Что такое фкм сигнал

Фазо-кодо-манипулированные импульсы (ФКМ)

ФКМ радиоимпульсы характеризуются скачкообразным изменением фазы внутри импульса по определенному закону, например (рис. 1.66):

– код трехэлементного сигнала

– закон изменения фазы

или семиэлементный сигнал (рис. 1.67):

Таким образом, можно сделать выводы:

· АЧС сигналов с ЛЧМ является сплошным.

· Огибающая АЧС определяется формой огибающей сигнала.

· Максимальное значение АЧС определяется энергией сигнала, которая в свою очередь, прямопропорциональна амплитуде и длительности сигнала.

· Ширина спектра равна где девиация частоты и не зависит от длительности сигнала.

· База сигнала (коэффициент широкополостности) может быть n>>1. Поэтому ЛЧМ сигналы называют широкополосными.

ФКМ радиоимпульсы длительностью представляют собой совокупность следующих друг за другом без интервалов элементарных радиоимпульсов, длительность каждого из них одинакова и равна . Амплитуды и частоты элементарных импульсов одинаковы, а начальные фазы могут отличаться на (или какое-либо другое значение). Закон (код) чередования начальных фаз определяется назначением сигнала. Для ФКМ радиоимпульсов, используемых в радиолокации разработаны соответствующие коды, например:

— два варианта четырехэлементного кода

Спектральную плотность кодированных импульсов определяют, используя свойство аддитивности преобразований Фурье, в виде суммы спектральных плотностей элементарных радиоимпульсов.

Графики АЧС для трехэлементного и семиэлементного импульсов приведены на рисунке 1.68

Как видно из приведенных рисунков, ширина спектра ФКМ радиосигналов определяется длительностью элементарного радиоимпульса

или .

Коэффициент широкополостности , где N-количество элементарных радиоимпульсов.

Источник

Фазокодоманипулированные сигналы

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Июня 2013 в 11:15, реферат

Описание работы

Одним из типов сложных сигналов является фазокодоманипулированный (ФКМ) сигнал. Для формирования и сжатия ФКМ-сигналов могут быть использованы многоотводные линии задержки на поверхностных акустических волнах (ПАВ).
Устройства формирования и сжатия (обработки) ФКМ-сигналов находят применение в широкополосных системах связи, радиолокации, в устройствах идентификации объектов.
Преимущества при использовании ФКМ-сигналов.
В радиолокационной технике:
– увеличение дальности действия радиолокационных станций (РЛС) за счет увеличения отношения сигнал/шум или увеличение разрешения по дальности при одинаковой общей длительности излучаемого импульса.

Файлы: 1 файл

оригинал.docx

Одним из типов сложных сигналов является фазокодоманипулированный (ФКМ) сигнал. Для формирования и сжатия ФКМ-сигналов могут быть использованы многоотводные линии задержки на поверхностных акустических волнах (ПАВ).

Устройства формирования и сжатия (обработки) ФКМ-сигналов находят применение в широкополосных системах связи, радиолокации, в устройствах идентификации объектов.

Преимущества при использовании ФКМ-сигналов.

В радиолокационной технике:

– увеличение дальности действия радиолокационных станций (РЛС) за счет увеличения отношения сигнал/шум или увеличение разрешения по дальности при одинаковой общей длительности излучаемого импульса.

В широкополосных системах связи:

– секретность передачи информации, так как сигнал кодируется, а распределение мощности в широкой полосе частот уменьшает возможность его обнаружения;

– устойчивость к организованным помехам, так как корреляционная обработка в приемнике уменьшает относительный уровень организованной помехи;

– возможность одновременного доступа для нескольких абонентов, поскольку одну и ту же полосу спектра могут иметь несколько сигналов, если их коды не коррелированны.

Пусть задан радиосигнал в виде последовательности из N элементарных импульсов с частотой заполнения ω0, причем каждый длительностью t0. Начальная фаза каждого элементарного импульса может меняться и задана величиной qn. Для сигнала с двоичным кодом qn принимает значения 0 и 180°, поэтому множитель cn=exp(jqn), т. е. является действительным коэффициентом, принимающим два значения. По модулю этот коэффициент равен 1 и может быть представлен в виде (+) или (–).

