Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.
Владимир Владимирский государственный университет, 2004, 215 с.
Специальность 05.12.04 Радиотехника, в том числе системы и устройства радионавигации, радиолокации и телевидения
Научный руководитель: д.т.н., профессор Никитин О.Р.
Целью работы: исследования является разработка вычислительных методов определения параметров радиосигнала на основе алгоритмов цифровой обработки массива данных мгновенных значений, а также создание специализированных СОПР, эффективно функционирующих в реальном времени и имеющих метрологические характеристики, достаточные для практических приложений.
Научная новизна состоит в разработке методов и алгоритмов цифровой обработки массива данных мгновенных значений в задачах определения параметров радиосигнала:
1. Предложен метод несинхронизированного стробирования, который позволяет существенно расширить диапазон рабочих частот и упростить аппаратную часть СОПР. Показано, что несинхронизированное стробирование можно совмещать с преобразованием Фурье.
2. Предложен метод многоуровнего интерполирования и усреднения результатов для определения частоты и фазового сдвига периодического сигнала, который позволяет значительно увеличить базу данных без увеличения времени анализа.
3. Предложены методы определения частоты и параметров модуляции сигналов на основе преобразований Фурье-Гильберта, которые обеспечивают высокие точностные характеристики при паразитной модуляции, наличии шумов и ограниченной разрядности АЦП.
4. Предложен метод определения фазового сдвига с преобразованием дискретизированных сигналов из временной в частотную область по Фурье, который обеспечивает высокие характеристики в условиях нелинейных искажений, наличия шумов и ограниченной разрядности АЦП.
5. Предложены и исследованы алгоритмы измерения СКЗ во временной, а также в частотной области с использованием преобразования Фурье.
Практическая ценность:
Созданы и апробированы алгоритмы восстановления формы дискретизированного сигнала, позволяющие в несколько раз расширить полосу рабочих частот вычислительных приборов.
Создан комплекс виртуальных приборов широкого назначения, в состав которого входят: генератор сигналов; осциллограф; анализатор спектра; измеритель корреляционной функции; измеритель частоты; измеритель фазовых сдвигов; измеритель временных интервалов; вольтметр; измеритель нелинейных искажений. Разработанное программное
обеспечение (ПО) позволяет заменить автономные приборы на виртуальные аналоги, уменьшая стоимость комплекса от 5 до 10 раз.
Для контроля, испытаний и мониторинга параметров затухания в канале распространения радиоволн создан специализированный комплекс виртуальных приборов, который позволяет оценить статистические параметры замираний в радиоканале.
Для решения задачи определения повторяемости огибающей сигнала разработаны программные средства нахождения коэффициента взаимной корреляции двух отрезков сигналов: начального отрезка и любого отрезка аналогичной длины, вырезаемого из выбранного интервала времени со сдвигом, программируемым пользователем.
Разработан и реализован специализированный комплекс виртуальных приборов для мониторинга параметров гармонического напряжения в течение длительного времени до многих суток и даже месяцев с сохранением информации в виде файлов данных.
Содержание
Аналитический обзор вьршслительных методов определения параметров радиосигнала и постановка задач исследований.
Методы стробирования и многоуровневой интерполяции в задачах определения параметров радиосигнала.
Применение методов преобразования фурье и гильберта для задач определения параметров радиосигнала.
Реализация алгоритмических методов определения параметров радиосигнала в промышленности и учебном процессе.
Специальность 05.12.04 Радиотехника, в том числе системы и устройства радионавигации, радиолокации и телевидения
Научный руководитель: д.т.н., профессор Никитин О.Р.
Целью работы: исследования является разработка вычислительных методов определения параметров радиосигнала на основе алгоритмов цифровой обработки массива данных мгновенных значений, а также создание специализированных СОПР, эффективно функционирующих в реальном времени и имеющих метрологические характеристики, достаточные для практических приложений.
Научная новизна состоит в разработке методов и алгоритмов цифровой обработки массива данных мгновенных значений в задачах определения параметров радиосигнала:
1. Предложен метод несинхронизированного стробирования, который позволяет существенно расширить диапазон рабочих частот и упростить аппаратную часть СОПР. Показано, что несинхронизированное стробирование можно совмещать с преобразованием Фурье.
2. Предложен метод многоуровнего интерполирования и усреднения результатов для определения частоты и фазового сдвига периодического сигнала, который позволяет значительно увеличить базу данных без увеличения времени анализа.
3. Предложены методы определения частоты и параметров модуляции сигналов на основе преобразований Фурье-Гильберта, которые обеспечивают высокие точностные характеристики при паразитной модуляции, наличии шумов и ограниченной разрядности АЦП.
4. Предложен метод определения фазового сдвига с преобразованием дискретизированных сигналов из временной в частотную область по Фурье, который обеспечивает высокие характеристики в условиях нелинейных искажений, наличия шумов и ограниченной разрядности АЦП.
5. Предложены и исследованы алгоритмы измерения СКЗ во временной, а также в частотной области с использованием преобразования Фурье.
Практическая ценность:
Созданы и апробированы алгоритмы восстановления формы дискретизированного сигнала, позволяющие в несколько раз расширить полосу рабочих частот вычислительных приборов.
Создан комплекс виртуальных приборов широкого назначения, в состав которого входят: генератор сигналов; осциллограф; анализатор спектра; измеритель корреляционной функции; измеритель частоты; измеритель фазовых сдвигов; измеритель временных интервалов; вольтметр; измеритель нелинейных искажений. Разработанное программное
обеспечение (ПО) позволяет заменить автономные приборы на виртуальные аналоги, уменьшая стоимость комплекса от 5 до 10 раз.
Для контроля, испытаний и мониторинга параметров затухания в канале распространения радиоволн создан специализированный комплекс виртуальных приборов, который позволяет оценить статистические параметры замираний в радиоканале.
Для решения задачи определения повторяемости огибающей сигнала разработаны программные средства нахождения коэффициента взаимной корреляции двух отрезков сигналов: начального отрезка и любого отрезка аналогичной длины, вырезаемого из выбранного интервала времени со сдвигом, программируемым пользователем.
Разработан и реализован специализированный комплекс виртуальных приборов для мониторинга параметров гармонического напряжения в течение длительного времени до многих суток и даже месяцев с сохранением информации в виде файлов данных.
Содержание
Аналитический обзор вьршслительных методов определения параметров радиосигнала и постановка задач исследований.
Методы стробирования и многоуровневой интерполяции в задачах определения параметров радиосигнала.
Применение методов преобразования фурье и гильберта для задач определения параметров радиосигнала.
Реализация алгоритмических методов определения параметров радиосигнала в промышленности и учебном процессе.