Пропускания приемника.
Эффективное значение помех в полосе пропускания приемника с коэффициентом Fа (отношение средней мощности атмосферных шумов к мощности теплового шума в антенне при 288 К) связано следующим соотношением:
Рис. 3. Предполагаемые величины атмосферных помех на частоте 1 МГц при расположении РНС в северном полушарии.
Зная координаты зоны работы РНС (красная заштрихованная область) определим величину атмосферных помех на частоте 1 МГц по рис. 2.
Fa (1 МГц) = 60 дБ.
Далее необходимо пересчитать это значения для несущей частоты радиоимпульсов 100 кГц.
Рис. 4. Изменение величины предполагаемых атмосферных радиопомех в зависимости от частоте.
По рис. 4 найдем величину атмосферных помех на частоте 100 кГц.
Fa (100 кГц) = 110 дБ.
Определение допустимых отношений сигнал/шум на выходе
Приемника.
- средний период следования импульсов.
Шумовая ошибка фазовых измерений в радианах определяется по формуле:
,
Выразим отношение сигнал/шум при = 0.314 для каждого из уровней слежения:
Для уровня слежения 0.3 (t0 = 10 мкс):
Для уровня слежения 0.5 (t0 = 17 мкс):
Зададим, что среднеквадратическая ошибка измерения по огибающей не превышает , где – период высокочастотного заполнения 10 мкс.
Шумовая ошибка измерения разности моментов прихода двух сигналов по огибающей определяется по формуле:
Выразим отношение сигнал/шум при s = 5 мкс для каждого из уровней слежения:
, были определены в пункте 1.
, ПСС = 0.01 Гц берутся из исходных данных.
- средний период следования импульсов.
Для уровня слежения 0.3:
Для уровня слежения 0.5:
Построение зависимости отношения сигнал/шум от дальности. Определение максимальной дальности.
Дальность приема поверхностных сигналов РНС «Лоран-С» зависит прежде всего от мощности излучаемых радиоимпульсов, уровня помех в точке приема, ширины полосы пропускания судовой аппаратуры и вида подстилающей поверхности на трассе распространения радиоволн.
Для построения зависимости сигнал/шум на входе приемника используем рис 5.
Рис. 5. График напряженности поля поверхностных радиоволн на частоте 100 кГц в зависимости от расстояния при излучаемой мощности 100 кВт.
Произведем пересчет значений напряженности поля поверхностных волн при излучаемой мощности в 100 кВт для заданной по условию мощности импульсов по формуле:
Здесь D – дальность в милях, - зависимость напряженности поля поверхностных радиоимпульсов от расстояния (рис. 4).
Зная значение напряженности поля атмосферных шумов в полосе пропускания приемника (из пункта 2) определим отношение в зависимости от дальности радионавигационного наблюдения.
Дальность R, миль | E0 при P0 = 100 кВт (рис. 4) | EС при = 1600 кВт | ||||
В дБ | В мкВ/м | В мкВ/м | В дБ | В разах | В дБ | |
100000,00 | 400000,00 | 112,04 | 4764,74 | 73,56 | ||
31622,78 | 126491,11 | 102,04 | 1506,74 | 63,56 | ||
12589,25 | 50357,02 | 94,04 | 599,85 | 55,56 | ||
5623,41 | 22493,65 | 87,04 | 267,94 | 48,56 | ||
2511,89 | 10047,55 | 80,04 | 119,68 | 41,56 | ||
1258,93 | 5035,70 | 74,04 | 59,98 | 35,56 | ||
707,95 | 2831,78 | 69,04 | 33,73 | 30,56 | ||
446,68 | 1786,73 | 65,04 | 21,28 | 26,56 | ||
281,84 | 1127,35 | 61,04 | 13,43 | 22,56 | ||
177,83 | 711,31 | 57,04 | 8,47 | 18,56 | ||
112,20 | 448,81 | 53,04 | 5,35 | 14,56 | ||
70,79 | 283,18 | 49,04 | 3,37 | 10,56 | ||
44,67 | 178,67 | 45,04 | 2,13 | 6,56 | ||
28,18 | 112,74 | 41,04 | 1,34 | 2,56 | ||
19,95 | 79,81 | 38,04 | 0,95 | -0,44 | ||
14,13 | 56,50 | 35,04 | 0,67 | -3,44 | ||
10,00 | 40,00 | 32,04 | 0,48 | -6,44 | ||
6,31 | 25,24 | 28,04 | 0,30 | -10,44 | ||
4,47 | 17,87 | 25,04 | 0,21 | -13,44 | ||
2,82 | 11,27 | 21,04 | 0,13 | -17,44 | ||
1,78 | 7,11 | 17,04 | 0,08 | -21,44 | ||
1,00 | 4,00 | 12,04 | 0,05 | -26,44 | ||
Величина напряженности поля приведена в дБ относительно уровня 1 мкВ/м. |
Рис. 6. График зависимости отношения сигнал/шум от дальности.
Находим по графику значения максимальной дальности для наименьшего допустимого отношения сигнал/шум при двух уровнях слежения.
Для уровня слежения 0.3 (сигнал/шум = ): .
Для уровня слежения 0.5 (сигнал/шум = ): .