Выпускная работа по теме:Влияние шумов опорного

генератора на обнаружение навигационного радиосигнала

• Студент Днепров Д.В.• Группа ЭР-15-08• Руководитель: Болденков Е.Н.

1

Цель работы:

Оценить влияние фазовых шумов опорного генератора на характеристики блока обнаружения сигнала СРНС ГЛОНАСС.

Задачи работы:

• Создать мат.модель генератора с фазовыми шумами и оценить влияние таких шумов на обнаружение навигационного сигнала.

• Оценить влияние экспериментально полученных фазовых шумов ОГ на обнаружение сигнала.

• Сопоставить результаты моделирования с результатами эксперимента.

• Дополнительно: оценить влияние вибраций и нагрева ОГ на обнаружение сигналов.

2

НАП СРНС ГЛОНАСС

cosget get get get getS t U t t

0cosНС НС НС НСS t U t t

cosПЧ ПЧ ПЧ ПЧ ПЧS t U t t ПЧ НС gett t t

ПЧ НС get

3

=10 Ì ÃöÎ Ãf

N

get Î Ãf N f

get Î ÃN

Задача обнаружения

• Принятая реализация после оцифровки имеет вид:

• Задача обнаружения сводится к выявлению полезной составляющей в принятой реализации. Для этого требуется оценка параметра θ.

, , ,( ) ( , )l k k l k k ly t S t n λ

, ,

,,

( , ) , ( )

, k l k k l

l kk l

S t ny t

n

λ

4

если сигнал присутствует, θ = 1

если сигнал отсутствует, θ = 0

Модель обнаружителя

5

где Т – интервал накопления в корреляторах

Описание шумов кварцевых генераторов.

2

20

( ) ( )ОГ

fS f S f

2

2

( )ОГ

S f h f

6

Модель генератора с шумами случайных блужданий

7

0 0

CE P Tq

N N

( )ОГ

d

dtd

n tdt

Моделирование:

Вероятность правильного обнаружения для винеровской модели:

Symmetricom, NОГ= 0.013 р2/с3

Golledge, NОГ=11 р2/с3

T = 300 мс

ГК-99 ТК, NОГ= 608 р2/с3

T = 1.5 с

8

Время накопления Т, с

M = 3000

Макет измерительного стенда

9

Эксперимент : вероятность обнаружения.

Golledge GTXO

10

Время накопления Т, с Время накопления Т, с

ГК-99 ТК

Т = 300 мс, NОГ ≈ 630 Т = 700 мс, NОГ ≈ 40

Потери в отношении сигнал/шум для винеровской модели ОГ.

L 10 ln( I Q ) 2 20

W log (T ) 2

L W L 0

0 0

CE P Tq

N N

Symmetricom

Golledge

ГК-99 ТК

11

- Потери в отношении сигнал/шум в присутствии шумов

- Снижение эффективности накопления за счет наличия шумов

Время накопления Т, с

ТГК ≈ 200 мс

ТGol ≈ 500 мс

- Выигрыш в отношении с/ш за счет удвоения времени накопления

Потери в отношении с/ш. Сравнение модели с данными

эксперимента. Golledge GTXO

12

Время накопления Т, с Время накопления Т, с

ГК-99 ТК

ТГК ≈ 200 мс ТGol ≈ 300 мс

Анализ влияния вибраций на вероятность обнаружения:

Golledge GTXO

13

Время накопления Т, с Время накопления Т, с

ГК-99 ТК

Т ≈ 200 мс Т ≈ 600 мс

Потери в отношении с/ш в условиях вибраций.

Golledge GTXO

14

Время накопления Т, с Время накопления Т, с

ГК-99 ТК

Т ≈ 100 мс Т ≈ 300 мс

Эксперимент : вероятность обнаружения при нагреве (для

генераторов Golledge).

15

Время накопления Т, с

Эксперимент: Потери в отношении с/ш при нагреве генераторов Golledge.

16

Время накопления Т, с

Выводы Вероятности обнаружения (0.7):

По результатам моделирования:

17

ГК-99 ТК:Т ≈ 300 мс

Golledge GTXO:Т ≈ 1.5 с

ГК-99 ТК:Т ≈ 300 мс, Экв. NОГ ≈ 630

Golledge GTXO:Т ≈ 700 мс, Экв. NОГ ≈ 40

Энергетическая эффективность:

ГК-99 ТК:Т ≈ 200 мс

Golledge GTXO:Т ≈ 500 мс

ГК-99 ТК:Т ≈ 200 мс, Экв. NОГ ≈

630

Golledge GTXO:Т ≈ 300 мс, Экв. NОГ ≈ 40

По экспериментам:

Для экспериментов с вибрациями:

ГК-99 ТК:Т ≈ 200 мс

Golledge GTXO:Т ≈ 600 мс

Golledge GTXO:Т ≈ 300 мс

ГК-99 ТК:Т ≈ 100 мс