автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.17, диссертация на тему:Программируемый синтезатор непрерывного ЛЧМ-сигнала с заданным уровнем шумов для диагностики КВ радиолиний

На правах рукописи

ЧЕРНОВ АЛЕКСАНДР ГЕННАДЬЕВИЧ" ~ л

< > и Ь

[рограммируемый синтезатор непрерывного ЛЧМ - сигнала с заданным уровнем шумов для диагностики КВ радиолиний

Специальность: 05.12.17. - радиотехнические и телевизионные системы ! и устройства !

П.

Автореф ерат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Йошкар-Ола, 2000

Работа выполнена в Марийском государственном техническом университете.

Научный руководитель

Официальные опноненты

- доктор физ.-мат. наук, профессор В. А. Иванов

- доктор технических наук, профессор Г.И. Ильин

- доктор физ.-мат. наук, профессор A.M. Насыров

Ведущая организация Московский физико-технический инстит

г. Долгопрудный, Моск. обл.

Защита состоится 26 июня 2000 г. в 10 часов

на заседании диссертационного Совета К 063.43.05 Казана государственного технического университета им. А.Н. Туполева по адр 420111, г. Казань, ул. К.Маркса, 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета Автореферат разослан/^ У мая 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета кандидат технических наук, доцент В. А. Козлов

MM.ib-S'-m.C5/-5-CA П + ! Mi.

Общая характеристика работы Актуальность работы. Коротковолновая (KB) связь в России играет важ-гую роль, обеспечивая магистральную и местную связь, сеть радиовещания, лужбу стандартных частот, служебные линии для наземных станций спутни-:овой связи, авиационную связь «земля - воздух», морскую «берег - корабль», лужбы агентств новостей, сеть гидрометеослужбы, представительств за рубежом и др. Однако из-за изменчивости условий распространения радиоволн на [оносферных радиолиниях (суточных, сезонных, геомагнитных, гелиофизиче-ких) KB связь обладает одним существенным недостатком - она неустойчива.

В последнее время в развитых странах мира и в России проводится корен-ая реконструкция KB связи, в основе которой лежит повышение ее надежно-ти до уровня спутниковой связи. С этой целью линии связи оснащаются сис-емами диагностики, позволяющими в реальном времени оценивать состояние аналов связи и выбирать из них оптимальные. Поскольку системы диагности-и не должны создавать помех действующим системам связи, то существует роблема внедрения в практику ионосферных исследований оптимальных ме-эдов приема и обработки сигналов, позволяющих получить высокое качество рогностической информации при минимальной мощности диагностирующего угнала- В этой связи особый интерес представляет так называемый непрерыв-ый сигнал с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ), обладающий базой 10 -и позволяющий добиться самой низкой мощности излучения для диагностирующей системы.

Формирование непрерывного ЛЧМ сигнала с такими базами и его обра-этка представляет техническую проблему, для решения которой в последнее земя в связи с бурным развитием микроэлектроники используется метод пря-эго цифрового синтеза (ПЦС), позволяющий быстро и гибко перестраивать 1Стотно-временные параметры сигнала. Поскольку принимаемый диагности-тощий сигнал содержит различные моды распространения (отличающиеся тями распространения сигнала от передатчика к приемнику) со значительно оличающимся уровнем, то для непрерывных ЛЧМ сигналов принципиальным ляется вопрос об уровне шумовых составляющих, возникающих в самом сиг-ше и на выходе системы сжатия из-за применения того или иного метода его армирования.

Характеристики шумовых составляющих при формировании методом ДС гармонических и некоторых других простых сигналов исследовались в ботах Кочемасова В.Н., Кулешова В.Н., Фадеева А.Н., Н. Nicholas, Н Samueli, Kim, V. Kroupa, J. Vankka, M. Holtkamp, однако исследований шумов, возни-

кающих при формировании методом ПЦС непрерывных ЛЧМ сигналов, ране не проводилось. Актуальным также является решение проблемы преодолени ограничений на скорость изменения частоты в ЛЧМ сигнале (она не може быть произвольно заданной при использовании метода ПЦС) и гибкого и быс рого изменения частотно-временных параметров сигнала, для обеспечения реальном времени приема сигналов различных радиолиний.

Цель работы. Разработка программируемого синтезатора непрерывно] ЛЧМ сигнала с базой 108-10,() с заданным уровнем шумов и обеспечивающе: произвольные скорости изменения частоты.

Решаемые задачи:

1. разработка математической модели синтезатора непрерывного ЛЧМ су нала, адекватной реальному устройству и исследование, в рамках модели, ш мовых составляющих в формируемом непрерывном ЛЧМ сигнале, а также сигнале на выходе системы сжатия в частотной области;

2. разработка метода цифровой подстройки скорости изменения частоты I прерывного ЛЧМ сигнала и исследование шумовых составляющих, возника щих при его использовании;

3. разработка структурной схемы и создание действующих макетов прогрг мируемого синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала для диагностики ио1 сферных радиолиний; разработка алгоритмов и пакета прикладных програ для программируемого синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала;

4. лабораторные эксперименты по оценке шумовых характеристик прогр; мируемого синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала;

5. апробация программируемого синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнал экспериментальных исследованиях по диагностике ионосферных радиолш большой протяженности.

Методы исследований. Решение поставленных задач базируется на ш дах математического моделирования, спектрального анализа, математичес статистики и численных методов расчета на ЭВМ с использованием програг< Ма&САО. Основные теоретические результаты проверены путем макетир< ния, вычислительных, лабораторных и натурных экспериментов.

Научная новизна работы состоит в следующем: 1. Разработана математическая модель синтезатора непрерывного ЛЧМ нала, учитывающая его структурное построение и алгоритм дискре ступенчатого формирования непрерывного ЛЧМ сигнала. В рамках этой м

ли получены аналитические выражения для оценки уровня шумовых составляющих, в том числе на выходе системы сжатия в частотной области. Показано, что ключевым параметром модели является произведение/ш • Тш.

2. Впервые предложен метод цифровой подстройки скорости изменения частоты ЛЧМ сигнала, позволяющий устанавливать ее произвольное значение, и исследованы шумовые составляющие, возникающие при его использовании;

3. Установлено, что ошибки квантования фазы и амплитуды в формируемом ЛЧМ сигнале приводят к «белому» шуму в спектре разностного сигнала, в результате чего спектральная плотность шума определяется не только разрядностью представления данных, но и величиной произведения тактовой частоты синтезатора на время анализа сигнала.

4. Разработан программируемый синтезатор непрерывного ЛЧМ сигнала, позволяющий быстро и гибко изменять частотно-временные характеристики сигнала и реализующий алгоритм цифровой подстройки скорости к заданному значению.

5. Использование разработанного синтезатора в международном эксперименте Австралия - Россия по диагностике трансэкваториальной радиолинии Алис-2прингс - Йошкар-Ола протяженностью 12 тыс. км. позволило обнаружить до-толнительные сигналы аномального распространения радиоволн, связанные с IX ракурсным рассеянием в ионосферном волноводном канале на неоднородно-:тях полярной области.

Практическая ценность работы состоит в следующем. I. Полученные выражения для оценки уровня шумовых составляющих в раз-юстном сигнале и формируемом ЛЧМ сигнале позволяют выбрать параметры ¡интезатора на стадии его проектирования и могут быть использованы при раз-заботке широкополосных систем радиосвязи и загоризонтной радиолокации, юстроенных с применением метода ПЦС;

!. Разработанные: программируемый цифровой синтезатор непрерывного ТЧМ сигнала; пакет прикладных программ управления синтезатором, в кото-гам реализованы: алгоритм формирования непрерывного ЛЧМ сигнала с за-(анным уровнем побочного радиоизлучения, алгоритм цифровой подстройки корости изменения частоты ЛЧМ сигнала к заданному значению, автоматиче-кое управление работой синтезатора, могут быть использованы в комплексах [иагностики ионосферных радиолиний произвольной протяженности.

Реализация и внедрение результатов исследований.

1. Программируемый синтезатор непрерывных ЛЧМ сигналов совместно пакетом прикладных программ используется в составе станции наклонног зондирования ионосферных радиолиний Марийского государственного техн! ческого университета (МарГТУ, г. Йошкар-Ола), входящей в Российскую се! станций наклонного зондирования радиолиний, созданной при участии Ма] ГТУ, с передающими пунктами в гг. Хабаровске, Магадане, Иркутске, Йошка Оле и приемными - в гг. Иркутске, Йошкар-Оле, Н. Новгороде (подтверждает! актом на внедрение).

2. Цифровой синтезатор непрерывных ЛЧМ сигналов, разработанный с уч том оценок сделанных в работе на основе полученных аналитических выраж ний для уровня шумовых составляющих в разностном и формируемом ЛЧ сигналах, используется в составе комплекса диагностики ионосферных КВ р диоканалов Нижегородского радиофизического института (НИРФИ) (подтве ждается актом на внедрение).

3. Программируемый синтезатор непрерывных ЛЧМ сигналов совместно пакетом прикладных программ по его автоматическому управлению, в котор реализованы разработанные алгоритмы формирования непрерывного ЛЧМ С1 нала с заданным уровнем побочного радиоизлучения, цифровой подстройи заданной скорости изменения частоты ЛЧМ сигнала, использованы при диап стике экспериментальных радиолиний КВ-связи в сети полигонов НПП «Г лет» (подтверждается актом на внедрение.).

Результаты работы использованы в хоздоговорных работах: «Бушел «Барограф», «Опора-КВ»; МНТП «Критические технологии, основанные распространении и воздействии потоков энергии», «ФИЗМАТ»; грантах РФ< 96-02-19575, 96-07-89227, 99-02-17309, а также в дипломном и курсовом про тировании студентов радиотехнического факультета МарГТУ (подтверждае актом на использование).

Личный вклад автора. В работах [1-8] на основании поставленных нг ным руководителем совместно с диссертантом задач были выполнены анал!-ческие выводы и численные расчеты. Автор принимал непосредственное } стие в проведении экспериментов [9-15], обработке и анализе полученных зультатов [13-23], а также их интерпретации. Работа [24] выполнена диссер' том самостоятельно. Автором разработаны структурные схемы и опытные разцы синтезаторов непрерывного ЛЧМ сигнала [25-28], а также алгоритм

трограммное обеспечение для формирования сигналов с различной частотно-зременной структурой [29-31].

