К энергетическим характеристикам относятся: мощность сигнала на входе приемника, мощность излучаемого сигнала, а также мощность шума, приведенная ко входу приемника. Качество выделения информации приемным устройством цифровой системы передачи информации обычно характеризуется вероятностью ошибки выделение символы сообщения. Связь между допустимым значением вероятности ошибки Р_д, равным 1*10^-5 и пороговым отношением мощности сигнала к мощности шума q²_пор для АМн модуляции при некогерентном приеме может быть представлена в виде [4, 5]:

Откуда

Рабочее отношение мощности сигнала к мощности шума, обеспечивающее заданную надежность Р_н =0,8, находим из выражения:

Откуда

Квадраты этих отношений:

Считаем, что полоса пропускания линейной части приемника на 10% превышает полосу частот радиолинии:

Мощность шума Р_ш может быть найдена из выражения:

– полоса пропускания линейной части приемника;

k ₀ = 1,38^.10^-23 Дж/град – постоянная Больцмана;

Т_эф=Т_к+Т_З+Т_А+Т_пр – эффективная шумовая температура приемника, складывающаяся из температуры космоса (небесной сферы), атмосферы, земли и эффективной шумовой температуры приемника, обусловленной шумами входных цепей и первых каскадов. Первые три слагаемых для Т_эф образуют эффективную шумовую температуру антенны. Сведения о значениях отдельных компонент эффективной шумовой температуры приемника в зависимости от несущей частоты при различных схемных решениях входных каскадов приемного устройства приведена на рисунке. Выбрав конкретное значение Т_эф, можно найти мощность шума, полагая полосу пропускания приемника? f _пр несколько превышающей (примерно на 5–10%) ширину спектра радиосигнала. Умножая полученное значение мощности шума на значения порогового h ² _пор и рабочего h ² _раб отношений сигнал /шум, можно получить соответственно пороговую и рабочую мощности сигнала на входе приемника.

Эффективную шумовую температуру приемника находим для частоты 6 ГГц (считаем, что приемник выполнен на полупроводниках):

К.

Спектральная плотность шумов  равна [5]:

, Вт / Гц.

Мощность шумов, приведенная к входу приемника

,

Считаем, что сопротивление антенны приемника равно 75 Ом, тогда мощность на входе будет равна , Вт.

Умножая полученное значение мощности шума на значения порогового и рабочего отношений сигнал /шум, можно получить соответственно пороговую и рабочую мощности сигнала на входе приемника [5]:

Для расчета требуемой мощности излучаемого сигнала необходимо воспользоваться соотношением между мощностями излучаемого и принимаемого сигналов при распространении радиоволн в свободном пространстве [1], [2]:

где G_A – коэффициент направленного действия передающей антенны;

S _эф – эффективная поверхность приемной антенны;

Р_пр – мощность сигнала на входе приемника;

η – коэффициент потерь энергии сигнала при распространении радиоволн и в антенно-фидерных трактах приемника и передатчика (η<1).

Задаваясь характеристиками антенн и коэффициентом потерь энергии при заданном максимальном расстоянии до объекта, найдем рабочее значение мощности передатчика при использовании рабочей мощности сигнала на входе приемника. Будем считать, что на объекте установлена ненаправленная антенна с КНД

.

Имеем радиолинию с активным ответом, которая состоит из линии запроса и линии ответа.

КНД антенны, установленной на ЦП выберем, исходя из заданного разрешения, которое составляет 1% от максимально измеряемого угла. КНД антенны будет равен 10, так как антенна представляет из себя простую ФАР на 4–6 элементах.

Коэффициент потерь энергии сигнала при распространении радиоволн и в антенно-фидерных трактах приемника и передатчика: .

Тогда значение рабочей мощности передатчика на объекте равно [5]:

, Вт.

Это нормированная мощность, т.е. приведенная к 1 Ом. Если считать, что мощность передается антенной с сопротивлением 75 Ом, то, можно считать, что на эквивалентной согласованной нагрузке должна выделяться мощность:

Расчет относительной среднеквадратической ошибки воспроизведения сообщения, вызванной действием шумовой помехи, можно выполнить по формуле [5]:

Тогда эффективное значение результирующей относительной ошибки сообщения на выходе системы с учетом действия шумовой помехи равно:

Организация синхронизации

Вероятность ошибки приема (выделения) кодовой комбинации из 8 разрядов при допустимой вероятности ошибки выделения разрядного импульса (ошибки приема разрядов независимы) находим из выражения [3, 5]:

В системе организована канальная синхронизация. То есть, в начале каждого цикла передачи информации (первый канальный интервал) передается 2 одинаковых ИС. Кадровое синхрослово по своей структуре должно существенно отличаться от всех возможных кодовых комбинаций, поэтому необходимыми требованиями к синхросигналу являются: энергия больше энергии, передаваемой в информационном канале, а так же чтобы его форма не повторяла форму сигнала [3].

Для выделения ИС в приемнике используется дискретный согласованный фильтр, настроенный на ИС. В него поочередно записываются принимаемые кодовые слова, а в момент превышения выходным напряжением порога выделяется импульс кадровой синхронизации. В начале каждого цикла обмена на приемной стороне запускается тактовый генератор и производится синхронизация. Используя повторяемость ИС, можно, накапливая их, увеличить помехоустойчивость устройства синхронизации [3]. Если по прошествии двух периодов дискретизации не приходит синхропризнак, то система переводится в режим пониженного энергопотребления до появления следующего ИС или окончания связи. Это обеспечивает, в целом, малое потребление системы.

Вероятность ошибки синхронизации при такой организации можно определить так:

Как видно, эта вероятность ошибки намного меньше, чем вероятность ошибки Р_Д, приходящейся на один информационный разряд.