Сумма в (1) отображает ФКМ-сигнал длительностью ТФКМ=Nt0 в виде фрагментов синусоиды, модулированных по фазе в зависимости от знака коэффициента cn (рис. 1). При анализе сигналов с двухфазными кодами удобно рассматривать их в виде огибающей без высокочастотного заполнения,

1.2. Формирование ФКМ-сигнала

Короткий импульс возбуждения, подаваемый на вход всречно-штыревого преобразователя (ВШП) ВШП-А, создает на выходе устройства синусоидальный сигнал, Сигнал на выходе устройства формирования uвых(t) представляет собой свертку входного сигнала в виде короткого импульса с импульсной характеристикой формирователя: т. е. выходной сигнал повторяет форму импульсной характеристики, сдвинутой во времени на величину задержки, равной задержке в подаче импульса возбуждения.

Следует отметить, что амплитудный спектр реального ФКМ-сигнала близок по форме к амплитудно-частотной характеристике (АЧХ) линии задержки, формирующей данный ФКМ-сигнал

1.4. Свойства кодов Баркера

Последовательности Баркера образуют класс двоичных кодов, функции корреляции которых имеют уровень боковых лепестков (УБЛ) с максимальным значением, равным 1 (рис. 6). При этом при подаче на вход СФсигнала в виде последовательности Баркера отношение уровня пика сигнала к максимальному УБЛ на выходе СФравно N (в децибелах 20log10N, дБ).

Истинные последовательности Баркера найдены лишь для числа элементов не более 13. Они приведены в таблице.

В случае использования ФКМ-сигнала в РЛС основными параметрами устройств формирования и сжатия являются коэффициент сжатия импульса (Kсж) и максимальный относительный УБЛ в сжатом сигнале.

Последовательности Баркера (уровень +1 обозначен как “+”, уровень –1 как “–“)

– 0 – 0 – 0 – 0 – 0 11 0 – 0 – 0 – 0 – 0-

+0 + 0 + 0 + 0 + 0 +0 13 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0+

Рассмотрены возможности снижения уровня боковых лепестков автокорреляционной функции ФКМ зондирующих сигналов. Предложена оптимальная фазо-амплитудная внутриимпульсная модуляция, позволяющая снизить боковые лепестки и одновременно повысить частоту следования зондирующих посылок. Исследованы факторы, влияющие на характеристики таких сигналов и предложен критерий их реализуемости в аппаратуре.

Алгоритмы обработки сигналов в радиолокаторе с квазинепрерывным зондирующим сигналом, предназначенным для обнаружения объектов, скрытых за оптически непрозрачными препятствиями, как правило, строятся по принципу оптимальной корреляционной обработки или согласованной фильтрации.

Зондирующие сигналы для таких РЛС выбирают исходя из требования обеспечения необходимой разрешающей способности и помехоустойчивости. При этом функцию неопределенности сигнала стараются сделать карандашного вида в соответствующей плоскости с минимальным уровнем боковых лепестков. Для этого применяют различные сложные виды модуляции [3, 5, 6]. Наиболее распространенными из них являются: частотно-модулированные сигналы; многочастотные сигналы; фазо-манипулированные сигналы; сигналы с кодовой фазовой модуляцией; дискретные частотные сигналы или сигналы с кодовой частотной модуляцией; составные сигналы с кодовой частотной модуляцией и ряд сигналов, являющихся комбинацией нескольких видов модуляции. Чем уже главный пик функции неопределенности сигнала и чем ниже уровень ее боковых лепестков, тем, соответственно, выше разрешение и помехоустойчивость РЛС. Под термином «помехоустойчивость» в данной работе имеется ввиду устойчивость РЛС к помехам, обусловленным отражениями зондирующего сигнала от объектов, не являющихся целями и расположенных вне анализируемого строба (частотного, временного). Такие сигналы в литературе называют сигналами с большой базой или сверхширокополосными сигналами (СШП).

