых фильтров 2-ого порядка.

В дат. нейшем рассматриваются искажения радиоимпульсов радиосистемах, работающих в диакргирующлх средах, с учетом влияния фильтрующих свойств прием;ю-передающего тракта. Чаще всего требуется знать, как искажается излученп.лй сигнал. Спектр излученного радиоимпульса должен описываться комплексной функцией (при использовании метода комплексных амплитуд), в то время как ранее _ ассматривал .оь искажения чмпульсоа, г -даваемых действительным спектром Р;П(П). В работе показано, к"<

модифицируется метод оценки искажений импульсных сигналов, спектр которых я'¡ля с ся комплексной функцией. В заключении третьей главы продемонстрировано, кг:к метод оценки степени искажений может быть применен к сигналам . линейной частотной и фазовой модуляцией.

В четгертоп пш'е обсуждается способ улучшения разрешающей способности радиосистем но времени (понимаемый как способ уменьшен.:» длительности выходною сигнала) .при снижении требований к широконол^сности приемного .. передающего устройств. Исследование проводится применительно к радиолокационным задачам, хотя область его использования значительно шире.

Первоначально способ улучшения разрешающей способности рассматривается для радиослстем, работающих в недиспергирующих средах Традиционно для радиолокационных измерений используют идентичные приемную и передающую антенны, либо одну общую антенну, так чго A't<o) = К\(а). Т.е. средняя частота приемника озг совпадает со средней частотой передатчика cot и полоса пропускания приемной тракта 2Д»Г близка к ширине спектра радиоимпульса 2Дюь излученного передающей антенной. Для повышения разрешения (уменьшения длительности выходного сигнала T°out) в классическом пучае нсо. ходимо использовать более широкополосные устройства как на прием, так и на передачу. Альтернативным способом улучшения разрешающей спсссб"Ости радиосистсмы является разнесение частот приемного и передающего модулей относительно друг друга, что приводит к расширению полосы пропускания сквс-.ного тракта рагиосистемы, а следовательно, и к уменьшению длительности результирующего импульса Toui. Показано, что моделирование частотных характеристик реальных систем с помецью характеристик различных модельных фильтров требует не: )торой осторожности, т.к. . может привести к некорректным с физической точки зрения рез_ чьтатам. На примере идеальных и гауссозых фильтров было продемонстрировано, по при разнесении средних частот приемного и передающего модулей невозможно дсошься улучшения разрешения (по сравнению с классической „'хемой cot =%). тогда к "■к для физически реализуемых филыров это можно сделать (напр мер, п-каскадное соединение фильтров Баттерьорта 5-ого порядка или фильтры Баттерпорта с п<2). Показано, ' чго возможность улучшения разрешающей способности радиосистем за счсг разнесения средних частот приемного шг и передающего а, модулей существенным образом зависит от максимально;) крутизны спадов частошых характеристик .".\!.о) и лг(е>). Определено критическое значение К'кр.п« 0.743/Ло, где А0 - полуширина полосы пропускания. Если значение максимума крутизны спадов частотной характеристики не превышает криткческс.о, то разрешающая способность улучшается при

разнесении средних частот, в противном случае разрешение ухудшается (не улучшается).

Для ' выяснения возможности улучшения разрешающей способности реальных радиосистем при разнесении средних частот приемника и перед., гчика (по отношению к кл; ссической схеме) было проведено численное моделирование искажений радиоимпульсов, использующихся в этих системах. Выигрыш в разрешении удобно характеризовать величиной уг =Т°ои1/Тот. Результаты проведенного численного моделирования свидетельствуют о том, что выигрыш в разрешающей способности у, системы монотонно возрастает при увеличени:; относительного разнесени ! частот 50ТН - (м(-(.ог)/2Дго° (где 2Аю° - ширина спектра сигнала, излучаемого пои использовании классичесской схемы), достигая максимума ~2*2.6 при величине относительного смещения 50ТН=1-И.25, а затем начинает убывать. Нарушение монотонности связано с тем, что при большом разнесении частот выходной сигнал можно рассматри. 1ть как результат суперпозиции двух разнесенных спектральные источников, а поэтому сигнал содержит боковые временные лепестки, сравнимые по амплитуде с основным лепестком, что, естественно, ухудшает разрешающую способность радиосистемы.

