CHARACTERISTICS OF THE SIGNAL AND NOISE MIXTURE AT THE OUTPUT OF A LOGARITHMIC RECEIVER
Abstract
An experimental study of the statistical parameters of a mixture of signal and noise at the output of a logarithmic receiver was carried out: mean, standard deviation, mode, median, coefficients of asymmetry and kurtosis. The presence of these distribution parameters makes it possible to approximate the probability distribution function of a mixture of signal and noise by the Edgeworth series of four terms. Logarithmic receivers are an important component of radio communication, radio navigation, radar and electronic warfare systems. They determine important characteristics such as frequency and dynamic range, sensitivity and noise immunity. The purpose of this work is to refine the model of a mixture of signal and noise at the output of a logarithmic receiver. Most well-known publications use the assumption of a normal distribution law of a mixture of signal and noise at the output of a logarithmic receiver. The refinement of the signal-noise mixture model lies in the fact that this distribution is described analytically by the Edgeworth series, and the coefficients of the Edgeworth series are measured experimentally using a mock-up of a logarithmic receiver and a digital oscilloscope. In this case, the average value and standard deviation are measured directly and displayed on the oscilloscope screen, and the coefficients of asymmetry and kurtosis are obtained by processing an array of data recorded from the oscilloscope. The MATLAB program is used as a means of processing an array of data. To illustrate the results of the experiments, screenshots from the oscilloscope screen are shown, which depict oscillograms and histograms of a mixture of signal and noise. The following distribution parameters are obtained: – the average value varies from 671 to 1938 mV; – the RMS value varies from 23.51 mV to 0.553 mV; – the coefficient of asymmetry varies from minus 0.078 to 0.313; – the kurtosis coefficient varies from 2.394 to 3.471. The results obtained allow us to build the detection characteristics of a logarithmic receiver and estimate the probability of a false alarm.
References
1. Функциональные усилители с большим динамическим диапазоном. Основы теории и практики
/ под ред. В.М. Волкова. – М.: Сов. радио, 1976. – 394 с.
2. Крылов Г.М., Какунин А.С., Панов В.И. Расчёт логарифмических усилителей с нелинейными
элементами в цепях нагрузки. – М.: Энергия, 1969. – 104 с.
3. Крылов Г.М., Вишневская А.В. Проектирование логарифмических усилителей с непрерывным
детектированием сигнала. – М.: Энергия, 1970. – 144 с.
4. Евсиков Ю.А., Чапурский В.В. Преобразование случайных процессов в радиотехнических уст-
ройствах: учеб. пособие. – М.: Высшая школа, 1977. – 264 с.
5. Зикий А.Н., Помазанов А.В. Детектирование радиосигналов в телекоммуникационных системах:
учеб. пособие. – Ростов-на-Дону – Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2021. – 173 с.
6. Гилберт Б. Коэффициент шума и логарифмические усилители // Компоненты и технологии.
– 2008. – № 10. – С. 23-26.
7. Беляев Д.В., Зикий А.Н., Бурлаченко А.А. Искажение формы импульсов в логарифмическом при-
ёмнике // Вопросы специальной радиоэлектроники. Серия ОВР. – 2008. – № 1.
8. Михалев П. Микросхемы логарифмических усилителей традиционной схемотехники // Компо-
ненты и технологии. – 2017. – № 8. – С. 51-58.
9. Михалев П. Микросхемы современных логарифмических усилителей для радиочастотных при-
ложений // Компоненты и технологии. – 2008. – № 10. – С. 23-26.
10. Михалев П. Обзор основных схем логарифмических усилителей для радиочастотных приложений
производства фирмы Analog Devices // Компоненты и технологии. – 2008. – № 11. – С. 43-52.
11. Самков И. Основы теории демодулирующих логарифмических усилителей // Электронные
компоненты. – 2009. – № 3. – С. 84-90.
12. Беляев Д.В., Зикий А.Н., Пономаренко А.А. Динамический диапазон приёмника прямого усиле-
ния с логарифмическим видеоусилителем // Матер. МНТК «Информационный подход в естест-
венных, гуманитарных и технических науках». Ч. 4. – Таганрог, ТРТУ, 2004. – С. 8-9.
13. Беляев Д.В., Зикий А.Н., Помазанов А.В. Динамический диапазон и пропускная способность
приёмника прямого усиления с логарифмическим видеоусилителем // Вопросы специальной
радиоэлектроники. Серия ОВР. – 2004. – № 2. – С. 188-122.
14. Беляев Д.В., Зикий А.Н., Румянцев К.Е. Аппроксимация амплитудной характеристики детектор-
ного приёмника // Информационное противодействие угрозам терроризма. – 2005. – № 6.
– С. 201-205.
15. Кен Янг. Логарифмические усилители для комплексных измерений РЧ–сигналов // Электрон-
ные компоненты. – 2006. – № 8. – С. 121-124.
16. Беляев Д.В., Бурлаченко А.А., Зикий А.Н., Румянцев К.Е. Логарифмические детекторы (обзор) //
Информационное противодействие угрозам терроризма. – 2008. – № 12, Часть 2. – С. 241-249.
17. Андрианов А.В., Бабаев А.А., Зикий А.Н., Пустовалов А.И. Экспериментальное исследование
пеленгационного приёмника сантиметрового диапазона // Инженерный вестник Дона. – 2021.
– № 5. – URL:ivdon.ru/ru/magazine/archive/n5y2021/6987.
18. Дьяконов В.П. MATLAB и Simulink для радиоинженеров. – М.: ДМК – Пресс, 2016. – 976 с.
19. Лихарев В.А. Цифровые методы и устройства в радиолокации. – М.: Сов. радио, 1973. – 456 с.
20. Андре Анго. Математика для электро- и радиоинженеров. – М.: Наука, 1967. – 780 с.
