Osnovi_teorii(прост учебник) (Рекомендованные учебники), страница 101

В то же время прогрессв создании широкополосных линий связи и устройств обработки сигналовпозволяет все шире использовать МП РЛС с когерентным объединениеми обработкой сигналов в ПОИ, что обеспечивает максимальное использование преимуществ МП РЛС.Перспективным направлением развития мобильных, или передислоцируемых МП РЛ систем, обеспечивающих повышение качества извлекаемой РЛИ, является создание РЛ сетей с обменом данными между входящими в сеть РЛС. Такие РЛС могут иметь различные дальность действия, сигналы и алгоритмы их обработки, разрешающие способности и темпобзора пространства. Для того чтобы группа РЛС могла образовать сеть,необходимо каждый локатор укомплектовать аппаратурой координатновременнóй привязки и аппаратурой связи для обмена информацией сразунесколькими РЛС, находящимися в зоне надежной связи.

Протокол обмена данными предполагает передачу информации о параметрах и технических характеристиках РЛС (рабочей частоте, разрешении по дальности,скорости и угловым координатам, периоде повторения, скорости вращенияантенны и т. п.), о собственных координатах и векторе скорости РЛС (придвижущемся носителе) с указанием погрешностей их измерения, а такжекоординатах и скорости перемещения обнаруженных целей с указанием483Раздел III.

Теоретические основы радиолокационной системотехникипогрешностей их измерения и отношений сигнал/шум. Очевидно, что притаком протоколе обмена необходимы пространственно-некогерентные МПРЛС с автономными устройствами первичной обработки информации,обеспечивающими совместную вторичную обработку сигналов. Для реализации такой обработки используют специальные асинхронные многовходовые траекторные фильтры с адаптацией к качеству (погрешности измерения) и надежности (отношение сигнал/шум) поступающей информации.П2П3П1ВНСМШССРЛСП5ССОИП4Рис. 9.42.

Схема обменаинформацией в МП РЛСРис. 9.43. Схема аппаратуры, размещеннойна позициях МП РЛС: ВНС – высокоточнаянавигационная система; МШСС – многоканальная широкополосная система связи;ССОИ – система совместной обработкиинформацииЧисло позиций, с которыми установлен обмен информацией, для каждой РЛС различно и будет определяться геометрией сети и возможностями каналов связи (рис.

9.42). Фактически каждая позиция Пi в сети представляет собой интегрированный радиотехнический комплекс, включающий в себя непосредственно РЛС с высокопроизводительной системойсовместной обработки информации, высокоточную навигационную систему координатно-временной привязки и многоканальную широкополоснуюсистему дуплексной связи (рис. 9.43).

Наибольший выигрыш от объединения в сеть получается при совместной обработке данных разнотипныхРЛС, имеющих различные несущие частоты, поляризации, высóты установки антенн, типы ЗС. В этом случае в каждой РЛС извлекается взаимноменее зависимая информация, а их объединение происходит наиболее эффективно.Особенности построения малобазовых РЛ систем. В ряде практически важных случаев имеется возможность создания пространственнокогерентной МП РЛС с малой базой за счет когерентного объединениясигналов нескольких РЛС, расположенных на одной либо соседних позициях. В этом случае появляется дополнительная возможность повышения484Глава 9.

Обнаружение и измерение параметров РЛ сигналов …помехозащищенности и точности измерения координат целей на фоне помех при незначительном усложнении РЛ системы в целом.Рассмотрим вариант построения адаптивной РЛ системы, обеспечивающей снижение погрешностей измерения угловых координат целейв условиях воздействия АП за счет пространственного разнесения антеннна малую базу63. Такие системы иногда называют РЛ системами с разрывной апертурой, или малобазовыми РЛК.

Переход к адаптивной малобазовой системе с использованием, например, одного центрального и двух разнесенных относительно него на величину ±Б вспомогательных пунктовприемаможет быть осуществлен посредством представления вектора АФРGХ (α ) в виде блока из трех вспомогательных векторов:GGGKХ Т (α ) = Х 1 (α )е j πμϑ # X 1 (α )# X 1 (α )e − j πμϑ ,(9.101)Gгде Х1 (α) = exp[ jπϑ(2i − M −1) / M ] ; i =1, М ; μ = Б / l; ϑ = (l / λ) sin θ –обобщенный угловой параметр; l – размер антенной решетки; М – число ееэлементов; λ – длина волны; θ – угловое положение прикрываемой цели;Б – база РЛ системы.