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсужда-гась на Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике» (Чебоксары 1996), Всероссийской научной конференции «Цифровая обработка многомер-1ых сигналов» (Йошкар-Ола, 1996), 52-й Научной сессии, посвященной дню вдио (Москва, 1997), Международной конференции «Физика ионосферы и атмосферы Земли» (Иркутск, 1998), 2Ist Arnual seminar - Polar Geophysical Insti-ute (Apatity, 1998), XIX Всероссийской научной конференции «Распростране-гие радиоволн» (Казань, 1999), Международной научно-технической конфе->енции «Радиолокация, навигация и связь» (RLNCC 99) (Воронеж, 1999), 54-й ручной сессии, посвященной Дню радио (Москва, 1999), X научно-ехнической конференции «Проблемы радиосвязи» (Н.Новгород, 1999), XXVI jeneral Assembly of the International Union of Radio Science (Toronto, Ontario, Kanada, 1999), Millenium Conference on Antennas & Propagation (Davos, Switzer-and, 2000).

Основные положения, представляемые к защите.

Разработанный программируемый цифровой синтезатор непрерывного 1ЧМ сигнала и пакет прикладных программ по его автоматическому управле-:ию, в котором реализованы разработанные алгоритмы формирования непре-ывного JI4M сигнала с заданным уровнем побочного радиоизлучения, цифро-ой подстройки к заданной скорости изменения частоты ЛЧМ сигнала;

Математическая модель синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала, учиты-ающая его структурное построение и алгоритм дискретно-ступенчатого фор-[ирования непрерывного ЛЧМ сигнала, и ее теоретические следствия;

Метод цифровой подстройки скорости изменения частоты ЛЧМ сигнала, озволяющий устанавливать ее произвольное значение и результаты его иссле-ования;

Аналитические выражения для оценки уровня шумовых составляющих в азносгном сигнале и формируемом ЛЧМ сигнале в зависимости от параметров интезатора непрерывного ЛЧМ сигнала;

Результаты теоретических и экспериментальных исследований шумовых арактеристик сигнала на выходе системы сжатия в частотной области;

6. Результаты использования программируемого цифрового синтезатора ЛЧМ сигнала в международном эксперименте Австралия - Россия по диагностике трансэкваториальной радиолинии Алис-Спрингс - Йошкар-Ола протяженностью 12 тыс.км.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (112 наименований) и 4 приложений, изложена на 140 страницах машинописного текста, в котором приведено 68 рисунков и 2 таблицы.

Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определень цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость ре зультатов работы, представлена структура диссертации.

В первой главе на основе рассмотрения принципа наклонного зондирова ния ионосферных радиолиний непрерывным ЛЧМ радиосигналом и его обрг ботки методом сжатия в частотной области сформулированы требования к сщ тезируемым ЛЧМ сигналам передающего и приемного пунктов.

Для выполнения поставленных требований рассматривались существуй щие методы формирования непрерывных ЛЧМ сигналов, и проводился их кр1 тический анализ. Рассмотрение показало, что наиболее приемлемым для фо] мирования непрерывных ЛЧМ сигналов в ДКМ диапазоне является метод ПЦ<

Особое внимание уделено обсуждению алгоритма формирования непр рывного ЛЧМ сигнала методом прямого цифрового синтеза, предполагающе дискретно-ступенчатую аппроксимацию линейного закона изменения частот ЛЧМ сигнала. Принципиально, что в этом алгоритме при перестройке часто' не происходит разрыва фазы формируемого сигнала. Однако, как следует работы Иванова В.А., Шумаева В.В., внутри интервала длительностью Тш г является фазовая погрешность е"£Г(0 ь которая, как показано ниже, является < ной из причин возникновения шумовых составляющих в спектре формируем« ЛЧМ сигнала. Другая причина заключается в дискретном представлении д; ных о фазе и амплитуде в синтезаторах ПЦС.

Здесь также обозначена ранее не обсуждавшаяся проблема, существуюи при формировании ЛЧМ сигналов методом ПЦС, связанная с дискретное! установления скорости изменения частоты ЛЧМ сигнала.

В конце первой главы дана постановка задач исследования.

Во второй главе выполнены исследования шумовых составляющих в не-[рерывном ЛЧМ сигнале, формируемом методом ПЦС, связанных с дискретно-тупенчатым приближением и квантованием амплитуды и фазы сигнала. С этой [елью построена математическая модель синтезатора ЛЧМ сигнала, согласно оторой сигнал на выходе синтезатора можно представить следующим обра-

(1)

ом: = • /л/^тр (г) 21

гДе =

}Н+/ш

■/•2 --

\ \

* { г +1

•

1 [Тш\ /

гновенное значение фазы сигнала, Ми Ь-разрядность фазы и амплитуды со-тветственно, [х] - функция усечения х до наибольшего целого числа меньше х.

В предположении /ш ■ Тш «I получены теоретические следствия из мате-атической модели для уровня побочных шумовых составляющих, которые со-оставлялись с результатами численных расчетов на ЭВМ с использованием рограммы МаШСас! для конкретных параметров модели.

Аналитические решения показали, что фазовая ошибка е/<ЕТ(1) дискретно-[упенчатого приближения создает побочные ЛЧМ сигналы, смещенные от штезируемого сигнала на частоту, кратную 11ТШ. Отношение максимальной 1ектральной плотности побочных ЛЧМ сигналов к спектральной плотности ормируемого сигнала можно оценить с помощью следующего выражения:

8МЕТ

ах

■Гщ'Тщ

2-я-

(2)

Согласно ( 2 ), качество дискретно-ступенчатого ЛЧМ сигнала определяет-[ величиной произведения /Ш-Тш, которое является ключевым параметром вдели формируемого непрерывного ЛЧМ сигнала. Путем численного модели-шания показано, что аналитическое решение дает погрешность менее 1 дБ при ачениях /ш -Тш <0.1, т.е. является хорошим приближением в практически ачимом диапазоне значений ключевого параметра.

На основе численного моделирования непрерывных ЛЧМ сигналов уста-1Влено, что спектр шумовых составляющих, возникающих из-за квантования 1зы и амплитуды, близок к «белому» в полосе Найквиста (0,/1/2), (/г- такто-я частота синтезатора). В этом случае отношение спектральной плотности ^мовых составляющих к спектральной плотности формируемого ЛЧМ сигна-в зависимости от разрядности данных амплитуды Ь и фазы М можно вычис-ть по следующим формулам:

Sc

7t

' 2 и

2-ic-W 3-fr

J_ 2L

6-У/ fr '

(3)

где W - девиация частоты формируемого ЛЧМ сигнала. Расчеты на ЭВМ показали, что расхождение результатов аналитическо] решения и численного моделирования для Ь >. 4, М > 5 не превосходит 3 дБ.

В этой главе также рассмотрен разработанный автором новый метод ци! ровой подстройки скорости изменения частоты ЛЧМ сигнала к заданному зн чению. Применение этого метода позволяет маневрировать скоростью измен ния частоты ЛЧМ сигнала, несмотря на ограничения, связанные с дискрета стью шага частотной ступеньки синтезатора. Новизна предлагаемого мето обеспечивается алгоритмом, поддерживающим максимальное отклонен мгновенной частоты ЛЧМ сигнала от заданного закона в пределах где J - дискрет установления частоты ЛЧМ сигнала в синтезаторе (частотное раз] шение синтезатора). Отличительная особенность данного алгоритма заключа ся в коррекции мгновенной частоты только в моменты времени перестрой частоты сигнала с одной частотной ступеньки на другую, что упрощает тех! ческое построение синтезатора.

В результате проведенного анализа было получено выражение для закс изменения частоты^/) ЛЧМ сигнала с подстройкой скорости при заданной т ности ее установления 8/:

In,

Jul

■fmia

•^mi

V

i max f ч ч

f™- In<

(4)

где k: = Jm

f

J mi

H

- коэффициенты коррекции

отклонение скорости изменения частоты от заданного значения при испол

)

вании г коэффициентов коррекции, Д/0 = In

V fmi

т

>ш

-/, sign (х) - функ:

возвращающая знак х, /=1,2,3:. гшах. Для imax выполняется условие |д/(та>| < Sf

Показано, что дискретно-ступенчатая цифровая подстройка скорости менения ЛЧМ сигнала является еще одной причиной возникновения шуме составляющих в форме побочных ЛЧМ сигналов, частоты которых смей относительно синтезируемого ЛЧМ сигнала на величину, кратную Мк\ Тш, =1,2,3.. /гаах. При этом максимальная спектральная плотность побочных J сигналов по отношению к синтезируемому ЛЧМ сигналу при /ш ■ Тш «1 с

г

;еляется выражением: шах

¡¡КОР

'S

f ■к ■Т

—--——, где к-тах Тт - максимальный 2-я-

1ериод подстройки.

Таким образом, в этой главе выявлены и проанализированы три основных ¡сточника шумовых составляющих в непрерывном JI4M сигнале: дискретно-тупенчатый метод формирования ЛЧМ сигнала и подстройки скорости изме-гения его частоты к заданному значению, дискретность представления данных ) фазе и амплитуде сигнала.

В третьей главе выполнено исследование характеристик шумовых составляющих возникающих в разностном сигнале (сигнале на выходе системы :жатия в частотной области) при формировании непрерывного ЛЧМ сигнала 1етодом ПЦС, а также разработаны рекомендации по выбору параметров син-езатора непрерывного ЛЧМ сигнала.

Для этого построена математическая модель разностного сигнала на выхо-!е системы сжатия в частотной области, учитывающая фазовые и амплитудные [скажения в непрерывном ЛЧМ сигнале, формируемом методом ПЦС.

В рамках этой модели проведены аналитические исследования шумовых оставляющих, возникающих при обработке ЛЧМ сигнала методом сжатия в [астотной области. Установлено, что дискретно-ступенчатый метод формиро-1ания непрерывного ЛЧМ сигнала приводит к возникновению побочных дис-:ретных составляющих с частотами F/WCT в спектре разностного сигнала, ме-тоположение которых вычисляется по формуле F"ET ~FP± 1/Тш, где / - нату-1альное число, FP = /-г — разностная частота, г - временной сдвиг между при-гимаемым и гетеродинным ЛЧМ сигналами.

Для оценки уровня дискретных составляющих относительно сигнала на 1азностной частоте получено следующее аналитическое выражение: f |sin(^ • (/',А'£Г - )• Д г)

— -;-г:--где Д т- остаток от целочисленного деления г

* {FrT~FP)

ta Тш• При этом в случае /ш ■ Тш «1 максимальный уровень дискретных со-тавляющих определяется по формуле: max j ~ ' .

