Бакулев П.А., Сосновский А.А. - Радиолокационные системы Лабораторный практикум, страница 4

Напомним, что увеличение г„при постоянстве других параметров радиолокатора„атмосферы и цели приводит к увеличению дальности действия радиолокатора. 3аметим, что увеличение числа дискретов кода д' и уменьшение длительности днскрета г„. усложняют реализацию рассматриваемой фильтровой схемы оптимальной обработки ФМС. Кроме того, при не- 66 известной частоте ФМС для его обработки требуется многоканальная схема, содержащая и отличающихся частотой настройки СФ каналов: у(О,Е)„, где Считается, что причннОЙ расстройки является доплеровский сдвиг частоты Е, а ф)„Р)о~ — полоса пропускання СФ, т.е.

ширина функции 1г(0,й на уровне 0,5, равна 1/г„. Оптимальную обработку ФМС можно выполнять и корреляционными схемами, которые производят демодуляцию Ф1ЙС и последующее когерентное накопление демодулированных импульсов. Однако устройство корреляционной обработки в общем случае сложнее фильтрового, так как в нем необходима многоканальность не только по частоте, но и по задержке (по дальности).

Паиому применение корреляционных схем целесообразно тогда, когда число корреляционных каналов невелико или в автодальномерах с изменяемой задержкой опорного кода. 42.ЛАБОРАТОРНАЯУСТАНОВКА Структурная схема экспериментальной установки альме 1 приведена на рис. 4.8. Макет % включает в себЯ устройство ! гк формирования ФМС (ФФМС) ум ес !е состоящее из генератора кода $ ° $ (ГК) и формирователя фазоманипулированного сигнала Сф ГСС Сх (ФС).

Генератор кода содержит семиразрядный регистр сдвига с обратной связью, й Оен вырабатывающий М-последовательность для М = 127 с длительностью дискрета гц Х (~;Р1 = 0,4 мкс. Формирующий по'щном последователыик'щ Рие. 4.$. СТРУктуриая схема лабоРатоРной имеет внд установки Р(х)= х +х +х' +х +х~+ х + х . При этом используется начальный блок 1011111. Выходное напряжение ГК управляет работой формирователя ФС. Источником несущей частоты служит стабилизированный кварцем генератор ФС или генератор стан- Лабораторная работа №4 дартных сигналов (ГСС), который испояьзуется при снятии графика функш~и Р «т,г). Синхронизатор (Сх) предназначен для получения сетки стабильных во времени частот.

обеспечивающих синхронную работу всех функциональных блоков макета, в частности, последовательности тактовых импульсов для регистра сдвига ГК, Полученный Ф[4С усиливается в усилителе мощности (УМ) и по« дается для обработки на согласованный фильтр«СФ) и следуюший за ним детектор(Д).

Осциллограф (Осц) используется для наблюдения сигналов при выполнении лабораторной работы. 4.3. СОДЕРЖАНИЕ И МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ д~,2 (т, О) а'т „о;;=0,5? Задание 1. Изучишь свойсшва ФМС, способы ею генерации и обрабошни Изучение свойств ФМС предполагает знание основных характеристик радиолокационных сигналов„которое должно подкрепляться расче~ом параметров используемого в лабораторной установке кода и снятием осциллограмм вндеокода с выхода генератора кода (точка 1 на рис. 4.3) и ФКС с выхода усилителя мошности «точка 3). Следует привести структурную схему генератора кода с учетом формируюшего код полинома и структуру согласованного «оптимального) фильтра, предназначенного для обработки ФМС, используемого при выполнении лабораторной работы.

Задание 2. Определишь функцию неопрвделгнносши ФМС и разрешающие способносши по дальносши и скоросши. Выполнение этого задания предусматривает снятие графиков двумерной корреляционной функции 2?„,(т.,0) и М„„(О,И с использованием осциллограмм сжатого ФМС (точка 3). График функции Я„,(О, тг) представляет собой зависимость максимума сжатого импульса от расстройки г" сигнала относительно частоты настройки согласованного фильтра (с шагом 2 кГц). По результатам и~мерений строятся графики функций )(т„О) и у(О,Р) н определяются разрешающие способности по дальности (4.6) и скорости (4.5), обеспечиваемые используемым кодом при Я=Зсм, Задание 3.

Рассчишашь пошенциааьную шонносшь измерения дальногапц и сноросши, Потенциальная точность характеризуется погрешностями сгк и о?; которые рассчитывают по формулам Исследование параметров радналокаяшра „, Ыз Прн вычислении функции — у(т,0) рекомендуется использоваьз ат' аппроксимацию верп1нны функции Г(т, О) параболой вида,т?т, О) = 1- ат'. Параметр а находят из условия совпадения параболы и функции 2 ?т, О) на определенном уровне, например, О,9. Тогда а = [1 - т? т,, О))~ т; = 0.?т;, и расчетная формула принимает вид о„=" 0,5фу2а[ "" = 0,от, /~~0.2у.