Одной из разновидностей СШП сигналов являются фазо-манипулированные сигналы, представляющие кодированную последовательность радиоимпульсов, начальные фазы которых изменяются по заданному закону. Кодовые последовательности максимальной длины или М-последовательности обладают весьма важными для радиолокации свойствами [6]:

· Уровень боковых лепестков функции неопределенности для периодической последовательности составляет −, а для одиночной последовательности импульсов −;

· Импульсы в одном периоде последовательности, различающиеся фазами, частотами, длительностями, распределены равновероятно, что дает основание считать эти сигналы псевдослучайными;

Целью настоящей работы является исследование возможностей снижения уровня боковых лепестков функции неопределенности сигналов, модулированных М-последовательностями.

показан фрагмент модулирующей функции, образованной периодической последовательностью (здесь два периода М-последовательности с ).

Рис.1. Фрагмент М-последовательности

Рис.2. Сечение по оси времени функции неопределенности ФКМ-сигнала

Сечение по оси времени функции неопределенности радиосигнала, модулированного такой М-последовательностью показано на рис.2. Уровень боковых лепестков, как и предсказывает теория, составляет 1/7 или минус 8,5 дБ.

Аналитическое решение (8) оказывается достаточно трудоемко, поэтому воспользуемся процедурой численной минимизации, основанной на методе Ньютона [7]

процедуры поиска экстремума целевой Один из способов вычисления длины шага состоит в вычислении :

Рис. 3. Модуль автокорреляционной функции сигнала (11) при

Рис.4. Модуль автокорреляционной функции при

Рис. 5. Фрагмент ФКМ-сигнала, модулированного по амплитуде

Зондирующий сигнал при этом формируется в соответствии с алгоритмом

Рис. 6. Зависимость оптимального фазового сдвига от длины М-последовательности

Из рис. 6 видно, что при увеличении длины последовательности значение оптимального фазовогосдвига асимптотически стремится к нулю и при можно считать, что оптимальный сигнал с внутриимпульсной фазовой модуляцией практически не отличается от обычного ФКМ-сигнала. Исследования показывают, что с ростом длины периода модулирующей ПСП относительная чувствительность к искажениям сигнала будет падать.

Аналитическим критерием для выбора граничной длины последовательности может служить следующее соотношение где некоторое число, определяющее возможность технической реализации сигнала с внутриимпульсной модуляцией в аппаратуре.

Оценка целесообразности усложнения сигнала.

Рассмотрим влияние ошибок, возникающих в аппаратуре при формировании, передаче, приеме и обработке ФКМ-радиосигналов на их свойства.

Оценка влияния ошибок формирования ФКМ-сигнала на его свойства.

Всю совокупность факторов, влияющих на характеристики сигнала, можно разделить на две группы: флуктуационные и детерминированные.

К флуктуационным факторам относятся: фазо-частотные нестабильности опорных генераторов; шумы различного рода; сигналы, просачивающиеся из передатчика непосредственно на вход приемника и после корреляционной обработки с опорным сигналом образующие шумоподобные процессы, и другие факторы.

К детерминированным факторам относятся: недостаточная широкополосность формирующих цепей; асимметричность модулирующей функции; некогерентность модулирующей функции и несущего колебания; отличие формы опорного и зондирующего сигналов и т.п.

В более общем виде аналитическое выражение для сигнала, модулированного псевдослучайной М- последовательностью, предспри,, а его нормированный спектр — показан на рис.7. Здесь для наглядности показан фрагмент частотной оси, где сосредоточены основные компоненты спектра сигнала. Характерной особенностью такого сигналa, как видно из рис.7, является пониженный уровень немодулированного несущего колебания, который в идеальном случае стремится к нулю.