Ключевым параметром модели, определяющим уровень шумовых состав-[яющих в разностном сигнале, также выступает произведение параметров дис-:ретно-ступенчатого приближения /ш ■ Тш.

'Sf

гр

Цифровая подстройка скорости изменения частоты ЛЧМ сигнала из-з; своего дискретно-ступенчатого характера также вносит дополнительные по

КОР

бочные дискретные составляющие на частотах ^ в спектр разностного сиг нала. Установлено, что их местоположение и максимальный уровень определя ется следующими формулами:

F*

I

к,

и max

SfKOr ,

fmn " Kmaxi/)' Тщ

, где i =1,2,3..

(5)

Поскольку величина ктж Тщ также определяет точность установлени скорости изменения частоты ЛЧМ сигнала Sf , то было найдено выражение дл максимально возможного уровня шумовых составляющих при заданном Sf частотном разрешении синтезатора/,,,,,:

-/mi л

SpLOP /

Sf

ъЩ

В предположении «белого» шума, возникающего из-за квантования фазы амплитуды сигнала, были получены следующие формулы для оценки спе тральной плотности шумовых составляющих относительно спектральной плс ности сигнала разностной частоты: 5-тс

S?c/

2"А-л]3-ТА-/т

и

я• | 2

(6)

Расчеты на ЭВМ показали, что расхождение результатов аналитическс решения и численного моделирования для Ь > 3, М > 4 не превосходит 3 дБ.

По теоретическим следствиям для разработанных моделей строились г] фики максимального уровня шумовых составляющих в зависимости от да тельности частотной ступеньки Тщ ЛЧМ сигнала при различных значен* скорости изменения частоты ЛЧМ сигнала (см. рис.1) и точности установлен заданной скорости изменения частоты 8/ при различных значениях /т,„. ( рис.2).

. дБ « -20 -40

-60

"120 1-10

1

}=\ 100 Гц /с

-

1

} =IUU KJ Ц1 с \ ы м

W0-3 Тш

Рис. 1

Рис.2

С помощью проведенного в работе анализа определены технические параметры синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала, обеспечивающие уровень шумов ниже заданного и позволяющие использовать синтезатор в составе комплекса диагностики ионосферных КВ радиолиний.

В четвертой главе описано решение задачи по разработке программируемого синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала для комплекса диагностики ио-юсферных КВ радиолиний и приведены результаты его лабораторных и натур-1ых испытаний.

Рассмотрено структурное построение комплекса, состав его технических :редств совместно с синтезатором непрерывного ЛЧМ сигнала, их назначение и оаимное функционирование в процессе диагностики ионосферных радиоли-шй. Управление комплексом выполняется при помощи ПЭВМ через интерфей-:ы связи технических средств. Сформулированы требования к техническому юстроению синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала для обеспечения его заимодействия с различньми техническими средствами комплекса. На их ос-юве разработан программируемый синтезатор непрерывного ЛЧМ сигнала с ровнем шумовых составляющих ниже заданного.

Структурная схема синтезатора представлена на рис.3. Управление ПЭВМ ехническими средствами комплекса осуществляется через цифровой порт син-езатора. Разработаны алгоритмы функционирования синтезатора в режимах ередачи и приема диагностирующего сигнала, позволяющие, посредством ифрового порта, осуществлять автоматическое управление комплексом. На снове предложенных алгоритмов разработан оригинальный пакет прикладных рограмм, позволяющий формировать не только ЛЧМ сигналы с заданной ско-остью изменения частоты, но и широкополосные сигналы с различной частот-о-временной структурой, благодаря гибкоперестраиваемой структуре синтеза-эра. Данный пакет программ позволяет, кроме того, осуществлять круглосу-эчные эксперименты по диагностике КВ радиолиний различной протяженно-

сти, сочетая режимы приема/передачи и изменение частотно-временной струк туры сигнала, без участия оператора.

В диссертационной работе описан пользовательский интерфейс главно! программы пакета и программирование в ней автоматического и интерактивна го режимов работы диагностического комплекса.

Рис. 3

Экспериментальные исследования разработанного синтезатора провод лись в лабораторных условиях на измерительной установке, моделируют процесс диагностики КВ радиолинии. В ходе исследования осуществляв спектральный анализ разностного сигнала и измерение характеристик дискр> ных шумовых составляющих в нем. На рис.4 изображен график зависимое уровня шумовых составляющих от ключевого параметра /ш-Тщ, на котором J нией обозначена теоретически полученная функция максимального уровня г мовых составляющих, а точками - результаты измерений.

Хорошее совпадение результатов измерений шумовых составляющих с висимостью, полученной теоретически, подтверждает достоверность получ ных аналитических выражений для оценки уровня шумовых составляющи разностном сигнале. Лабораторные исследования шумов цифровой подстро] скорости изменения частоты также показали хорошее согласие результатов мерений с теоретическими расчетами.

Рис. 4

В конце главы приводятся результаты натурных испытаний разработанного программируемого синтезатора в составе ЛЧМ ионозонда МарГТУ в международном эксперименте Австралия - Россия совместно с Австралийским загори-зонтным радиолокатором "Лпс1а1ее" (г. Алис Спрингс) на радиолинии протяженностью 12 тыс. км. Целью экспериментов было исследование эффектов трансэкваториального распространения КВ сигналов, влияние на которые оказывает неоднородная структура экваториальной ионосферы. Использование разработанного программируемого синтезатора позволило адаптировать ЛЧМ ионозонд МарГТУ к приему диагностирующего сигнала радиолокатора "ЛпсЫее", обеспечить низкий уровень шумовых составляющих в гетеродинном сигнале для приема слабых радиосигналов и организовать работу приемного пункта круглосуточно в автоматическом режиме по заданной программе эксперимента. В процессе эксперимента были обнаружены и интерпретированы дополнительные сигналы аномального распространения радиоволн через экваториальную ионосферу. Примеры дистанционно-частотных характеристик радиолинии, на которых видны основные (ОС) и дополнительные (ДС) сигналы, приведены на рис.5.

21.08.98 21:38 ит 21.08.98 22:081Я

6.0

ео то 1го 14.0 то жо

Р, МГц

ЕО 80

Ю.0 1го 14.о 1Б.о 18.0

И, МГц

Рис.5

В заключении изложены основные результаты исследования, выводы и рекомендации по их использованию.

В приложении приведены акты внедрения результатов работы.

Основные результаты работы.

На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований, результаты которых изложены в диссертации, можно сделать ряд обобщающих выводов и рекомендаций.

1 .Разработана математическая модель синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала, учитывающая его структурное построение и алгоритм дискретно-ступенчатого формирования непрерывного ЛЧМ сигнала, и выделен ее ключевой параметр - произведение длительности частотной ступеньки на ее высоту, -определяющий уровень шумовых составляющих в формируемом сигнале. Достоверность математической модели подтверждена в ходе сравнительного анализа результатов моделирования с результатами лабораторных и натурных экспериментов.

2. Предложен и разработан алгоритм цифровой подстройки скорости изме нения частоты ЛЧМ сигнала к заданному значению, позволяющий получит] произвольное значение скорости изменения частоты с заданной точностью пр! его использовании в синтезаторах непрерывного ЛЧМ сигнала, построенных т методу ПЦС. Получена зависимость, связывающая уровень максимальных шу мовых составляющих в формируемом ЛЧМ сигнале и на выходе системы ежа тия в частотной области с заданным предельным отклонением скорости изме нения частоты ЛЧМ сигнала и частотным разрешением синтезатора ЛЧМ си] нала. Показано, что использование синтезатора с частотным разрешением 0.0 Гц в комплексе диагностики ионосферных каналов позволяет получить прои: вольное значение скорости изменения частоты диагностирующего ЛЧМ сига, ла при уровне шумовых составляющих ниже уровня флуктуационных помех ДКМ диапазоне.

3. Получены аналитические выражения для расчета предельного уров] шумовых составляющих в синтезируемом непрерывном ЛЧМ сигнале и на в) ходе системы сжатия в частотной области, основанные на результатах исслед ваний дискретно-ступенчатого приближения к линейному закону изменен частоты, подстройке скорости изменения частоты и дискретности предсташ ния данных об амплитуде и фазе формируемого ЛЧМ сигнала. Установлю что расхождение между результатами вычислительного эксперимента по ма' матической модели синтезатора и расчетами по полученным выражениям

ревышает 1 дБ при /ш'Тщ ^ 0.1. На основе анализа полученных выражений формулированы рекомендации по выбору параметров синтезатора JI4M сиг-зла для комплекса диагностики ионосферных КВ радиолиний в зависимости г заданного уровня шумовых составляющих

4. Разработаны структурная схема и алгоритмы функционирования синте-iTopa непрерывного JI4M сигнала в составе диагностического комплекса, по эторым были построены макеты синтезаторов непрерывного ЛЧМ сигнала. На ;нове экспериментального моделирования в лабораторных условиях режима 4агностики ионосферных радиолиний на макете синтезатора непрерывного 4M сигнала подтверждена достоверность полученных аналитических выра-ений для оценки уровня шумовых составляющих в формируемом ЛЧМ сигна-; и на выходе системы сжатия в частотной области.

5. Разработаны программируемый синтезатор непрерывного ЛЧМ сигнала пакет прикладных программ автоматического управления диагностическим змплексом, позволяющий проводить круглосуточные эксперименты по диаг-эстике КВ радиолиний различной протяженности без участия оператора. Эф-ективность работы разработанного синтезатора в комплексе диагностики ио-зсферных радиолиний подтверждают акты внедрения (см. приложение). При-енение разработанного программируемого синтезатора ЛЧМ сигнала в меж-шародном эксперименте Австралия - Россия по диагностике трансэкватори-шной радиолинии Алис-Спрингс - Йошкар-Ола протяженностью 12 тыс. км. ззволило адаптировать ЛЧМ ионозонд Марийского государственного техни-:ского университета к системе ионосферного зондирования комплекса «Jinilee» (Алис-Спрингс). В результате эксперимента были получены новые дан->ie о распространении КВ радиоволн, которые могут быть использованы для ввитая теоретических представлений о физических явлениях в ионосферной 1азме.

сновные результаты диссертации изложены в следующих публикациях.

1. Иванов В.А., Чернов А.Г., Шумаев В.В. Применение метода прямого 1фрового синтеза сложных сигналов в задачах диагностики ионосферного каша распространения KB //LII науч. сес., посвящ. Дню радио: Тез. докл. - М., )97.-Ч. 1.-С. 205-206.

