[9.3] Лабораторная работа: измерение порога подавления модельной линии #
Техник БПЛА · радиосвязь, РЭБ и РЭР
Работа даёт численное подтверждение расчёта зоны подавления, выполненного в статье 5.2.
Содержание
1. Постановка работы
Работа выполняется по схеме B. Первая плата формирует модельный сигнал линии связи, вторая формирует шумовую помеху, приёмный тракт реализуется программно на компьютере. Измеряемой величиной является доля ошибочно принятых символов в зависимости от отношения помеха-сигнал.
| Параметр работы | Значение | Обоснование выбора |
|---|---|---|
| Рабочая частота | 868 МГц | Соответствует полосе командной линии |
| Вид модуляции полезного сигнала | Двухпозиционная фазовая манипуляция | Наиболее помехоустойчивый вид, известен теоретический порог |
| Скорость передачи | 50 кбит/с | Порядок величины соответствует командной линии |
| Полоса помехи | 1 МГц | Перекрывает полосу полезного сигнала полностью |
| Вид помехи | Шумовая заградительная | Наихудший случай для линии без расширения спектра |
| Уровень полезного сигнала на входе | около минус 45 дБм | Середина рабочего участка тракта |
| Шаг изменения отношения помеха-сигнал | 1 дБ вблизи порога, 3 дБ вдали | Порог определяется с точностью до 1 дБ |
О реализации приёмного тракта. Демодуляция выполняется программно, например средствами среды построения цифровых приёмных трактов. Если такая среда не освоена, работа выполняется в упрощённом виде: вместо доли ошибок измеряется отношение сигнал-шум [вики] на выходе приёмной платы, а порогом считается значение, при котором сигнал перестаёт различаться в спектре.
2. Порядок выполнения
- Собрать схему B. Убедиться, что после сумматора установлен аттенюатор [вики] не менее 30 дБ.
- Включить только плату полезного сигнала. Убедиться, что уровень на входе приёмной платы соответствует расчётному, а сигнал уверенно демодулируется без ошибок.
- Выключить плату полезного сигнала, включить плату помехи. Установить переменный аттенюатор на наибольшее ослабление. Убедиться, что помеха различима, но не перегружает тракт.
- Включить обе платы. Записать долю ошибок при наибольшем ослаблении в плече помехи.
- Уменьшать ослабление ступенями по 3 дБ, на каждой ступени накапливая статистику не менее чем за 30 секунд и записывая долю ошибок.
- При появлении первых ошибок перейти на шаг 1 дБ.
- Продолжать до полного прекращения приёма.
- Вернуть наибольшее ослабление и повторить серию для проверки повторяемости.
| Отношение помеха-сигнал | Ожидаемая доля ошибок | Состояние линии |
|---|---|---|
| минус 10 дБ | менее одной стотысячной | Работа без ошибок |
| минус 5 дБ | около одной десятитысячной | Единичные ошибки |
| 0 дБ | от одной тысячной до одной сотой | Ошибки заметны, кодирование справляется |
| 3 дБ | около одной двадцатой | Приближение к порогу |
| 6 дБ | более одной десятой | Линия неработоспособна |
| 10 дБ | около половины | Приём отсутствует |
Приведённые значения являются ориентировочными и зависят от реализации приёмного тракта. Задачей работы является получение собственной кривой, а не совпадение с таблицей.
↑ К оглавлению3. Обработка результатов
- Построить график зависимости доли ошибок от отношения помеха-сигнал с логарифмической шкалой [вики] по оси долей.
- Определить порог подавления как значение отношения помеха-сигнал, при котором доля ошибок достигает одной сотой.
- Сопоставить полученный порог с требуемым превышением сигнала над помехой из таблицы статьи 5.2.
- Пересчитать измеренный порог в расстояние: определить, на каком удалении от источника помехи заданной мощности линия сохранит работоспособность при заданном удалении аппарата от наземной станции.
- Сравнить полученное расстояние с расчётом, выполненным в практической работе 5.2.
Пример пересчёта в расстояние
Измеренный порог подавления составил 4 дБ, то есть линия работает, пока помеха превышает сигнал не более чем на 4 дБ. Наземная станция излучает 24 дБм с антенной [вики] 2 дБи, источник помехи излучает 43 дБм с антенной 6 дБи. Превышение источника помехи над станцией по излучаемой мощности составляет \( (43 + 6) - (24 + 2) = 23 \) дБ.
Условие сохранения связи принимает вид \( 23 - 20 \lg \dfrac{d_{пом}}{d_{ст}} \lt 4 \), откуда \( 20 \lg \dfrac{d_{пом}}{d_{ст}} \gt 19 \) и \( \dfrac{d_{пом}}{d_{ст}} \gt 8{,}9 \).
Вывод. При удалении аппарата от станции на 2 км источник помехи должен находиться не ближе 17,8 км. Измерение на стенде дало количественную основу для планирования маршрута.
4. Типичные ошибки
| Ошибка | Проявление | Устранение |
|---|---|---|
| Перегрузка тракта помехой | Порог получается заниженным, кривая имеет излом | Увеличить ослабление после сумматора на 10 дБ и повторить |
| Неучтённые потери плеч сумматора | Отношение помеха-сигнал смещено на постоянную величину | Измерить потери каждого плеча отдельно |
| Изменение усиления в ходе серии | Результаты соседних точек несопоставимы | Зафиксировать режим до начала серии |
| Малое время накопления | Доля ошибок скачет между измерениями | Увеличить время накопления до 60 секунд |
| Взаимное влияние плат по питанию | Ложные составляющие при включении второй платы | Питание от разных портов, применение развязки |
| Полоса помехи уже полосы сигнала | Порог завышен, помеха поражает лишь часть полосы | Проверить ширину помехи по спектру |
Контроль перед каждым включением. Перед подачей питания проверяется наличие аттенюатора защиты входа. Работа выполняется многократно, и снятие аттенюатора при пересборке тракта с последующим включением является наиболее частой причиной выхода платы из строя.
5. Проверьте себя
- Какое отношение помеха-сигнал принимается за порог подавления и почему?
- Почему переменный аттенюатор изменяют ступенями по 1 дБ вблизи порога?
- Как измеренный порог пересчитывается в допустимое расстояние до источника помехи?
- О чём свидетельствует излом кривой зависимости доли ошибок?
- Почему время накопления статистики влияет на достоверность результата?
Контрольный перечень
6. Источники
- Прокис Дж. Цифровая связь, разделы о помехоустойчивости видов модуляции.
- Документация среды GNU Radio, примеры построения приёмных трактов.
- Материалы статьи 5.2 настоящего курса.
Проверено: 20.09.2026
↑ К оглавлению- мод. : Понедельник, 21 сентября 2026