Рис.7. Нормированный спектр сигнала

Широкая полоса спектра и отсутствие периодического немодулированного колебания позволяет реализовать алгоритмы обнаружения и идентификации объектов в локационных системах, подобных [5], при ослаблении полезного сигнала в препятствиях на 40-50 дБ и уровнях коррелированных помех, превышающих сигнал на 50-70 дБ.

Из-за инерционности формирующих цепей появляются выраженные переходные процессы, паразитная амплитудная модуляция и ряд других эффектов, которые искажают как форму так и спектр излучаемых и опорных колебаний.

Очевидно, что искажения, вносимые во временную реализацию сигнала, отражаются на его корреляционных свойствах. Появляется дополнительная паразитная амплитудная модуляция, нарушаются фазовые соотношения между отдельными компонентами ПСП, возникает асимметрия относительно нулевой оси несущей и ряд других нежелательных явлений, которые снижают характеристики локационной системы в целом. На рис. 8 представлена спектральная плотность искаженного сигнала.

Источник

Алгоритм обработки ортогональных ФКМ сигналов

В настоящее время остаются актуальными в радиолокации задача разрешения, а в системах передачи информации — задача различения сигналов.

Для решения этих задач можно использовать ФКМ сигналы, кодированные ансамблями ортогональных функций, имеющих, как известно, нулевую взаимную корреляцию.

Для разрешения сигналов в радиолокации можно использовать пачечный сигнал, каждый импульс которого кодирован одной из строк ортогональной матрицы, например матрицы Виленкина-Крестенсона или Уолша-Адамара. Данные сигналы имеют хорошие корреляционные характеристики, что позволяет использовать их для вышеупомянутых задач. Для различения сигналов в системах передачи данных можно использовать такой же сигнал со скважностью равной единице.

Матрицу Виленкина-Крестенсона при этом можно использовать для формирования полифазного (p-фазного) ФКМ сигнала, а матрицу Уолша-Адамара, как частный случай матрицы Виленкина-Крестенсона для числа фаз равного двум, — для формирования бифазного сигнала.

Полифазные сигналы, как известно, обладают высокой помехоустойчивостью, структурной скрытностью и относительно малым уровнем боковых лепестков автокорреляционной функции. Однако для обработки таких сигналов необходимо затрачивать большее количество алгебраических операций сложения и умножения из-за наличия реальной и мнимой частей отсчетов сигнала, что приводит к увеличению времени обработки.

Задачи различения и разрешения могут усугубляться априорно неизвестным доплеровским смещением несущей частоты из-за относительного движения источника информации и абонента или РЛС и цели, что также затрудняет обработку сигналов в реальном масштабе времени из-за наличия дополнительных доплеровских каналов обработки.

Для обработки вышеупомянутых сигналов, имеющих доплеровскую добавку частоты, предлагается использовать устройство, которое состоит из входного регистра, процессора дискретного преобразования, блока перекрестных связей и набора одинаковых блоков формирования АКФ сигнала, представляющих собой последовательно соединенные регистры сдвига.

Если в качестве матрицы-базиса взять ортогональную матрицу Виленкина-Крестенсона для обработки полифазного пачечного сигнала, то дискретное преобразование перейдет в дискретное преобразование Виленкина-Крестенсона-Фурье.

Т.к. матрицу Виленкина-Крестенсона можно факторизировать с помощью алгоритма Гуда, то дискретное преобразование Виленкина-Крестенсона-Фурье можно свести к быстрому преобразованию Виленкина-Крестенсона-Фурье.

Если в качестве матрицы-базиса взять ортогональную матрицу Уолша-Адамара — частный случай матрицы Виленкина-Крестенсона для обработки бифазного пачечного сигнала, то дискретное преобразование перейдет в дискретное преобразование Уолша-Фурье, которое путем факторизации можно свести к быстрому преобразованию Уолша-Фурье.

Источник

Фиброзно-кистозная мастопатия – болезнь цивилизации

Значительные изменения условий и стиля жизни женщины, появившиеся в последние 100 лет, привели к массовому распространению таких патологий как мастопатия и рак молочной железы.