2. Колчев A.A., Чернов А.Г. Сравнение надежности систем связи с просты-и сигналами и сигналами с расширенным спектром //Вторые вавиловские чте-1Я. Диалог наук на рубеже XX-XXI веков и проблемы современного общест-

венного развития: Материалы постоянно действующей всерос. междисципли нар. науч. конф. - Йошкар-Ола, 1997. - Ч. 2. - С. 296-298.

3. Анализ возможностей применения цифровых синтезаторов ЛЧМ сигнала для решения задач НЗ ионосферы IB.А. Иванов, A.A. Колчев, А.Г. Чер нов, В.В. Шумаев //Физика ионосферы и атмосферы Земли: Тез. докл. межд) нар. конф., посвящ. 50-летию ионосферных исследований в Иркутске, 16-1 июня 1998 г. - Иркутск, 1998. - С. 73-74.

4. Шумы цифрового синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала IB.A. Ивано

A.A. Колчев, А.Г. Чернов, В.В. Шумаев //Тр. науч. конф. по итогам н.-и. раб( МарГТУ. Секция "Радиоэлектроника, вычислительная техника и схемотехн] ка". - Йошкар-Ола, 1998. - С. 64-73. - Деп. в ВИНИТИ 11.11.98, № 3248-В98.

5. Колчев A.A., Чернов А.Г. Исследование потенциальной разрешающ! способности по доплеровскому смещению частоты при зондировании ионосф ры сигналами с линейной частотной модуляцией //Тр. XI Всерос. шк.-конф. i дифракции и распространению волн. Москва, 12-15 янв. 1998 г. - М.: МГ 1998.-С. 220-221.

6. Методика определения времени стационарности отдельных мод иоь сферного распространения ДКМВ IB.А. Иванов, A.A. Колчев, А.Г. Черн<

B.В. Шумаев //Вопросы дифракции и распространения электромагнитных boj Междувед. сб. /Моск. физ.-техн. ин-т. - М., 1998. - С. 122-129.

7. Иванов В.А., Колчев A.A., Чернов А.Г. Численное моделирование хар теристик систем КВ-связи при использовании различных сигналов-носителе! Вопросы дифракции и распространения электромагнитных волн: Междувед. /Моск. физ.-техн. ин-т. -М., 1998. - С. 140-149.

8. Исследование характеристик цифровых синтезаторов ЛЧМ сигнала , наклонного зондирования ионосферы IB.А. Иванов, A.A. Колчев, А.Г. Черу В.В. Шумаев ИТр. науч. конф. по итогам н.-и. работ МарГТУ. (Йошкар-Ола, 21 апр. 1999 г.). Секция «Радиофизика, техника, локация и связь». - Йош{ Ола: МарГТУ, 1999. - С. 42-48. - Деп. в ВИНИТИ 29.11.99, № 3518-В 99.

9. Зондирование модифицированной ионосферы непрерывным Л1 сигналом IB.И. Батухтин, В.А. Иванов, A.M. Леонов, A.A. Понятое, В.П. 3 дов, А.Г. Чернов, В.В. Шумаев. //Физика ионосферы и атмосферы: Тез. д> междунар. конф., посвящ. 50-летию ионосферных исследований в Иркутске, 18 июня 1998 г.-Иркутск, 1998.-С. 133-134.

10. Study of artificial ionospheric disturbances using oblique chirp soun

IV.P. Uryadov, A.A. Ponyatov, V.A. Ivanov, Yu.N. Cherkasov, A.G. Cher

V. V. Shumaev. INth International Suzdal Simposium on the modification of i

;phere. ISSMT98: Book of Abstracts. Suzdal, August 26-29, 1998. - Suzdal, 1998. -». 43.

11. Одновременные измерения кругосветных сигналов на сети трасс JI4M-ондирования / Иванов В.А., Шумаев В.В., Батухтин В.И., Егошин А.Б., Ива-ювД.В., Колчев A.A., Рябова Н.В., Чернов А.Г., Урядов В.П., Понятое A.A., Ро-анов C.B., Подделъский Н.П., Носов В.Е. Матюшенок СМ., Литовкин Г.И., Iprioe А.И. // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. 1зд. СО РАН. - 1998. - вып. 109. - С. 161-165.

12. Российско-Австралийский эксперимент по трансэкваториальному рас-ространению KB IB.И. Куркш, С.М. Матюшонок, В.Е. Носов, А.П. Потехин, '.А. Иванов, В.В. Шумаев, Н.В. Рябова, Д.В. Иванов, А.Г. Чернов, В.И. Батух-шн, В.П. Урядов, З.Ф. Думбрава, C.B. Розанов, S.J. Anderson. //Распространение адиоволн: Тез. докл. XIX Всерос. науч. конф. Казань, 22-25 июня 1999 г. - Ка-шь, 1999.-С. 337.

13. Наклонное ЛЧМ-зондирование модифицированной ионосферы. Экспе-имент и моделирование / A.A. Понятое, В.П. Урядов, В.А. Иванов, Д.В. Иванов, Г. Чернов, В.В. Шумаев, Ю.Н. Черкашин. //Изв. вузов. Радиофизика. - 1999. -.XLII,№4.-C. 303-313.

14. Наблюдения аномальных KB сигналов на трансэкваториальной трассе ЧМ-зондирования Австралия - Россия 1В.П. Урядов, A.A. Понятое, В.А. Ива-18, В.В. Шумаев, Д.В. Иванов, Н.В. Рябова, А.Г. Чернов, В.И. Батухтин, С. Ан-'рсон. //Радиолокация, навигация и связь: Тр. V междунар. науч.- техн. конф. -□ронеж, 1999. - Т. 3. - С. 1688-1694.

15. Russian-Australian Experiment on Oblique Ionospheric Sounding / P. Uryadov, A.A. Ponyaiov, S.J. Anderson, V.A. Ivanov, V. V. Shumaev, D. V. Iva->v, N.V. Ryabova, A.G. Chernov, V.l. Batukhtin, S.V. Rozanov, Z.F. Dumbrava. viillenium Conference on Antennas & Propagation. - Davos, Switzerland. - 2000. -27.

16. Суточный ход ОРЧ для радиолиний дальнего распространения Б. Егошин, В.А. Иванов, Д.В. Иванов, A.A. Колчев, Н.В. Рябова, А.Г. Чернов, В. Шумаев, В.П. Урядов, Г.И. Литовских, В.Е. Носов. //Распространение ра-оволн: Тез. докл. XIX Всерос. науч. конф. Казань. 22-25 июня 1999 г. - Ka-ib, 1999. - С. 94-96.

17. Трансэкваториальное распространение KB между Австралией и Росси-/А.А. Понятое, В.П. Урядов, В.И. Батухтин, В.А. Иванов, Д.В. Иванов, Н.В. бова, А.Г. Чернов, В.В. Шумаев //Распространение радиоволн: Тез. докл. XIX ерос. науч. конф. Казань, 22-25 июня 1999 г. - Казань, 1999. - С. 339-340.

18. Особенности распространения кругосветных сигналов через зону эквс ториальной аномалии /В.И. Батухтин, А.Б. Егошин, В.А. Иванов, Д.В. Иванов A.A. Колчев, Н.В. Рябова, А.Г. Чернов, В.В. Шумаев, A.A. Понятое, В.П. Урядо З.Ф. Думбрава, C.B. Розанов, В.И. Куркин, В.Е. Носов, С.Н. Пономарчу,

A.П. Потехин. //Распространение радиоволн: Тез. докл. XIX Всерос. науч. кош Казань, 22-24 июня 1999 г. - Казань, 1999. - С. 341-342.

19. Первые результаты сверхдальнего зондирования ионосферных неодн родностей с использованием волноводной моды /A.A. Понятое, В.П. Уряде

B.И. Батухтин, В.А. Иванов, Д.В. Иванов, Н.В. Рябова, А.Г. Чернов, В.В. Шум ев, С. Андерсон. //Изв. вузов. Радиофизика. - 1999. - Т. 42, № 6. - С. 1136-1144

20. Daily OWF Variations for Long Distanse of HF Radiolines IV.A. Ivanc A.B. Egoshin, D.V. Ivanov, A.A. Kolchev, N.V. Ryabova, A.G. Chernov, V.P. Ui adov, G.I. Litovskih, V.E. Nosov, V.V. Shumaev. //XXVI General Assembly oft International Union of Radio Science. - Toronto. Ontario. Canada, 1999. - P.731.

21. Over-the-Horizon HF Location of Small-Scale Irregularities of the Subpo Ionosphere Using Long-Range Chirpsounding between of Australia and Rus IV.A. Ivanov, D.V. Ivanov, N.V. Ryabova, A.G. Chernov, V.P. Uryadov A.A. Pon tov, S.J. Andersson, V. V. Shumaev. //XXVI General Assembly of the Internatio Union of Radio Science. - Toronto. Ontario. Canada. - 1999. - P.424.

22. Суточный ход КДО для дальних радиолиний различной географи ской ориентации /В.И. Батухтин, А.Б. Егошин, В.А. Иванов, Д.В. Иваг A.A. Колчев, Н.В. Рябова, А.Г. Чернов, В.П. Урядов, З.Ф. Думбрава, C.B. Pc нов, Г.И. Литовских, В.Е. Носов, В.В. Шумаев. //54-я науч. сес., посвящ. I радио: Тез. докл. -М., 1999.

23. Предварительные результаты исследования трансэкваториального ] пространения KB между Австралией и Россией /В.И. Батухтин, В.А. Ива, Д.В. Иванов, Н.В. Рябова, А.Г. Чернову A.A. Понятое, В.П. Урядов, З.Ф.Дум( ва. //54-я науч. сес., посвящ. Дню радио: Тез. докл. -М., 1999.

24. Чернов А.Г. Цифровой синтез КВ-сигналов с расширенным cneici //Цифровая обработка многомерных сигналов: Материалы Всерос. науч. кои Йошкар-Ола: МарГТУ, 1996.-С. 180-181.

25. Автоматизированная радиотехническая система частотного обесг ния с возможностью передачи информации сигналами с расширенным с тром для систем и сетей КВ-связи /В.И. Батухтин, А.Б. Егошин, В.А. Иве A.A. Колчев, Н.В. Рябова, В.П. Урядов, А.Г. Чернов. //Радиолокация, навигаг связь: Тр. V Междунар. науч.-техн. конф. - Воронеж, 1999. - Т. 1. - С. 420-'

26. Иванов В.А., Чернов А.Г., Шумаев B.B. Программно-управляемый цифровой синтезатор с расширенным спектром для ДКМ диапазона //Радиолокация, навигация и связь: Тр. V междунар. науч.- техн. конф. - Воронеж, 1999.-Т. 2.-С. 1518-1530.

