Линейное сложение сигналов

При линейном сложении коэффициенты усиления складыва­емых сигналов должны быть одинаковы, т. е. коэффициенты C_d, входящие в выражение (6.4), равны единице. Равенство ко­эффициентов усиления приемников обычно обеспечивается общей схемой АРУ. В этом случае величина коэффициентов усиления определяется наибольшим из складываемых сигналов.

Схема приемного устройства сдвоенного приема с линейным сложением сигналов приведена на рис. 6.3. Когерентность сиг­налов, складываемых на промежуточной частоте, обеспечивает­ся системой фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Несинфазность складываемых сигналов ведет к ухудшению результирующего отношения сигнал/помеха, особенно при равенстве уровней складываемых сигналов. Зависимость уменьшения сигнал/по­меха суммарного сигнала от степени несинфазности < j для сдвоенного приема приведена на рис. 6.4, из которого видно, что при 38⁰ потери в отношении сигнал/помеха составляют около 1 дБ, а при 50° — 2 дБ. Следовательно, фазирование сиг­налов с высокой точностью не обязательно. Чем больше отлича­ются уровни складываемых сигналов, тем меньше сказывается их несинфазность на отношении сигнал/помеха.

Место включения суммирующего устройства S, при линейном сложении зависит от вида модуляции принимаемого сигнала. При приеме AM сигналов сложение можно производить как до детек­торов, так и после них, так как отношение сигнал/помеха на входе и выходе амплитудного детектора одинаково. В случае при­ема ЧМ сигналов сложение целесообразно производить до детек­торов. Это обусловлено тем, чтона выходе частотного детекто­ра отношение сигнал/помеха ухудшается, если на входе детекто­ра оно ниже некоторого порогового значения. Следовательно, при сложении сигналов после частотных детекторов уменьшается и результирующее значение отношения сигнал/помеха. Кроме то­го, в случае линейного сложения до детектора уменьшаются ис­кажения сигнала, вызываемые многолучевостью распространения радиоволн.

Оценим помехоустойчивость системы радиосвязи с разнесенным приемом и линейным сложением некоррелированных сигналов.

При С_i = 1 из (6.4) с учетом (6.3) имеем

, (6.35)

где ; (6.36)
(6.37)

Отношение сигнал/помеха по мощности для суммарного сигнала равно

. (6.38)

Выбирая, как и в предыдущем случае, Т_А<<Т<<Т_a, можем записать

. (6.39)

Полагая помехи в различных ветвях приема некоррелирован­ными, знаменатель выражения (6.39) перепишем в виде

, (6.40)

так как члены квадрата суммы, содержащие произведения равны нулю при .

Учитывая (6.40), (6.8), (6.9) и (6.11), из (6.39) получаем

. (6.41)

Это выражение справедливо при условии когерентности и син-фазпости сигналов всех ветвей приема, суммируемых на проме­жуточной частоте (рис. 6.3). Так как когерентные сигналы скла­дываются по напряжению, формулу (6.41) можно представить в следующем виде:

. (6.42)

Среднее значение отношения сигнал/помеха при n-кратном разнесении определяется усреднением выражения (6.42) на интервале T₁ >> T_a.

Полагая замирания в различных ветвях прие­ма некоррелированными, находим

. (6.43)

Для стационарных случайных процессов среднее по времени равно среднему по ансамблю, т. е. первый член выражения (6.43) определяется интегралом (6.13), а члены, стоящие под знаком суммы, находятся по формуле

. (6.44)

Если учесть, что число слагаемых суммы в (6.43) равно п(п—1), можно записать

. (6.45)

При релеевском распределении (1.12)

. (6.46)

Подставляя значения величин (6.18) и (6.46), входящих в (6.45), получим

. (6.47)

Выигрыш в отношении сигнал/помеха в системе с разнесен­ным приемом и линейным сложением сигналов по сравнению с одиночным приемом определяется по аналогии с (6.27) выраже­нием

(6.48)

Значения В_п при различных кратностях разнесения приведе­ны в таблице 6.1, которая приведена в параграфе 6.6