Врачи нередко при обращении к ним женщин с жалобами на боли, нагрубание молочных желез ставят диагноз мастопатии. Но далеко не всякий дискомфорт молочных желез является мастопатией.

Для обоснованной постановки данного диагноза женщина должна пройти всестороннее обследование:

Диагноз мастопатии ставят при обнаружении комплекса следующих патологических проявлений.

Классификация мастопатии

Предложено несколько классификаций мастопатии. В практике наиболее часто пользуются клинической классификацией, которая делит мастопатию на 3 формы.
1. Масталгия (мазоплазия, мастодиния). При этой форме преобладающим являются выраженные боли в молочных железах, которые требуют назначения обезболивающих препаратов.
2. Диффузная мастопатия. При этом в тканях молочных желез выявляются диффузные уплотнения и кисты. В свою очередь, диффузная мастопатия делится на 2 подтипа:
а) диффузная фиброзная мастопатия, преобладают фиброзные (соединительнотканные) участки уплотнений;
б) диффузная фиброзно-кистозная мастопатия, на фоне фиброзных уплотнений выявляются кисты.
3. Локализованная мастопатия (локализованный фиброаденоматоз).

При этом в каком-либо квадранте молочной железы выявляется четко отграниченный участок. Данную форму выделяют специально, так как при выявлении отграниченного узла в молочной железе необходимо исключить наличие рака. Поэтому при локализованном фиброаденоматозе обязательно проводят маммографию и исследование клеток или тканей из узла. Иногда природу узла в молочной железе можно выявить только во время операции. В таком случае женщине предлагают операцию, под наркозом проводят секторальную резекцию молочной железы с подозрительным участком, и направляют удаленную ткань на срочное гистологическое исследование.

Лечение мастопатии

Диффузная мастопатия лечится консервативным путем. При мастопатии рекомендуется ограничение в пище животных жиров, молочно-растительная диета, увеличение потребления овощей и фруктов, сои и других бобовых, пищевых волокон с отрубями злаковых; оптимизация веса тела; нормализация режима сна и бодрствования; увеличение двигательной активности и лечебная физкультура. Применяют в лечении мастопатии санаторно-курортное лечение, минеральные воды, физиотерапию, аутотренинг, психотерапию.

Применяемые лекарственные препараты можно разделить на 2 группы:
1. Гормональные средства: препараты на основе женских половых гормонов
2. Негормональные средства: витамины, адаптогены, мочегонные, успокаивающие, улучшающие работу печени, препараты калия, ферменты, обезболивающие, препараты йода. В лечении мастопатии используются фитотерапия и препараты на основе природных биологически активных веществ, биологически активные добавки к пище.
При сопутствующей патологии, вызывающей мастопатию, необходимо дополнительное лечение выявленных заболеваний: лечение гинекологических болезней, лечение заболеваний щитовидной железы, регулирование и стабилизация обменных процессов, лечение заболеваний печени и желчного пузыря, устранение венозного застоя в малом тазу, ликвидация синдрома дисбактериоза толстого кишечника и запоров.

Хирургическое лечение при мастопатии проводится лишь в нескольких случаях.

При наличии крупной кисты с жидким содержимым проводят пункцию кисты, отсасывают содержимое. Иногда для того, чтобы стенки кисты спались, внутрь нее вводят склерозирующие вещества. Подобные операции выполняются, как правило, в амбулаторных условиях. При локализованном фиброаденоматозе, как уже говорилось выше, нередко женщину приходится госпитализировать и с диагностической целью проводить секторальную резекцию молочной железы. При фиброаденоме молочной железы иногда в стационарных условиях проводят оперативное лечение: вылущивание опухоли молочной железы, секторальная резекция молочной железы. В большинстве случаев фиброаденому не удаляют, а проводят за ней динамическое наблюдение.

Занимайтесь самообследованием, запомните: положительный результат возможен лишь при очень аккуратном, последовательном и длительном лечении по схеме, рекомендованной врачом.