где т~-значение тири у(т,О)=0,9. Учитывая зависимость а от дальности до цели И «см. 3.1), построить зависимости а,?ю и о;.(й) . Прн расчете принять ? = 3 см. 4.4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА орименишегьно к заданию 1: привести параметры используемого в лабораторной установке кода н соответствующие этому коду структурные схемы генератора кода и согласованного фильтра, а также осциллограммы на выходах генератора и фильтра. По параметрам кода рассчитать разрешающие способности Ят и о?~. Приченишельно к заданию 2: привести экспериментально полученные графики у( г,О) и ) (О,Р). По графикам определить разрешающую способность радиолокатора по дальности и скорости и сравнить с полученными прн выполнении задания [ (графики совместить н объяснить причины расхождения, если они будут отмечены).

Привести таблицы значений, по которым строятся графики. Приченишвльно к заданию 3: привести графики зависимостей она) и о)(Я), сопроводив их таблицами расчетных значений. Выводы должны содержать обоснование использования ФМС, иллюстрируемое сравнением точности и разрешающей способности радиолокаторов с ФМС и с простым (немодулнрованным) импульсом той же длительности. 1. Что такое база сигнаяа н чем она опрсделяьтся для ФМС". 2. Объясните физический смысл функций.?(т,О) и р«О,Й„а также параметров т н Р при фильтровой и корреляционной обработка сигналов. 3.

Что такое диаграмма неопределенности сигнала н какую форму она имеет для одиночного импульса ФМС '? 4. Изобразите виды сечений,?? т0) и у[О.Ц для одиночного импульса ФМС. $. Изобразите виды сечений ?(т0) и,?(0.,р) для прямоугольной пачки когереитиых импульсов ФМС. Яаборалгорнал работа №4 6.

Каковы условия однозначного измерения дальиосш и скорости". 7. Чем определяготся потенциальные разрешающие способности по дальности и скорости радиолокатора с ФМС и с простым (ггемодулированиым) импульсом? 3. Чем определяется потенциальная точность измерения дальносги и скорости ралиолокатора е ФМС7 9. Чем определяется уровень боковых лепестков функции у(к0) импульса ФМС? 10. Как выбирают модулируюший код ФМС7 11.

11, Что такое «память» формирующего кол полинома7 12. От радиолокатора с ФМС, работагошего на волне 3 см, требуется ог1= 72,6м и Ю'=1 кч7с. Определите параметры кола. 13. Найггите формвруюший гголиггом, обеспечивающий уровень боковых лепестков 21 г,О) -у = 0,126. 14. Запиццгге последовательные состояния трехразрядного регистра сдвига с обратной связью при начальном блоке 1! 1. 15. Составьте структурную схему генератора кола, используемого в лабораторной устагювке. 16.

Составьте структурную схему согласованного фильтра для кода, используемого в лабораторной устаиовке. ЗАЛАОИЯ ЛЛЯДОМА ШНЕЙ ПОЛГОТОВКИ 1, Изучить материал раздела «Краткие сведения из теории» 2. Используя материал этого раздела и рекомендуемую литературу„подготовить ответы к разделу «Задания для самопроверки» 3. Подготовить отчегную докумеггтацию. 1. Баков П. А.

Радиолокационные системы: Учебник для вузов. — М,: Радиотехника, 2004. 2. Шумополобные сигналы в системах передачи информации / Под рел. й Е Песигрякоаа. — М.: Сов. радио. 1973. Лабораторная работа Ма5 ИССЛЕДОВАНИЕ ОБНАРУЖИТЕЛЕЙ ДВИЖУЩИХСЯ ЦЕЛЕЙ Цель работы. изуче««е приниипов ггостроения обиаружигггелей движугцихсл ггелей 1ОЯЦ) и исеыдоваигге эффективности ОДЦ, используе ггых в нмггульсиых радиолокаггиоггиых системах 1РДСг с высокой и иизкогг часггголгой иовгггорел«я зоидир3гои1ггх импульсов.

5.1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ Особенности помеховой обстановгси при ОДЦ. Применение ОДЦ необходимо при обнаружении самолетов на фоне отражений от местных предметов, облаков естественного и искусственного происхождения (для наземных РЛС); при обнаружении низколетяших целей с самолета илн спутника на фоне отражений от земной поверхности (для бортовых РЛС); при обнаружении наземных транспортных средств на фоне отражений от неподвижных предметов н дорожного покрытия (для автомобильных РЛС), Во всех эгих ситуациях возникают коррелированные пассивные помехи, создаваемые при отражении зоидируюшего сигнала радиолокатора от неподвижных 1или малоподвижных) объектов. Этн ~о~~~и могут снижать эффективность функционирования РЛС, так как мошность пассивных помех„как правило, на 20- 90 дБ и более превышает мошность си~нала, отраженного от движушейся цели.

Пассивные помехи маскируют полезный отраженный сигнал, могут вызвать перегрузка приемного тракта радиолокатора и повысить вероятность ложной тревоги. Поскольку мошность пассивных помех сушественно больше, чем мошность полезного сигнала, то при условии их одновременного приема решать задачу ОДЦ удается лишь при существенных различиях спектров сигналов и помех. Основой для различения сигналов дви;кушихся и неподвижных объектов является доплеровское смешение частоты г", несушего колебания при отражении радиосигнала от приближаюгцейся нли удаляющейся по отношению к РЛС цели: 2~'„2Р; Р' л- о— (5.1) где 1.; — радиальная скорость цели относительно РЛС; 4 — несущая частота; А — длина волны РЛС; с — скорость распространения радиоволн.

.