27. FMCW Sounder for HF Channel Diagnostics IVA. Ivanov, V.l. Batuhtin,

A.B. Egoshin, A.A.Kolchev, N.V.Ryabova, A.G.Chernov, V.V.Shumaev. //XXVI General Assembly of the International Union of Radio Science. - Toronto. Ontario. Canada.- 1999.-P.432.

28. PTC 40 радиосвязи на базе ионозонда IB.А. Иванов, В.В. Шумаев, A.A. Колчев, Н.В. Рябова, А.Б. Егошин, В.И. Батухтин, А.Г. Чернов, Д.В. Иванов. //Проблемы радиосвязи: Сб. тр. X науч.-техн. конф. - Н.Новгород, 1999. -С. 127-128.

29. Программно-управляемый цифровой синтезатор широкополосных сигналов ДКМ-диапазона IB.А. Иванов, C.B. Королев, А.Г. Чернов, В.В. Шумаев '/Информационные технологии в электроэнергетике: Тез. докл Всерос. межвуз. науч.-техн. конф. - Чебоксары, 1996. - С. 75-77.

30. Иванов В.А., Чернов А.Г., Шумаев В.В. Программно-управляемый цифровой синтезатор для систем широкополосной КВ-связи //Вестн. Верхне-Золжского отд-ния Акад. технол. наук РФ. - 1997. - № 1(3). - С. 47-52. - (Сер. Зысокие технологии в радиоэлектронике).

31. Синтезатор полигармонического сигнала для ДКМ диапазона

B.А. Иванов, В.В. Шумаев, А. А.Колчев, А. Г. Чернов //Проблемы радиосвязи: "б. тр. X науч.-техн. конф. - Н.Новгород, 1999. - С. 126-127.

Введение.

1. Применение линейно - частотномодулированных радиосигналов при диагностике ионосферных КВ - радиолиний

1.1 О необходимости диагностики ионосферных радиолиний.

1.2 Принцип диагностики ионосферы непрерывным ЛЧМ радиосигналом.

1.3 Требования к формируемым непрерывным ЛЧМ радиосигналам и их спектральной чистоте.

1.4 Методы формирования сигналов с линейной частотной модуляцией

1.5 Дискретное приближение линейного закона модуляции при использовании метода прямого цифрового синтеза.

1.6 Проблемы формирования непрерывного ЛЧМ сигнала методом прямого цифрового синтеза.

1.7 Выводы.

2. Моделирование характеристик синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала, построенного по методу прямого цифрового синтеза.

2.1 Построение математической модели синтезатора ЛЧМ сигнала.

2.2 Фазовые ошибки дискретного приближения линейного закона модуляции.

2.3 Метод цифровой подстройки скорости изменения частоты.

2.4 Шумы квантования фазы и амплитуды синтезатора.

2.5 Выводы.

3. Моделирование шумовых характеристик ЛЧМ сигналов на выходе системы сжатия в частотной области.

3.1 Построение математической модели разностного сигнала.

3.2 Анализ шумовых составляющих, обусловленных дискретным приближением к линейному закону.

3.3 Характеристики шумовых составляющих, возникающие при цифровой подстройке скорости изменения частоты.

3.4 Шумы квантования фазы и амплитуды.

3.5 Выбор параметров непрерывного ЛЧМ сигнала для задач диагностики ионосферных радиолиний.

3.6 Выводы.

4. Разработка программируемого синтезатора ЛЧМ радиосигналов для комплекса диагностики ионосферных КВ радиолиний.

4.1 Описание автоматизированного комплекса диагностики ионосферных радиолиний.

4.2 Особенности технической реализации синтезатора ЛЧМ сигнала для радиопередающего и радиоприемного комплексов.

4.3 Автоматическое управление комплексом диагностики на базе разработанного синтезатора ЛЧМ сигнала.

4.4 Экспериментальное исследование шумовых характеристик синтезатора непрерывного ЛЧМ радиосигнала.

4.5 Результаты применения разработанного синтезатора в натурных экспериментах Австралия - Россия по диагностике трансэкваториальных радиолиний.

4.6 Выводы.

Актуальность работы. Коротковолновая (KB) связь в России играет важную роль, обеспечивая магистральную и местную связь, сеть радиовещания, службу стандартных частот, служебные линии для наземных станций спутниковой связи, авиационную связь «земля - воздух», морскую «берег -корабль», службы агентств новостей, сеть гидрометеослужбы, представительств за рубежом и др. Однако из-за изменчивости условий распространения радиоволн на ионосферных радиолиниях (суточных, сезонных, геомагнитных, гелиофизических) KB связь обладает одним существенным недостатком - она неустойчива.

В последнее время в развитых странах мира и в России проводится коренная реконструкция KB связи, в основе которой лежит повышение ее надежности до уровня спутниковой связи. С этой целью линии связи оснащаются системами диагностики, позволяющими в реальном времени оценивать состояние каналов связи и выбирать из них оптимальные. Поскольку системы диагностики не должны создавать помех действующим системам связи, то существует проблема внедрения в практику ионосферных исследований оптимальных методов приема и обработки сигналов, позволяющих получить высокое качество прогностической информации при минимальной мощности диагностирующего сигнала. В этой связи особый интерес представляет так называемый непрерывный сигнал с линейной

О 1А частотной модуляцией (ЛЧМ), обладающий базой 10-10 и позволяющий добиться самой низкой мощности излучения для диагностирующей системы.

Формирование непрерывного ЛЧМ сигнала с такими базами и его обработка представляет техническую проблему, для решения которой в последнее время в связи с бурным развитием микроэлектроники используется метод прямого цифрового синтеза (ПЦС), позволяющий быстро и гибко перестраивать частотно-временные параметры сигнала. Поскольку принимаемый диагностирующий сигнал содержит различные моды распространения (отличающиеся путями распространения сигнала от передатчика к приемнику) со значительно различающимся уровнем, то для непрерывных ЛЧМ сигналов принципиальным является вопрос об уровне шумовых составляющих, возникающих в самом сигнале и на выходе системы сжатия из-за применения того или иного метода его формирования.

Характеристики шумовых составляющих при формировании методом ПЦС гармонических и некоторых других простых сигналов исследовались в работах Кочемасова В.Н., Кулешова В.Н., Фадеева А.Н., Н. Nicholas, Н Samueli,

В Kim, V. Kroupa, J. Vankka, M. Holtkamp, однако исследований шумов возникающих при формировании методом ПЦС непрерывных JI4M сигналов ранее не проводилось. Актуальным также является решение проблемы преодоления ограничений на скорость изменения частоты в JI4M сигнале (она не может быть произвольно заданной при использовании метода ПЦС) и гибкого и быстрого изменения частотно-временных параметров сигнала, для обеспечения в реальном времени приема сигналов различных радиолиний.

Цель работы. Разработка программируемого синтезатора непрерывного JI4M сигнала с базой 108-1010 с заданным уровнем шумов и обеспечивающего произвольные скорости изменения частоты.

Решаемые задачи:

1. разработка математической модели синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала, адекватной реальному устройству и исследование, в рамках модели, шумовых составляющих в формируемом непрерывном ЛЧМ сигнале, а также в сигнале на выходе системы сжатия в частотной области;

2. разработка метода цифровой подстройки скорости изменения частоты непрерывного ЛЧМ сигнала и исследование шумовых составляющих, возникающих при его использовании;

3. разработка структурной схемы и создание действующих макетов программируемого синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала для диагностики ионосферных радиолиний; разработка алгоритмов и пакета прикладных программ для программируемого синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала;

4. лабораторные эксперименты по оценке шумовых характеристик программируемого синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала;

5. апробация программируемого синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала в экспериментальных исследованиях по диагностике ионосферных радиолиний большой протяженности.

Методы исследований. Решение поставленных задач базируется на методах математического моделирования, спектрального анализа, математической статистики и численных методов расчета на ЭВМ с использованием программы MathCAD. Основные теоретические результаты проверены путем макетирования, вычислительных, лабораторных и натурных экспериментов.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработана математическая модель синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала, учитывающая его структурное построение и алгоритм дискретно-ступенчатого формирования непрерывного ЛЧМ сигнала. В рамках этой модели получены аналитические выражения для оценки уровня шумовых составляющих, в том числе на выходе системы сжатия в частотной области. Показано, что ключевым параметром модели является произведение/ш - Тш

2. Впервые предложен метод цифровой подстройки скорости изменения частоты ЛЧМ сигнала, позволяющий устанавливать ее произвольное значение, и исследованы шумовые составляющие, возникающие при его использовании;

3. Установлено, что ошибки квантования фазы и амплитуды в формируемом ЛЧМ сигнале приводят к «белому» шуму в спектре разностного сигнала, в результате чего спектральная плотность шума определяется не только разрядностью представления данных, но и величиной произведения тактовой частоты синтезатора на время анализа сигнала.

4. Разработан синтезатор непрерывного ЛЧМ сигнала, позволяющий быстро и гибко изменять частотно-временные характеристики сигнала и реализующий алгоритм цифровой подстройки скорости к заданному значению.

5. Использование разработанного синтезатора в международном эксперименте Австралия - Россия по диагностике трансэкваториальной радиолинии Алис-Спрингс - Йошкар-Ола протяженностью 12 тыс. км. позволило обнаружить дополнительные сигналы аномального распространения радиоволн, связанные с их ракурсным рассеянием в ионосферном волноводном канале на неоднородностях полярной области.

Практическая ценность работы состоит в следующем.

1. Полученные выражения для оценки уровня шумовых составляющих в разностном сигнале и формируемом ЛЧМ сигнале позволяют выбрать параметры синтезатора на стадии его проектирования и могут быть использованы при разработке широкополосных систем радиосвязи и загоризонтной радиолокации, построенных с применением метода ПЦС;

2. Разработанные: программируемый цифровой синтезатор непрерывного ЛЧМ сигнала; пакет прикладных программ управления синтезатором, в котором реализованы: алгоритм формирования непрерывного ЛЧМ сигнала с заданным уровнем побочного радиоизлучения, алгоритм цифровой подстройки скорости изменения частоты ЛЧМ сигнала к заданному значению, автоматическое управление работой комплекса, могут быть использованы в комплексах диагностики ионосферных радиолиний произвольной протяженности.

Реализация и внедрение результатов исследований.