Источник

Нужно ли лечить мастопатию (фиброзно-кистозную болезнь)?

Молочная железа представляет собой отличительную особенность целого зоологического класса – класса млекопитающих.

От рождения ребенка до поздних лет жизни молочная железа многократно меняет свой облик – начавшись с маленького бутона, она проходит свой волнующий расцвет и в увядающем спокойствии завершает свой век.

Молочные железы начинают формироваться на 6-ой неделе внутриутробной жизни. С момента рождения и до полового созревания в молочных железах удлиняются протоки, увеличиваются соски. В периоде полового созревания происходит быстрое удлинение и разветвление протоков, образование железистых долек, изменение морфологической структуры молочной железы. Соединительная ткань образует 2 зоны: межклеточная и междолевая (поддерживающая доли), подвергающаяся гормональным воздействиям. После полного полового созревания до второго триместра первой беременности молочная железа прекращает свое развитие. Таким образом, от периода полового созревания и до конца первой беременности эпителий молочных желез является незрелым, он не способен отвечать на собственный циркулирующий прогестерон и это становится фактором риска в развитии рака молочной железы.

Молочная железа чрезвычайно зависима от циклических физиологических процессов организма. Практически, молочная железа никогда не находится в состоянии покоя, независимо от возраста женщины. Постоянная изменчивость структуры молочной железы, чувствительность к половым гормонам, гормонам щитовидной железы, зависимость от сексуального комфорта и состояния эмоционального статуса женщины, приводят к частому возникновению в этой железе диспластических процессов, которые чаще всего объединяются термином мастопатия или фиброзно-кистозная болезнь.

Причины заболевания

Причин возникновения патологии огромное количество. Основными из них являются:

Симптомы мастопатии

Для мастопатии наиболее характерными жалобами являются:

Боли могут иррадиировать в подмышечные области, плечо и лопатку. Наиболее частым является сочетание симптомов мастопатии и предменструального синдрома. Основными жалобами при этих состояниях являются: головная боль (нередко по типу мигрени), отеки лица и конечностей, тошнота, реже рвота, нарушение функции кишечника, метеоризм. При нейропсихической форме предменструального синдрома возможно присоединение таких жалоб, как раздражительность, депрессия, слабость, плаксивость и агрессивность. Сложности в определении причины болевого синдрома связаны с тем, что боли могут возникать не только при патологии молочной железы, но и при шейно-грудном остеохондрозе, радикулоневрите, межреберной невралгии и устраняются соответствующей терапией.

Какие формы может иметь фиброзно-кистозная болезнь?

Чаще всего мастопатия носит диффузный характер и проявляется:

Менее благоприятной формой мастопатии является узловая. При этой форме, как правило, на фоне изменений, описанных выше, имеется наличие одного или нескольких узлов, чаще всего представляющих собой аденому или фиброаденому.

Также узловая форма может быть представлена атипической гиперплазией ( разрастанием железистой ткани). Процент перерождения данного узлового образования увеличивается до 20%.

Также стоит напомнить о совершенно особенном проявлении мастопатии — кровянистые выделения из соска молочной железы. Как правило, причиной таких выделений является внутрипротоковое образование (папиллома), которая может изъязвляться и кровоточить. Такие симптомы должны стать серьезным поводом для беспокойства женщины и скорого обращения за медпомощью.

Диагностика мастопатии

Необходимые методы обследования, которые должна получить женщина, обратившись к врачу-маммологу:

Лечение мастопатии

Схема лечения мастопатии должна подбираться индивидуально, для каждой женщины. При назначении схемы должны учитываться причины развития мастопатии, данные обследований, изменения в анализах крови. При необходимости женщина должна получить консультацию таких специалистов, как невролог, гинеколог, эндокринолог, терапевт. Также по решению доктора, при выявлении узлового образования, может быть выполнено оперативное лечение в условиях онкологического отделения с гистологическим исследованием удаленного участка молочной железы.

Узнать подробности о работе стационара вы можете по телефону +7 (495) 292-39-72.

Источник