Выходной сигнал - коррелятор
Cтраница 2
Измерение времени запаздывания принимаемого сигнала производится на основе корреляционного метода. Формируемая в приемнике копия сигнала ИСЗ перемножается с принятым сигналом, образуя корреляционную функцию. Выходной сигнал коррелятора достигает максимального значения, пропорционального числу элементов кода, когда формируемая копия ( образец) совпадает по времени и частоте с принимаемым сигналом. Получаемый максимум функции корреляции пропорционален времени интегрирования в корреляторе. Выбором достаточно большого времени интегрирования достигается высокая точность измерения. [16]
 |
Вероятностное распределение максимума п случайных переменных с рэлеевским. [17] |
Оценим величину предельно обнаружимого сигнала. Рассмотрим временную последовательность значений выходного сигнала коррелятора, в котором ф ( Ь ] - фаза, вносимая шумами приемников, флуктуациями в стандартах частоты или атмосфере. [18]
Однополосная система и простой коррелятор со вписыванием лепестков. Чтобы измерить как действительную, так и мнимую части комплексной функции видности, остановка лепестков не производится и они появляются на выходе в виде синусоиды с амплитудой V и частотой интерференции Vf. Сигналу сопутствует шум со среднеквадратической амплитудой а. Эта процедура включает в себя умножение выходного сигнала коррелятора cos ( Invft и sin ( Invft) с последующим интегрированием за период времени га. Результаты представляют собой соответственно действительную и мнимую части кросс-корреляции. Мы рассчитываем влияние вписывания лепестков на сигнал и на шум по отдельности и предполагаем, без потери общности, что при вписывании лепестки совпадают по фазе с косинусной компонентой; в этом случае синусная компонента сигналя равна нулю. Выход коррелятора имеет полосу пропускания Д с, достаточную для прохождения сигнала с частотой интерференции, и опрашивается через интервалы времени rs - l / ( 2vc) с последующей оцифровкой. За период времени та производится N 2Дг / ста опросов. [19]
Система вводит свою лучшую оценку первых п элементов полученного сигнала в п разрядов генератора псевдослучайной последовательности. Заполненный регистр определяет начальное состояние генератора. Одним из свойств псевдослучайной последовательности является то, что каждое последующее состояние разрядов зависит только от предыдущего. Следовательно, если оценка первых п элементарных сигналов выполнена верно, все последующие сигналы генератора псевдослучайной последовательности будут правильными. Если выходной сигнал коррелятора после kTc превышает установленный пороговый уровень, считается, что синхронизация выполнена успешно. В противном случае переключатель возвращается в положение 1, данные регистра обновляются и вся последовательность операций повторяется. Как только система синхронизируется, полученная последовательность элементарных сигналов больше не оценивается. Определим минимальное время синхронизации, считая, что шумы отсутствуют. [20]
Чтобы продемонстрировать отклик радиотелескопа для такого пространственно когерентного распределения интенсивности, авторами были проведены наблюдения сильного и почти точечного источника ЗС279, каждый год проходящего вблизи Солнца. При таких условиях рассеяние достаточно велико, чтобы вызвать амплитудные мерцания принимаемых сигналов. Неоднородности перемещались вдоль решетки примерно за - 100мс вследствие солнечного ветра, скорость которого порядка 100 - 400 км / с, и потребовались мгновенные наблюдения продолжительностью 10 - 40 мс, чтобы исключить смазывание изображений из-за движения рассеивающего экрана. Наблюдения были проведены на длинах волн 20, 6 и 2 см, когда источник находился на расстоянии от 0 9 до 5 от Солнца. Было обнаружено, что выходной сигнал коррелятора можно разложить на сомножители, как и ожидалось для когерентного источника. После усреднения коррелированных сигналов в течение примерно 6 с было получено увеличенное изображение источника, при этом увеличение возрастало с уменьшением расстояния между Солнцем и источником. Также была продемонстрирована возможность определения характеристик рассеивающего экрана по измерениям функции взаимной интенсивности на поверхности Земли, доказывая тем самым, что эта функция полностью измерима в двумерной области пространственных частот. Различить протяженный пространственно когерентный источник и рассеивающий экран, облучаемый точечным источником, невозможно. [21]
Паррентом ( Parrent, 1959) показано, что протяженный источник может быть полностью когерентным только в том случае, если он монохроматический. Разницу между откликами интерферометра на полностью когерентный и полностью некогерентный источники можно объяснить следующей физической картиной. Источник может быть представлен как ансамбль излучателей, распределенных внутри некоторого телесного угла на небесной сфере. В случае когерентного источника сигналы излучателей монохроматические и когерентные. Излучением в любом направлении образуется единственный монохроматический волновой фронт, и на каждую антенну интерферометра поступает монохроматический сигнал. Выходной сигнал коррелятора прямо пропорционален произведению двух ( комплексных) амплитуд сигналов антенн. [22]
 |
Значения автокорреляционной функции непрерывной серии М - последова-тельностей, взятые в пиках, соответствующих периоду повторения М - последова-тельности. [23] |
Для изучения вариаций времени распространения сигнала искались устойчивые приходы, которые могли бы быть идентифицированы с приходами отдельных лучей или групп лучей. Применение взаимно корреляционной обработки ( согласованной фильтрации) также повышает отношение сигнал / шум, как показано выше ( см. разд. Для сигнала в виде несущей с модуляцией фазы М - последовательностью это число совпадает с ее длиной в единицах. Поскольку принятый сигнал представляет собой смесь многих сигналов, пришедших по разным каналам с различным запаздыванием, этот выигрыш реализуется не полностью. Энергия сигнала распределяется по множеству импульсов в выходном сигнале коррелятора. Следует отметить, что для тестовых сигналов, представляющих собой реализации случайного процесса, величина повышения сигнал / шум и уровень корреляционных шумов выражаются через квадратный корень из степеней свободы. В то же время, для М - последовательности уровень корреляционных шумов лежит ниже максимума корреляции в N раз. [24]
Страницы: 1 2