1. Программируемый синтезатор непрерывных ЛЧМ сигналов совместно с пакетом прикладных программ используется в составе станции наклонного зондирования ионосферных радиолиний Марийского государственного технического университета (МарГТУ, г. Йошкар-Ола), входящей в Российскую сеть станций наклонного зондирования радиолиний, созданной при участии МарГТУ, с передающими пунктами в гг. Хабаровске, Магадане, Иркутске, Йошкар-Оле и приемными - в гг. Иркутске, Йошкар-Оле, Н. Новгороде (подтверждается актом на внедрение).

2. Цифровой синтезатор непрерывных ЛЧМ сигналов, разработанный с учетом оценок сделанных в работе на основе полученных аналитических выражений для уровня шумовых составляющих в разностном и формируемом ЛЧМ сигналах, используется в составе комплекса диагностики ионосферных КВ радиоканалов Нижегородского радиофизического института (НИРФИ) (подтверждается актом на внедрение).

3. Программируемый синтезатор непрерывных ЛЧМ сигналов совместно с пакетом прикладных программ по его автоматическому управлению, в котором реализованы разработанные алгоритмы формирования непрерывного ЛЧМ сигнала с заданным уровнем побочного радиоизлучения, цифровой подстройки к заданной скорости изменения частоты ЛЧМ сигнала, использованы при диагностике экспериментальных радиолиний КВ-связи. в сети полигонов НПП «Полет» (подтверждается актом на внедрение.).

Результаты работы использованы в хоздоговорных работах: «Бушель», «Барограф», «Опора-КВ»; МНТП «Критические технологии, основанные на распространении и воздействии потоков энергии», «ФИЗМАТ»; грантах РФФИ 96-02-19575, 96-07-89227, 99-02-17309, а также в дипломном и курсовом проектировании студентов радиотехнического факультета МарГТУ (подтверждается актом на использование).

Личный вклад автора. В работах [1-8] на основании поставленных научным руководителем совместно с диссертантом задач были выполнены аналитические выводы и численные расчеты. Автор принимал непосредственное участие в проведении экспериментов [9-15], обработке и анализе полученных результатов [14-23], а также их интерпретации. Работа [24] выполнена диссертантом самостоятельно. Автором разработаны структурные схемы и опытные образцы синтезаторов непрерывного ЛЧМ сигнала [25-28], а также алгоритмы и программное обеспечение для формирования сигналов с различной частотно-временной структурой [29-31].

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике» (Чебоксары 1996), Всероссийской научной конференции «Цифровая обработка многомерных сигналов» (Йошкар-Ола, 1996), 52-й Научной сессии, посвященной дню радио (Москва, 1997), Международной конференции «Физика ионосферы и атмосферы Земли» (Иркутск, 1998), 2Ist Arnual seminar - Polar Geophysical Institute (Apatity, 1998), XIX Всероссийской научной конференции «Распространение радиоволн» (Казань, 1999), Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация и связь» (RLNCC 99) (Воронеж, 1999), 54-й Научной сессии, посвященной Дню радио (Москва, 1999), X научно-технической конференции «Проблемы радиосвязи» (Н.Новгород, 1999), XXVI General Assembly of the International Union of Radio Science (Toronto, Ontario, Canada, 1999), Millenium Conference on Antennas & Propagation (Davos, Switzerland, 2000).

Основные положения, представляемые к защите.

1. Разработанный программируемый цифровой синтезатор непрерывного ЛЧМ сигнала и пакет прикладных программ по его автоматическому управлению, в котором реализованы разработанные алгоритмы формирования непрерывного ЛЧМ сигнала с заданным уровнем побочного радиоизлучения, цифровой подстройки к заданной скорости изменения частоты ЛЧМ сигнала;

2. Математическая модель синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала, учитывающая его структурное построение и алгоритм дискретно-ступенчатого формирования непрерывного ЛЧМ сигнала, и ее теоретические следствия;

3. Метод цифровой подстройки скорости изменения частоты ЛЧМ сигнала, позволяющий устанавливать ее произвольное значение и результаты его исследования;

4. Аналитические выражения для оценки уровня шумовых составляющих в разностном сигнале и формируемом ЛЧМ сигнале в зависимости от параметров синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала;

5. Результаты теоретических и экспериментальных исследований шумовых характеристик сигнала на выходе системы сжатия в частотной области;

6. Результаты использования программируемого цифрового синтезатора ЛЧМ сигнала в международном эксперименте Австралия - Россия по диагностике трансэкваториальной радиолинии Алис-Спрингс - Йошкар-Ола протяженностью 12 тыс. км.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (112 наименований) и 4 приложений, изложена на 140 страницах машинописного текста, в котором приведено 68 рисунков и 3 таблицы.

4.6 Выводы

1. Приведено описание комплекса диагностики ионосферных радиолиний, разработанного в МарГТУ. Рассмотрен состав его технических средств, их назначение и функционирование. Определены технические требования к построению программируемого синтезатора ЛЧМ сигнала, входящего в состав комплекса.

2. Разработана структурная схема программируемого синтезатора ЛЧМ сигнала с заданными техническими и шумовыми характеристиками. Показана возможность автоматического управления комплексом диагностики при помощи разработанного синтезатора.

3. Разработаны алгоритмы автоматического управления комплексом посредством синтезатора ЛЧМ сигнала в режимах приема и передачи диагностирующего ЛЧМ сигнала. Разработан пакет прикладных программ автоматического управления комплексом диагностики, позволяющий проводить круглосуточные эксперименты по диагностике радиолиний различной протяженности без участия оператора.

Г?*4 J/ х-''; /А

- г', г' .v'

1. . 1 i 1 •— - 1 .*-- 1,

122

4. Лабораторными исследованиями подтверждена достоверность полученных теоретических следствий количественной оценки уровня шумовых составляющих в спектре разностного сигнала, что позволяет использовать полученные аналитические выражения для приближенной оценки характеристик разрабатываемых синтезаторов ЛЧМ сигналов.

5. Проведена успешная апробация разработанного синтезатора ЛЧМ сигнала совместно с пакетом прикладных программ по его управлению в ходе международного эксперимента Австралия — Россия по диагностике трансэкваториальной радиолинии Алис-Спрингс - Йошкар-Ола протяженностью 12 тыс. км. В процессе эксперимента были обнаружены и интерпретированы дополнительные сигналы по аномальному распространению радиоволн в экваториальной ионосфере.

Заключение

На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований, результаты которых изложены в диссертации, можно сделать ряд обобщающих выводов и рекомендаций.

1.Разработана математическая модель синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала, учитывающая его структурное построение и алгоритм дискретно-ступенчатого формирования непрерывного ЛЧМ сигнала, и выделен ее ключевой параметр - произведение длительности частотной ступеньки на ее высоту, - определяющий уровень шумовых составляющих в формируемом сигнале. Достоверность математической модели подтверждена в ходе сравнительного анализа результатов моделирования с результатами лабораторных и натурных экспериментов.

2. Предложен и разработан алгоритм цифровой подстройки скорости изменения частоты ЛЧМ сигнала к заданному значению, позволяющий получить произвольное значение скорости изменения частоты с заданной точностью при его использовании в синтезаторах непрерывного ЛЧМ сигнала, построенных по методу ПЦС. Получена зависимость, связывающая уровень максимальных шумовых составляющих в формируемом ЛЧМ сигнале и на выходе системы сжатия в частотной области с заданным предельным отклонением скорости изменения частоты ЛЧМ сигнала и частотным разрешением синтезатора ЛЧМ сигнала. Показано, что использование синтезатора с частотным разрешением 0.01 Гц в комплексе диагностики ионосферных каналов позволяет получить произвольное значение скорости изменения частоты диагностирующего ЛЧМ сигнала при уровне шумовых составляющих ниже уровня флуктуационных помех в ДКМ диапазоне.

3. Получены аналитические выражения для расчета предельного уровня шумовых составляющих в синтезируемом непрерывном ЛЧМ сигнале и на выходе системы сжатия в частотной области, основанные на результатах исследований дискретно-ступенчатого приближения к линейному закону изменения частоты, подстройке скорости изменения частоты и дискретности представления данных об амплитуде и фазе формируемого ЛЧМ сигнала. Установлено, что расхождение между результатами вычислительного эксперимента по математической модели синтезатора и расчетами по полученным выражениям не превышает 1 дБ при /ш-Тш ^ 0.1. На основе анализа полученных выражений сформулированы рекомендации по выбору параметров синтезатора ЛЧМ сигнала для комплекса диагностики ионосферных КВ радиолиний в зависимости от заданного уровня шумовых составляющих

4. Разработаны структурная схема и алгоритмы функционирования синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала в составе диагностического комплекса, по которым были построены макеты синтезаторов непрерывного ЛЧМ сигнала. На основе экспериментального моделирования в лабораторных условиях режима диагностики ионосферных радиолиний на макете синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала подтверждена достоверность полученных аналитических выражений для оценки уровня шумовых составляющих в формируемом ЛЧМ сигнале и на выходе системы сжатия в частотной области.

5. Разработаны программируемый синтезатор непрерывного ЛЧМ сигнала и пакет прикладных программ автоматического управления диагностическим комплексом, позволяющий проводить круглосуточные эксперименты по диагностике КВ радиолиний различной протяженности без участия оператора. Эффективность работы разработанного синтезатора в комплексе диагностики ионосферных радиолиний подтверждают акты внедрения (см. приложение). Применение разработанного программируемого синтезатора ЛЧМ сигнала в международном эксперименте Австралия - Россия по диагностике трансэкваториальной радиолинии Алис-Спрингс - Йошкар-Ола протяженностью 12 тыс. км. позволило адаптировать ЛЧМ ионозонд Марийского государственного технического университета к системе ионосферного зондирования комплекса «Лпс1а1ее» (Алис-Спрингс). В результате эксперимента были получены новые данные о распространении КВ радиоволн, которые могут быть использованы для развития теоретических представлений о физических явлениях в ионосферной плазме.

Таким образом, разработанный программируемый синтезатор непрерывного ЛЧМ сигнала можно рассматривать как перспективную техническую реализацию определенной части комплекса диагностики ионосферных КВ радиолиний, отвечающую за функции формирования излучаемого ЛЧМ сигнала и сигнала-гетеродина РПУ, а также выполняющую функции автоматического управления техническими средствами комплекса. Использование синтезатора позволяет расширить возможности ЛЧМ ионозонда, произвести его адаптацию к решаемым в радиофизических исследованиях задачам. Рекомендации по проектированию синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала могут быть использованы разработчиками аппаратуры широкополосных систем зондирования и радиосвязи для

125 реализации новых схемотехнических и программных решений повышения качества цифровых синтезаторов непрерывного ЛЧМ сигнала, построенных по методу ПЦС.

