www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Сигналы и спектры 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 [ 100 ] 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358

7. Desoer С. A. and Kuh E. S. Basic Circuit Theory. McGraw-Hill Book Company, New York, 1969.

8. Schwab L. M. World-Wide Link Avadabiltty for Geostationary and Critically Inclined Orbits Including Rain Attenuation Effects. Lincoln laboratory. Rep. DCA-9, January, 27, 1981.

9. Friis H. T. Noise Figure of Radio Receivers. Proc. IRE, July, 1994, pp. 419-422.

10. IRE Subcommittee 7.9 on Noise. Description of the Noise Performance of Amplifiers and Receiving Systems. Proc. IEEE, March, 1963, pp. 436-442.

11. Blackwell L. A. and Kotzebue K. L. Semiconductor Diode Parametric Amplifiers. Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, N. J., 1961.

12. Ко H. C. and Kraus J. D. A Radio Map of the Sky at 12 Meters. Sky Telesc, vol. 16, Februry, 1957, pp. 160, 161.

13. Piddington J. H. and Trent G. H. A Survey of Cosmic Radio Emission at 600 Mc/s. Aust. J. Phys., vol. 9, December, 1956, pp. 481-493.

14. Spilker J. J. Digital Communications by Satellite. Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, N. J., 1977.

15. Pritchard W. L. and SciuUi J. A. Satellite Communication Systems Engineering. Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs., N. J., 1986.

16. Campanella S. J., Assal F. and Barman A. Onboard Regenerative Repeaters. Int. Conf. Commun., Chicago, vol. 1., 1977, pp. 6.2-121-66.2-125.

17. Wolkstein H. J. Suppression and Limiting of Undesired Signals in Travelling-Wave-Tube Amplifiers. Publication ST-1583, RCA Rev., vol. 22, no. 2, June, 1961, pp. 280-291.

Задачи

5.1. a) Чему (в децибелах) равно значение потерь в свободном пространстве для несущей

частоты 100 МГц и расстояния 3 мили?

б) Выходная мощность передатчика равна 10 Вт. Пусть передающая и принимающая антенны являются изотропными, а другие потери отсутствуют. Вычислите принятую мощность в дБВт.

в) В п. б положим E1RP = 20 Вт. Чему равна принятая мощность в дБВт?

г) На сколько (в дБ) увеличится усиление параболической антенны при удвоении ее диаметра?

д) Чему должен быть равен диаметр параболической антенны, чтобы в системе, описанной в п. а, усиление антенны было равно 10 дБ? Эффективность антенны предполагать равной 0,55.

5.2. На выход передатчика подается 2 Вт на несущей частоте 2 ГГц. Пусть передающая и принимающая антенны являются параболическими с диаметром 3 фута каждая. Эффективность каждой антенны считать равной 0,55.

а) Вычислите усиление каждой антенны.

б) Вычислите E1RP переданного сигнала в дБВт.

в) Если антенны разделены расстоянием 25 миль, приходящимся на свободное пространство, чему (в дБВт) будет равна доступная мощность сигнала вне принимающей антенны?

5.3j В табл. 5.1 было приведено предложение от Satellite Television Corporation, предназначенное для спутника непосредственного вещания с E1RP = 57 дБВт и частотой передачи в канале спутник-земля 12,5 ГГц. Допустим, единственными потерями являются показанные потери в канале спутник-земля . Предположим, информация, подаваемая в этот канал, состоит из цифрового сигнала (5 х 10 бит/с). Пусть требуемое отношение Eb/No равно 10 дБ, температура системы в вашем домашнем приемнике - 600 К, а эффективность принимающей параболической антенны - 0,55. Чему равен минимальный диаметр антенны, с помощью которого можно закрыть канал? Как вы думаете, будут ли возражать соседи против такой тарелки ?



5.4. Входное и выходное сопротивление усилителя равно 50 Ом, усиление - 60 дБ, а ширина полосы - 10 кГц. Если со входом соединяется сопротивление 50 Ом с температурой 290 К, среднеквадратическое значение мощности шума на выходе равно 10 мкВ. Определите эффективную шумовую температуру усилителя.

5.5. Шум-фактор усилителя равен 4 дБ, ширина полосы - 500 кГц, а входное сопротивление - 50 Ом. Вычислите напряжение входного сигнала, необходимое для получения на выходе SNR = 1 при присоединении усилителя к источнику сигнала с сопротивлением 50 Ом при температуре 290 К.

5.6. Рассмотрим систему связи, имеющую следующую спецификацию: частота передачи - 3 ГГц, схема модуляции - BPSK, вероятность появления ошибочного бита - 10 , скорость передачи данных - 100 бит/с, энергетический резерв линии - 3 дБ, EIRP - 100 Вт, усиление принимающей антенны - 10 дБ, расстояние между передатчиком и приемником - 40 ООО км. Потерями в линии между принимающей антенной и приемником можно пренебречь.

а) Вычислите максимальную допустимую спектральную плотность мощности шума (в Вт/Гц) относительно входа приемника.

б) Чему равна максимально допустимая эффективная шумовая температура (в К) для приемника, если температура антенны равна 290 К?

в) Чему (в дБ) равен максимальный допустимый шум-фактор для приемника?

5.7. Шум-фактор предварительного усилителя приемника равен 13 дБ, усиление равно 60 дБ, а ширина полосы - 2 МГц. Температура антенны - 490 К, мощность входного сигнала - 10- Вт.

а) Найдите эффективную температуру (в К) предварительного усилителя.

б) Найдите температуру системы (в К).

в) Найдите выходное SNR (в дБ).

