مقدمه
بخش مخابرات هوایی از مهمترین و اصلی ترین بخش هاست و زیرسیستم های یک سیستم هوایی را تشکیل می دهد. درحوزه صنعت هوایی و ناوبری، گیرنده ها و فرستنده های رادیویی نقش اساسی را دربخش مخابراتی برعهده دارند بخش مخابرات از سه بخش اساسی گیرنده، فرستنده و کانال مخابراتی تشکیل شده است که دراین مقاله بیشتر به پردازش سیگنالهای گسسته درزمان می پردازیم که در گیرنده ها و فرستنده های مخابراتی نقش اساسی را ایفا می کنند گیرنده های رادیویی نقش اساس درآشکارسازی، آنالیز، شنود و جهت یابی سیگنالهای دریافتی داشته که عمدتاً از نوع سوپرهیتروداین استفاده می شود.
علاوه بر سیستم های رادیویی، بسیاری از انواع سیتمها برای ارسال دیتاهای با ارزش، از سیگنال های رادیویی RF استفاده می کنند که دارای رشدی مداوم ، پیوسته و قابل توجه هستند، گیرنده های هوایی برای انواع مختلفی از کاربردها و حوزه ای عملیاتی طراحی و بنا به نیاز، بصورت انفرادی و یا عمدتاً درقالب سیستم بکارگیری می شوند که عمده اهداف و مقاصد این نوع گیرنده ها برای ارتباطات هوایی یا زمین به هوا و بالعکس انجام می شود عمده تعاریف به کاررفته درمخابرات هوایی یا درکل، مخابرات:
رنج دینامیکی : رنج از کمترین تا بیشترین سیگنالهای ورودی برحسب dB، که یک گیرنده می تواند احساس کند بطور مثال اگر یک گیرنده قادر به آشکارسازی ، سیگنالهای بین dB 10 و dB50- باشد در این صورت رنج دینامیکی گیرنده dB 60 خواهد بود.
-پهنای باند لحظه ای : پهنای باند گیرند درهر نقطه معلوم از زمان (که اساساً کمتر از پهنای باندکلی سیستم برای هرگیرنده می باشد.
-حساسیت یا Sensitivity: کمترین سطح توان سیگنال دریافتی که هر گیرنده قادر به آشکارسازی آن می باشد را گویندکه (برحسب dBm اندازه گیری می شود)
-پهنای باند رادیویی کل : رنج فرکانسی که گیرنده قادر به آشکارسازی آنها می باشد راگویند.
-توانایی پردازش چندین سیگنال: میزان قابلیت و توانایی گیرنده درتشخیص و تمیز دادن بین دو سیگنال راداری درفرکانس های متفاوت در درون پهنای باند لحظه‌ای یک گیرنده
پردازشگرهای دیجیتالی درگیرنده های دیجیتالی
به دلیل استفاده از تکنیک سوپرهیتروداین درگیرنده های دیجیتالی ابتدا به مقدمه ای از این گیرنده ها می پردازیم سپس گیرنده های دیجیتالی را شرح داده و سپس به پردازشگر دیجیتالی که مهمترین قسمت این بخش از گیرنده هاست می پردازیم.
گیرنده های سوپرهیتروداین:
گیرنده های سوپرهیتروداین از رایجترین و پرکاربردترین نوع گیرنده ها درجهان برای تقریباً همه سیستم های دریافت رادیویی و راداری با بهره گیری از ساختار سوپرهیت می باشد. درگیرنده سوپرهیت نیاز به تقویت کننده رادیویی باند پهن برای اصلاح حساسیت نیست بلکه به جای آن، سیگنال [1]RF با استفاده از یک مخلوط کننده یا میکسر و یک نوسان ساز محلی[2] به یک فرکانس میانی[3] تبدیل و سپس با استفاده از یک تقویت کننده IF، گین با بهره مورد نیاز بدست می آید. سیگنال تبدیل شده به فرکانس پائین[4] ازمیان یک فیلتر میان گذر[5] عبور می کند، این فیلتر باعث عبور بودن تضعیف سیگنال مورد نظر شده و سایر سیگنالهای ناخواسته بویژه سیگنالهای ناشی از حاصلضرب های فرکانسی که باعث تولید اعوجاج اینترمدولاسیون و در نتیجه سیگنال نامطلوب می شوند را حذف می نماید و آنها را عبور نمی دهد.
مزیت تبدیل سیگنال RF به یک سیگنال IF با فرکانس پائین تر به روش سوپرهیت این است که فیلتر ها و تقویت کننده هایی با پهنای باند باریک و با مشخصه های فرکانس قطع[6] نیز نیازمند است که درفرکانس های IF به راحتی در درسترس است به همین دلیل گیرنده های سوپرهیتروداین دارای حساسیت بالا و انتخاب گری[7] فرکانس بسیار خوبی است که باعث ایده آل بودن آنها برای آنالیز دقیق و جزئی مشخصه های سیگنال دریافتی است. هرچند بسبب بالا بودن سطح انتخابگری فرکانس این گیرنده معمولاً دارای پهنای باند فرکانس لحظه ای باریک بوده و قادر نیست چندین سیگنال ورودی را بطورهمزمان کنترل و پردازش نماید. در زمینه پردازش بعداً مفصلاً بحث خواهد شد.
گیرنده های دیجیتالی :
شکل 1 (شکل در فایل اصلی موجود است)
بروز وظهور گیرنده های دیجیتالی نتیجه پیشرفت و توسعه در طراحی آی سی های سرعت بالا و امکان کوچک سازی و بهره گیری از کامپیوترهای دیجیتال توانمند برای پردازش دیجیتالی سیگنال می باشد. اصول عملکرد گیرنده ها براساس تبدیل سیگنالهای دریافتی به رشته بیتهای دیجیتالی است. که با نمونه برداری و کوانتیزه نمودن سیگنالهای رادیویی (RF)، با بهره گیری از مبدلهای آنالوگ به دیجیتال با سرعت بالا انجام می شود. بلوک دیاگرام شکل 1 یک گیرنده دیجیتالی رانشان می دهد که از ساختار سوپرهیتروداین برای بخش رادیویی بهره گرفته است. فرکانس نمونه برداری (FS) مبدل آنالوگ به دیجیتال بایستی حداقل دو برابر پهنای باند سینگنال IF به منظور تحقق معیار نایکوئیست باشد