В заключение автор выражает искреннюю и глубокую благодарность своему научному руководителю профессору, д.ф.-м.н. Иванову Владимиру Алексеевичу за постановку задач и всемерную помощь, к.ф.-м.н. Шумаеву В.В. и к.ф.-м.н. Колчеву А.А. за большую помощь в обсуждении результатов и за содействие в завершении этой работы, своим соавторам и коллегам по работе за благожелательное отношение.

1. Иванов В.А., Чернов А.Г., Шумаев В.В. Применение метода прямого цифрового синтеза сложных сигналов в задачах диагностики ионосферного канала распространения KB //L1. науч. сес., посвящ. Дню радио: Тез. докл. - М.,1997.-Ч. 1.-С. 205-206.

2. Шумы цифрового синтезатора непрерывного ЛЧМ сигнала IB.A. Иванов,

3. A.A. Колчев, А.Г. Чернов, В.В. Шумаев //Тр. науч. конф. по итогам н.-и. работ МарГТУ. Секция "Радиоэлектроника, вычислительная техника и схемотехника". Йошкар-Ола, 1998. - С. 64-73. - Деп. в ВИНИТИ 11.11.98, № 3248-В98.

4. Методика определения времени стационарности отдельных мод ионосферного распространения ДКМВ IB.A. Иванов, A.A. Колчев, А.Г. Чернов,

5. B.В. Шумаев //Вопросы дифракции и распространения электромагнитных волн: Междувед. сб. /Моск. физ.-техн. ин-т. -М., 1998. С. 122-129.

6. Иванов В.А., Колчев A.A., Чернов А.Г. Численное моделирование характеристик систем КВ-связи при использовании различных сигналов-носителей // Вопросы дифракции и распространения электромагнитных волн.1998. М. МФТИ. С. 140-149.

7. Российско-Австралийский эксперимент по трансэкваториальному распространению KB НВ.И. Куркин, С.М. Матюшонок, В.Е. Носов,

8. A.П. Потехин, В.А. Иванов, В.В. Шумаев, Н.В. Рябова, Д.В. Иванов, А.Г. Чернов,

9. B.И. Батухтин, В.П. Урядов, З.Ф. Думбрава, C.B. Розанов, S.J. Anderson. //Распространение радиоволн: Тез. докл. XIX Всерос. науч. конф. Казань, 22-25 июня 1999 г. Казань, 1999. - С. 337.

10. Наклонное ЛЧМ-зондирование модифицированной ионосферы. Эксперимент и моделирование / A.A. Понятое, В.П. Урядов, В.А. Иванов, Д.В. Иванов, А.Г. Чернов, В.В. Шумаев, Ю.Н. Черкашин. //Изв. вузов. Радиофизика. 1999. - T. XLII, № 4. - С. 303-313.

11. Наблюдения аномальных KB сигналов на трансэкваториальной трассе ЛЧМ-зондирования Австралия Россия / В.П. Урядов, A.A. Понятое, В.А. Иванов, В.В. Шумаев, Д.В. Иванов, Н.В. Рябова, А.Г. Чернов,

12. В.И. Батухтш, С. Андерсон. //Радиолокация, навигация и связь: Тр. V междунар. науч.- техн. конф. Воронеж, 1999. - Т. 3. - С. 1688-1694.

13. Суточный ход ОРЧ для радиолиний дальнего распространения /

14. A. Б. Егошин, В.А. Иванов, Д.В. Иванов, А.А. Колчев, Н.В. Рябова, А.Г. Чернов,

15. B.В. Шумаев, В.П. Урядов, Г.И Литовских, B.E. Носов. //Распространение радиоволн: Тез. докл. XIX Всерос. науч. конф. Казань. 22-25 июня 1999 г. -Казань, 1999.-С. 94-96.

16. Особенности распространения кругосветных сигналов через зону экваториальной аномалии / В.И. Батухтин, А.Б. Егошин, В.А. Иванов, Д.В. Иванов, А.А. Колчев, Н.В. Рябова, А.Г. Чернов, В.В. Шумаев, А.А. Понятое,

17. B.П. Урядов, З.Ф. Думбрава, С.В. Розанов, В.И Куркин, В.Е. Носов,

18. C.Н. Пономарчук, А.П. Потехин. //Распространение радиоволн: Тез. докл. XIX Всерос. науч. конф. Казань, 22-24 июня 1999 г. Казань, 1999. - С. 341-342.

19. Over-the-Horizon HF Location of Small-Scale Irregularities of the Subpolar Ionosphere Using Long-Range Chirpsounding between of Australia, and Russia /

20. VA. Ivanov, D.V. Ivanov, N.V. Ryabova, A.G. Chernov, VP. Uryadov A.A. Ponyatov, S.J. Andersson, V. V. Shumaev. //XXVI General Assembly of the International Union of Radio Science. Toronto, Ontario, Canada, 1999.- P.424.

21. Чернов А.Г. Цифровой синтез КВ-сигналов с расширенным спектром //Цифровая обработка многомерных сигналов: Материалы Всерос. науч. конф. -Йошкар-Ола: МарГТУ, 1996.-С. 180-181.

22. Иванов В.А., Чернов А.Г., Шумаев В.В. Программно-управляемый цифровой синтезатор с расширенным спектром для ДКМ диапазона //Радиолокация, навигация и связь: Тр. V междунар. науч.- техн. конф. -Воронеж, 1999. T. 2.-С. 1518-1530.

23. FMCW Sounder for HF Channel Diagnostics / V.A. Ivanov, V.l. Batuhtin, A.B. Egoshin; A.A.Kolchev, N.V.Ryabova, A.G.Chernov, V.V.Shumaev. //XXVI General Assembly of the International Union of Radio Science. Toronto. Ontario. Canada, 1999.-P.432.

24. PTC 40 радиосвязи на базе ионозонда / В.А. Иванов, В.В. Шумаев, A.A. Колчев, Н.В. Рябова, А.Б. Егошин, В.И. Батухтин, А.Г. Чернов, Д.В. Иванов. //Проблемы радиосвязи: Сб. тр. X науч.-техн. конф. Н.Новгород, 1999.-С. 127-128.

25. Программно-управляемый цифровой синтезатор широкополосных сигналов ДКМ-диапазона / В.А. Иванов, C.B. Королев, А.Г. Чернов, В.В. Шумаев

26. Информационные технологии в электроэнергетике: Тез. докл Всерос. межвуз. науч.-техн. конф. Чебоксары, 1996. - С. 75-77.

27. Иванов В.А., Чернов А.Г., Шумаев В.В. Программно-управляемый 1 цифровой синтезатор для систем широкополосной КВ-связи //Вестн. ВерхнеВолжского отд-ния Акад. технол. наук РФ. 1997. - № 1(3). - С. 47-52. - (Сер. Высокие технологии в радиоэлектронике).

28. Синтезатор полигармонического сигнала для ДКМ диапазона /В.А. Иванов, В.В. Шумаев, А. А.Колчев, А. Г. Чернов //Проблемы радиосвязи: Сб. тр. X науч.-техн. конф. Н.Новгород, 1999. - С. 126-127.

29. Ионосферно-магнитная служба / Под. ред. С.И. Авдюшина, А.Д. Данилова. JI.: Госкомгидромет. 1978. - 274 с.

30. Probst S.E. The CURTS concept and current status of development // Signal (USA). 1967.-V.22.-№3.

31. Page D.E., Hidson W.D. The CHEC system-tovards automatic selection of optimum communication channels // Canad. Aeronautica and Space Journal. 1967. -Sept. - P.303-306.

32. Смирнов В.Б, Балакин Р.А, Кондратов А.В. и др. Аппаратура наклонного зондирования ионосферы // Наклонное зондирование ионосферы. -JL: Госкомгипромет, 1972. С. 57-85.

33. Мирохин А.М, Кольцов В.В, Лобачевский JI.A. Цифровой ионосферный комплекс "Сойка-6000" // Распространение радиоволн в ионосфере. М.: Наука, 1983. - С.53-61.

34. Погода Э.В. Ионосферный диагностический комплекс "Базис" и его модификация // Экспериментальные методы зондирования ионосферы. М., 1981. - С.145-152.

35. Комарович В.Ф., Сосунов В.Н. Случайные радиопомехи и надежность KB связи // М.: Связь. 1977. - 136 с.

36. Barry G.H., Fenwick R.B. Extraterrestrial and Ionospheric Sounding with Synthesised Frequency Sweep // Hewlett Packard J. 1965. - V.16. - P.8-12.

37. Barry G.H. A low power incidence ionosonde // IEEE Trans. Geosci. Electron.- 1971. GE-9(2). - P.86-89.

38. Fenwick R.B. Oblique chirp-sounder the H.F. communications test set // Commun. News. 1974. - V. 11. - P.32-33.

39. Иванов В.А., Фролов В.А., Шумаев В.В. Зондирование ионосферы непрерывными ЛЧМ сигналами // Изв. вузов. Радиофизика. 1986. - T.XXIX, №2. - С.235-237.

40. Flood W.A. Revised theory for partial reflection D-region measurements // J.Geophys. Res. 1968.- V.73. - №26. - P.5584-5598.

41. Иванов В.А., Рябова H.B., Шумаев B.B. Основы радиотехнических систем ДКМ диапазона: Учебное пособие. Йошкар-Ола: МарГТУ, 1998. -204 с.

42. Иванов В.А., Рябова Н.В, Урядов В.П, Шумаев В.В. Аппаратура частотного обеспечения в адаптивной системе KB радиосвязи // Электросвязь. -№11. 1995. - С.30-32.

43. Иванов В.А., Богута Н.М., Нога Ю.В., Рябова Н.В., Урядов В.П., Шумаев В.В. Использование ЛЧМ-ионозонда в адаптивной КВ-радиосвязи // Радиотехника. 1993. - №4. - С. 77-79.

44. Иванов В.А., Рябова Н.В., Шумаев В.В. Частотное обеспечение КВ-радиосвязи на базе автоматизированного ЛЧМ-ионозонда // Проблемы дифракции и распространения радиоволн. М.: МФТИ, 1995. - С. 110-121.

45. Иванов В.А., Колчев A.A., Морозов Н.К., Рябова Н.В., Шумаев В.В. Влияние искажений в ионосферном КВ-канале на оптимальную обработку широкополосных сигналов: Препринт № 64/1. Йошкар-Ола: МарПИ., 1993.