5.8. Дан приемник со следующими параметрами: усиление- 50 дБ, шум-фактор- 10 дБ, ширина полосы - 500 МГц, мощность входного сигнала - 50 х 10 Вт, температура источника Гд deg; - 10 К, потери в линии - О дБ. Между антенной и приемником нужно ввести предварительный усилитель, который должен иметь усиление 20 дБ и ширину полосы 500 МГц. Найдите шум-фактор предварительного усилителя, получаемый при улучшении общесистемного SNR на 10 дБ.

5.9. Найдите максимально допустимую эффективную температуру системы Ts deg;, необходимую для закрытия с минимальными требованиями определенного канала с вероятностью битовой ошибки 10 при скорости передачи данных R = 10 Кбит/с. Канал имеет следующие параметры: частота передачи - 12 ГГц, E1RP - 10 дБВт, усиление принимающей антенны- О дБ, тип модуляции - кодировка BPSK с некогерентным детектированием, другие потери - О дБ, расстояние между передатчиком и приемником - 100 км.

5.10. Рассмотрим приемник, сделанный из следующих трех каскадов: входной каскад - это предварительный усилитель с усилением 20 дБ и шум-фактором 6 дБ; второй каскад - сеть с потерями 3 дБ; выходной каскад - усилитель с усилением 60 дБ и шум-фактором 16 дБ.

а) Найдите общий шум-фактор всего приемника.

б) Повторите п. а для приемника без первого каскада.

5- а) Найдите эффективную шумовую температуру приемника, состоящего из трех последовательно соединенных усиливающих каскадов с коэффициентами усиления 10, 16 и 20 дБ и эффективными шумовыми температурами 1800, 2700 и 4800 К.



б) Каким должно быть усиление первого каскада, чтобы вклад в 7)( deg; других каскадов снизился до 10% от вклада первого каскада?

5.12. Эффективная температура многокаскадного приемника должна быть равна 300 К. Пусть эффективная температура и коэффициенты усиления каскадов 2-4 равны, соответственно, 7-2 deg; = 600 К, 7-3 deg; = 7; deg;= 2000 К, G2 = 13 дБ, G2 = G4 = 20 дБ.

а) Вьиислите усиление G, первого каскада при 7 , deg; = 200, 230, 265, 290, 295 и 300 К.

б) Изобразите компромиссные соотношения Gi и Т deg;.

в) Почему (относительно вклада в эффективную температуру приемника) можно пренебречь всеми каскадами по сравнению с четвертым?

г) Какая область компромиссов между Т deg; и d (с практической инженерной точки зрения) заслуживает рассмотрения?

5.13. Приемник состоит из предварительного усилителя, за которым следуют множественные усиливающие каскады. Общая эффективная температура всех усиливающих каскадов равна 1000 К относительно выхода предварительного усилителя.

а) Вычислите эффективную шумовую температуру приемника относительно входа предварительного фильтра для однокаскадного предварительного усилителя с шумовой температурой 400 К и коэффициентами усиления 3, 6, 10, 16 и 20 дБ.

б) Повторите п. а для двухкаскадного предварительного усилителя с шумом 400 К на каскад и коэффициентами усиления 3, 6, 10 и 13 дБ на каскад.

в) Изобразите зависимость эффективной температуры приемника от коэффициента усиления первого каскада для пп. а и б.

5.14. а) В уравнении (5.42) показан шум-фактор сети, состоящей из линии с потерями, за

которой следует усилитель. Выведите выражение для шум-фактора последовательного соединения трех таких сетей.

б) Рассмотрим сеть, составленную из усилителя, за которым следует линия с потерями. Вьше-дите общее выражение для шум-фактора последовательного соединения трех таких сетей.

в) Приемник составлен из последовательного соединения принимающей антенны с температурой Т /! = 1160 К, линии с потерями 1 с Li = 6 дБ, усилителя 1 с шум-фактором Fl = 3 дБ и усилением 13 дБ, линии с потерями 2с1! lt;г=10дБи усилителя 2 с шум-фактором F2 = 6 дБ и коэффициентом усиления G2 = 10 дБ. Мощность входного сигнала равна 80 пиковатг (пВт), а ширина полосы сигнала - 0,25 ГГц. Определите мощность сигаала, шум-фактор и SNR во всех точках системы.

5.15. а) Усилитель с коэффициентом усиления 10 дБ и шум-фактором 3 дБ соединен непо-

средственно с выходом принимающей антенны (без линии с потерями между ними). За усилителем следует линия с коэффициентом потерь 10 дБ. Пусть мощность входного сигнала равна 10 пВт, температура антенны - 290 К, а ширина полосы сигнала - 0,25 ГГц. Найдите SNR в усилителе, на его выходе и вне линии с потерями, б) Повторите п. а для антенны с температурой 1450 К.

5.16. Приемник с коэффициентом усиления 80 дБ и эффективной шумовой температурой 3000 К соединяется с антенной, шумовая температура которой равна 600 К.

а) Определите номинальную мощность шума, поступающего от источника в полосу 40 МГц.

б) Найдите мощность шума приемника относительно входа приемника.

в) Найдите мощность выходного шума приемника в полосе 40 МГц.

5.17. Антенна ориентирована так, что ее шумовая температура равна 50 К Она соединена с предварительным усилителем, шум-фактором 2 дБ и номинальным усилением 30 дБ в эффективной полосе 20 МГц. Мощность сигаала на входе предварительного усилителя равна 10 Вт.

а) Определите эффективную шумовую температуру предварительного усилителя.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 [ 100 ] 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358