Разнесение средних частот приемного и передающего модулей приводит к появлению доп злнительных потерь в энергетическом потенциале и в отношении сигнал/шум. Определено, что при величине относительного смещения §отн=1 амплитудг максимума выходного сигнала уменьшается на величину порядка 9-10 с]В по сравнению с классической схемой, а ухудшение отношения сигнал/шум по сравнению с разной по разрешению традиционной схемой составляет ~9с1В.

Численные эксперименты показали что, применение радиссистемы с разнесением средних частот приемного и передающг-о модулей в средах с частотно-зависимым поглощением имеет ряд преимуществ по сравнению со случаем недиспергируюших ср^т. Для моделирования были рассмотрены модельные задачи сб исследовании формы огибающих радиоимпульсов, отраженных от бесконечной абсолютно проводящей плоскости, расположенной в ср<*.де на расстоянии Ь от радиосистемы. В качестве диспергирующих сред рассматрив;...ись песок и глина 10%-влажкости, а также морские льды различной солености (1=-15°). Проведенное моделирование показало, что наряд« с улучшением разрешения величина дополнительных потерь АО в рассмотренных средах юньше, чем в .¡едиспергирующих, что делает их применение в таких средах более эффективным. При этом понижается и проигрыш в отношении сигнал/шум. Показано, что для получения 61 лее эффектиъной с точки зрения энер этических затрат (при улучшенной разрешающей способности) радиоснстемг, работающей в средах с часготно-зазисимым поглощением,

направление смещения средней частоты приемной системы (вниз или вверх по отношению к частоте передатчика) должно коррелировать со знаком производной |/Ст(ш)|'. Если |#т(со)|'<0, что соответствует росту поглощения с частотой (верно для большинства сред l УКВ диапазоне), максимум спектра сигнала смещается вниз, поэтому шг должно быть меньше, чем щ. Если же |/fm(ca)|'>0, то наоборот <аг > cot.

Далее проводится учет влияния частотно-фазовой характеристики объекта обнаружения К0{<о) на эффективность работы радиоснстемы с разнесением частот. В качестве примера рассматривается металлическая абсолютно проводящая сфера, расположенная в песке.

Из проведенного исследования делается вывод о том, что применение радиосистем с разнесением частот приемного и передающего модулей обеспечивает улучшение ; .зрешающей способности по отношению к традиционной схеме при снижении требований к широкополосное™. Значения величины улучшения разрешения ут в средах с частотно-зависимым поглощением несколько ниже, чем соо\ ¿етствующие значения в прозрачных средах, однако и дополнительные энергетические потери AQ также уменьшаются ввиду смешения максимума спектра сигнала из-за неравномерности амплитудгкш части частотно-фазовой характеристики |Л"т(ь>)|. Принимая во внимаете тот факт, что реализация классической радиосистемы со значительной относительной полосой пропускания 2Дю/соо (чт< необходимо для достижения необходимого компромисса при удовлетворении требований увеличения дальности действия и улучшения разрешающей способности) возможна далеко не всегда, становится понятным, что использование рассмотренной радиосисге&ш для получения нгобход :мого разрешения по времени при допущении некоторых потерь в энергетическом потенциале является вполне приемлемым.

В приложении 1 определяются условия, при которых предложенный метод оценки степени уширгнкя огибающей радиоимпульсов становится не рп>.еаиыым.

ft приложении 2 приведено описание компьютерной программы, использованной для мзслсшюю моделирования искажений радеос: налов.