46. Винницкий A.C. Очерки основ радиолокации при непрерывном излучении радиоволн. // М.: Сов. радио, 1961. 495 с.

47. Кук Ч., Бернфелъд М. Радиолокационные сигналы // М.: Сов. радио, 1971.-224 с.

48. Poole A.W.V. Advanced sounding.The FMCW alternative. // Radio Sei. -1985. V.20. -№6.-P. 1609-1616.

49. Кочемасов B.H., Белов JI.A., Оконешников B.C. Формирование сигналов с линейной частотной модуляцией // М.: Советское радио. 1983.

50. Ноткин JJ.P. К построению функционального генератора с автоматическим и дистанционным управлением частотой // Радитехника. — 1975. Т.30. - №5. - С.49-52.

51. Верещагин Е.М., Никитенко Ю.Г. Частотная и фазовая модуляция в технике связи. // М.: Связь, 1974.

52. БатяевИ.М. Генератор широкодиапазонной электронной перестройкой частоты // ПТЭ. 1976. - №5, С.122-123.

53. Авербух О.Н., Курбатов Н.Н., Степановский Д.И. и др. Об одном способе линейного управления частотой генератора с варикапом // Вопросы радиоэлектроники. 1975. - вып.7. - С. 119-122.

54. SkolnikM.I. Radar Handbook //N.Y. 1970.

55. Будник B.B. Схема линеаризации характеристик перестройки частоты JIOBO // Электронная техника. 1978. - вып.Ю. - С.72-77.

56. Голованов Ю.С. Линеаризация функции настройки гетеродина с варикапом при управлении кусочно-линейным напряжением // Вопросы радиоэлектроники. 1973.- вып. 11.- С.93-98.

57. Шитов A.M., Киреев B.C. Умножитель для широкодиапазонного СВЧ генератора с электронной перестройкой частоты // Вопросы радиоэлектроники. 1974. - вып.2. - С.53-58.

58. Sorger G., Herrero J., Verhoeven H. Design of a broadband RF and M/W sweep generator. // Microwave Journal. 1974. - V. 17. - №4. - P.51-57.

59. Isaaks A.T., Daugzalan S.T. Broadband BWO's to 50 Ghz. I I Microwave Journal. 1974. - V.17. - №3. - P.39-42.

60. Кочемасов B.H. Исследование системы автоподстройки JI4M колебаний с измерителем на линии задержки // Радиоэлектроника. 1977. — т.20. - №11. - С.46-55.

61. Белов Л.А., Томский A.M. Предыскажения линейной ЧМ для улучшения качества сжатия СВЧ сигналов // Труды МЭИ. 1979. - вып. 397. - С. 15-18.

62. Bromaghim D.R., Perry J.В. A wideband linear FM ramp generator for longrange imaging radar // IEEE Trans. -1978. V.MTT-26. - №5. - P.322-325.

63. Kibbler G.O.T.H. The CLFM: A method of generating linear frequency-coded radar pulses // IEEE Trans. 1968. - V.AES-4. - №3. - P.385-391.

64. Shirley F.R. A synchronous sweep frequency oscillator // IEEE Trans. -1968. V.IM-17.- P.80-88.

65. A.c. 526997 (СССР). Устройство для автоподстройки частоты, изменяющейся по заданному закону / В.Н. Кочемасов. Опубл. в Б.И. - 1976. -№32.

66. Белов Л.А., Барабанов В.Б., Кочемасов В.Н. Система автоподстройки линейного во времени закона частотной модуляции // Электросвязь. 1973. -№5. - С.54-59.

67. Пиблс, Стивене. Метод генерирования радиолокационных импульсных сигналов, частота которых модулирована по точно линейному закону // Зарубежная радиоэлектроника. -1965. №10. - С.23-26.

68. Roy R., Lowenschuss О: Chirp Waveform Generation Using Digital Samples // IEEE Trans. 1974. - V.AES-10. - №1. - Pp. 10-29.

69. Кочемасов B.H., Белов JI.A. Применения JI4M сигналов и методы их формирования // Зарубежная радиоэлектроника. 1975.- №8. - С.32-63.

70. Eber L.O., Soule Н.Н. Digital generation of wideband LFM waveforms // IEEE Cat. №76. - CHO 938-1AES. - Arligton. -1975. - P.170-175.

71. Фадеев A.H. Исследование и разработка цифровых синтезаторов сигналов // Дис. к-та физ.-мат. наук. М., - 1982. - 193 с.

72. Tierney JRader С.М., Gold В. A digital frequency synthesizer // IEEE Trans. 1971. - March. - V.AU-19. - №1. - P.48-57.

73. Рабинер Jl., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов / Пер. с англ. М.: Мир. - 1978. - 622 с.

74. Q2334 Dual Direct Digital Synthesizer. Technical Data Sheet // Qualcomm, Inc.-1991.

75. High Speed Design Techniques // Analog Devices, Inc. 1996.

76. A. c. 1259470 СССР, МКИ H 03 С 3/08. Цифровой формирователь JI4M-сигналов /В. А. Иванов, В. А. Фролов, В. В. Шумаев. Опубл. 1986, Бюл. №35.

77. Winter 97/98 Short Form Designers' Guide // Analog Devices, Inc. 1998.

78. Bramble A., Kespens J. Army Frequency Agile Synthesiszer Program // Proc. 40 th. AFCS. 1986. - P. 366.

79. Шумаев B.B. Ионозонд с линейной модуляцией частоты сигнала и его использование для исследования ионосферы, возмущенной мощным радиоизлучением // Дис. к-та. физ.-мат. наук. Йошкар-Ола. - 1987. - 203 с.

80. Филипп Н.Д., Блаунштейн Н.Ш., Ерухимов Л.М., Иванов В.А., Урядов В.П. Современные методы исследования динамических процессов в ионосфере // Кишинев. 1991. - 288 с.

81. Nicholas Н., Samueli Н., Kim В. The optimization of ddfs performance in the presence of finite word lenght effects // 42st Annual frequency Control Symposium. -1988.

82. Kroupa V.F. Discrete spurious signals and background noise in direct digital frequency synthesizers // IEEE Inter. Freq. Control Symposium.-1993. .

83. Kushner L.J., Ainsworth M.T. A spurious reduction technique for high-speed direct digital synthesizers // IEEE Inter. Freq. Control Symposium.- 1996.

84. Vankka J. Spur reduction techniques in sine output direct digital synthesis // IEEE Inter. Freq. Control Symposium.- 1996.

85. Лобов В., Стешенко В., Шахтарин Б. Цифровые синтезаторы прямого синтеза частот // Chip News. №1(10). - 1997. - С. 16- 21.

86. Nicholas Н., Samueli Н. An analysis of the output spectrum of ddfs in the presence of phase-accumulator truncation I I 41st Annual frequency Control Symposium. -1987.

87. Mehrgardt S. Noise spectra of digital sine-generator using the table look-up method // IEEE Trans, on acoustic, speech and signal processing, 1983.

88. Kroupa V.F. Spectral properties of ddfs: computer simulations and experimental verifications // IEEE Inter. Freq. Control Symposium.- 1994.

89. Kuleshov V.N., Liu H.Y. Fundamental noise in direct digital frequency synthesizers // IEEE Inter. Freq. Control Symposium.- 1995.

90. Vankka J. Methods of mapping from phase to sine amplitude in direct digital synthesis // IEEE Inter. Freq. Control Symposium.- 1996.

91. Kroupa V.F. Phase and Amplitude Disturbances in Direct Digital Frequency Synthesizers // IEEE Inter. Freq. Control Symposium.- 1997.

92. Direct-Digital Frequency Synthesis .a basic tutorial. // Osicom Tech. Tech. Staff, 1997.

93. Holtkamp M. Direct digital synthesizers voor fast frequency hopping spread spectrum communicatie // Master's thesis. TU Delft. -1994.

94. Цифровая обработка сигналов: Учеб. пособие для вузов / Л.М. Гольденберг, Б.Д. Матюшкин, М.Н. Поляк. // М.: Радио и связь, 1990. -256 с.

95. Лезин Ю.С. Оптимальные фильтры и накопители импульсных сигналов. // М.: Советское радио, 1969. 448 с.

96. Варакин Л.Е. Теория сложных сигналов // М.: Сов. радио. 1976. -376 с.

97. Гоноровский КС. Радиотехнические цепи и сигналы: учебник для вузов // М.: Советское радио, 1971. 672 с.

98. Васильев Д.В., Ритолъ М.Р., Горшенков Ю.Н., Самойло К.А., Федосова Т. С., Черниговская Э.М. Радиотехнические цепи и сигналы // М.: Радио и связь. 1982. - 528 с.

99. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. М.: Сов.радио, 1966. -676 с.

100. Цыпкин Я.З. Основы теории автоматических систем. М.: Наука, 1977.-560 с.

101. Автоматизированный ЛЧМ комплекс для ионосферных исследований / Иванов В.А., Малышев Ю.Б., Нога Ю.В. и др. // Радиотехника. -1991. №4. -С. 69-72.

102. Аппаратура частотного обеспечения в адаптивной системе КВ-радиосвязи IB. А. Иванов, Н.В. Рябова, В.П. Урядов, В.В. Шумаев //Электросвязь. 1995. - № 11. - С. 30-32.

103. Эккоре Д.В. Процессорный модуль DSP-25AD. Руководство пользователя. -М.: Инструментальные системы, 1993.

104. Standart IBM PC. Справочник. Устройство, установка, техническое обслуживание и ремонт персональных компьютеров / Составитель Г.Карпов. -Кишинев, ВИРТ, 1991. 192 с.

105. Ларионов A.M., Горнец Н.Н. Периферийные устройства в вычислительных системах: Учеб. пособие. // М.: Высш. шк., 1991. 336 с.

106. Гукин Д. IBM совместимый персональный компьютер: Устройство и модернизация // М.: Мир, 1993. - 336 с.

107. Earl G.F., Ward B.D. The frequency management system of the Jindalee over-the-horizon backscatter HF radar // Radio Sci. 1987, v.22, P. 275-291.

108. The investigation of long-distance HF propagation on the basis of chirp sounder IV. P. Uryadov, N. V. Ryabova, V. A. Ivanov, V. V. Shumaev //Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics. New York. USA. 1995. - V. 57, № 11. -P. 1263-1271.

109. Moller H.G. Backscatter results from Lindau -II The movement of curtains of intense irregularities in the polar F-layer // J. Atm. Terr. Phys. 1974,- V. 36. -P. 1487-1501.