г-сноз1;:.'Е результаты и выводы

1. Прсгщожсн прост», -зегод оценки сказан уширшгн огибающей

радиоимпульсов с произвольней шириной спектра е следах с фазовой дисперсией, основанный на вычислении единственного безрхшгриого параметра, названного дисперсионной расфазаровхой па интервале эффективного спектра сигнала. Рассмотренный метод легко модифицируете! для при"енеа:м б средах, которые характеризуются наличием чаек шо-зазисимого поглощения.

2. Рассмотрен ряд модельных задач, демонстрирующих способ применения предложенного мстодз для оценки искажений радиоимпульсов в диспергирующих средах. Приведен алгоритм его применения для радиосистем, работающих в диспергирующих средах с учетом влияния фильтрующих свойств приемно- передающего тракта. Рассмотрен способ применения метода для оценки ст тени искажений JT4M и ФМ сигналов.

3. Рассмотрен вопрос о корректности моделирования частотно-фазовых харакз еристик приемного и передающего модулей с помощью различных фильтров.

4. Рассмотрен способ улучшения разрешающей способности ра^лосистем по времени (расстоянию), основанный на разнесении средних частот приемного и передающего модулей, при снижении требований к широкополосности устройств. Определены возникающие при этом потери в энергетическом потенциале и в отношен!. . сигнач/шум. Продемонстрирована лучшая эффективность радиосистемы с разнесением средних частот приемного и передающего модулей при работе в средах с частотно-~ависимым поглощением ко сравнению со случаем иедиспергирующих сред.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИИ ПО TEMF ДИССЕРТАЦИИ

1. Лапин A.B., Чубинский Н.П. Искажения радиоимпульсов в средах с известной дисперсионной характеристикой. // Вопросы дифракции и распространения волн: Междувед. сб./ МФТИ. Москва, 1991, с.

2. Лапин A.B., Чубикский Н.П. Закономерности распространения радиоимпульсов в прозрачных диспергирующих средах. // Докл. научно-техн.семинара "Распространение и дифракция электромагнитных волн в неоднородных средах." (Смоленск)/ Москва, 1992, с.101-103,

3. Лапин A.B., Чубинский Н.П. О распространении радиоимпульсов в средах без потерь с кубической фазовой зависимостью частотной характеристики. // Дифракция и распространение электромагнитных и акустических волн: Междувед. сб. / МФТИ, Москва, 1992, с.121-125.

4. Лапин A.B., Чубинский H.H. Исследование искажений радиоимпульсов в прозрачной диспергирую!; среде с полиноминальной фазовой характеристикой.// Тез. докл. XLVIII научной сессии поев. Дню Радио / Москва, 1993, с.79-81.

5. Лапин A.B., Чубинский Н.П. Закономерности распространения широкополосных радиоимпульсов в прозрачны?: диспергирующих средах. И Изв. вузов, сер. Радиофизика, 1993, N7

6. Лапин A.B., Чубинский Н.П. Способы минимизации потерь и увеличения разрешающей спосбносги широкополосных радиосис,ем, работающих в диспергирующих и поглощающих средах. // Докл: на . IV междун. научн.-техн. конф.

"Распространение и дифракция электромагнитных волн в неоднор. средах" (Вологда) / Г 1огква, 1994, с. 199-200

7. Investigations of Pulse Distortions in Transparent Dispersive Medium with Cubic Phase Characteristics / Alex am, _r V. Lapin, Nickolay P. Chubinsky.// Thesis on XXIV General Assembly of URSI, Kyoto, Japan, ?5 Aug. - 2 Sept., 1993, Abstracts, p.130-131.

8. Pul?e propagation in Model Dispersive Media Without Losses./ Alexander V. Lapin, Nic..olay P. Chubinsky. II Proceedings of the 1992 Int. Symp. on Antennas and Prop., Sapporo, Japan, 1992, V 4, p.1205-1208. September 22-25.

Бумага писчая N1. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1.0. Уч.-изд. л. х.О. Гираъ 100 экз. Заказ N Бесплатно. Ротапринт М&ТИ.

141700, г. Долгопрудный, Москозскал обл.Институтский пер., 9