Структурная схема такой малобазовой системы предGGGставлена на рис. 9.44, где X 2T ( α ) = X 1 ( α ) exp( j πμϑ )# X 1 ( α ) exp( − j πμϑ ) .……Gη1БСПВy1∑…GY2G GGη 2 = Y2T Ф п− 12GY1G G −1Gη1 = Y1T Ф п1GX1 ( α̂ )Формирователь оценкиБСПВy1∆GX1′ ( α̂ )БСПВБлок совместной оценкиα̂ гαˆ р = αˆ т + αˆ гy2∑Gη2GX 2 (α)БСПВФормирователь оценкиGX 2′ (α)y1∆α̂ тРис. 9.44. Структурная схема малобазовой РЛ системы РЛК:БСПВ – блок скалярного перемножения векторов63Ботов М.И., Вяхирев В.А., Девотчак В.В. Особенности построения адаптивных радиолокационных комплексов с разрывной апертурой // Современные проблемы развития науки,техники и образования : сб.

науч. тр. Красноярск : ИПК СФУ, 2009. С. 347–351.485Раздел III. Теоретические основы радиолокационной системотехникиОдной из особенностей рассматриваемой системы является наличиев канале с разрывной апертурой интерференционных побочных лепестков.Поэтому ее измерительная часть из-за многошкальности измерений содержит два канала: грубый и точный. В первоначальный момент времени захват прикрываемой цели на сопровождение осуществляется грубым каналом, построенным на основе реального приемного пункта.

В дальнейшем,при устойчивом сопровождении цели этим каналом, осуществляется переход на сопровождение точным каналом, построенным с учетом двух крайних пунктов приема:GGGХ 2Т (α) = X 1 exp( j πμ ϑ)# X 1 exp(− j πμ ϑ) ,либо всех трех пунктов приема.

Грубый канал осуществляет контроль однозначности измерения, а также обеспечивает однозначный перезахват цели при срыве сопровождения по точному каналу.В представленной на рис. 9.44 малобазовой системе грубый каналпостроен на центральной ФАР, а разнесенные относительно фазовогоцентра первой на величину ±μ крайние ФАР образуют точный каналGGобобщенного углового дискриминатора. Оценка ОКМП Фп−11 и Фп−12 можетосуществляться в соответствии с любым алгоритмом, рассмотреннымв параграфе 9.4 (например, в соответствии с алгоритмом (9.54) и схемойGрис.

9.9). При этом матрица Фп−12 будет иметь блочный вид, поскольку векGтор Y2 состоит из двух подвекторов (подвекторов сигналов левой и правойФАР). Выходные дискриминаторные эффекты грубого и точного каналов обозначены соответственно ∆1 и ∆2.

Их обработка осуществляетсяв блоке совместной оценки, куда они поступают по соответствующимузкополосным каналам связи. Широкополосный канал связи задействованпри передаче вектора сигналов левой ФАР в устройство обработки сигналов точного канала (правой ФАР). Эти каналы связи на рисунке не показаны.Результаты статистического моделирования рассматриваемого пространственно разнесенного углового дискриминатора для μ = 3 представленына следующихрисунках: на рис. 9.45 – ДНА грубого (образованногоG вектоGром X 1 (α) – штрихпунктир) и точного (образованного вектором X 2 (α) –сплошная красная линия) каналов; на рис. 9.46 – ДХ грубого и точного каналов дискриминатора.Кривые на рис. 9.45, а и 9.46, а соответствуют ситуации без помех;кривые, представленные на рис. 9.45, б и 9.46, б, – условиям воздействияАП. По оси абсцисс отложена угловая координата, выраженная в долях полуширины ДНА грубого канала.

Нешумящая цель находится в равносиг486Глава 9. Обнаружение и измерение параметров РЛ сигналов …нальном направлении. Источник помех, интенсивность которого превышает интенсивность сигнала на 30 дБ, действует в области главных лепестковс угловой координатой ϑ1 = 0,4 Очевидно, что нули ДХ грубого и точногоканалов соответствуют максимумам ДНА своих суммарных каналов.ln l10,5β0–4–3–2–10аln l123410,5β0–4–3–2–10б1234Рис.

9.45. Выходные эффекты суммарных каналовуглового дискриминатора с разрывной апертурой:а – в условиях отсутствия АП; б – в условиях воздействия АПΔβабРис. 9.46. ДХ углового дискриминатора с разрывной апертурой:а – при отсутствии АП; б – при воздействии АП487Раздел III. Теоретические основы радиолокационной системотехникиИз рис. 9.45 видим, что при адаптации к помехе суммарная ДНАгрубого канала существенно искажается, а ее максимум смещается относительно истинного направления на цель почти на четверть от исходной. Этоявление соответствует ситуации, рассмотренной ранее в параграфе 9.6.Суммарная же ДНА точного канала искажается значительно меньше, а еемаксимум смещается незначительно.

Подобный эффект наблюдается и наДХ. Результат достигается за счет эффекта пространственной селекции(рис. 5.8, гл. 5). В первом случае ИП действует на скате основного лепестка, в непосредственной близости от его максимума. Формирование провалаАФАР в направлении на ИП сопровождается существенным искажениемДНА и смещением ее максимума. Во втором случае ИП оказывается в области интерференционного лепестка, амплитуда которого существенноменьше основного. По этой причине адаптация ФАР с разрывной апертурой оказывает заметно меньшее влияние на форму и пространственное положение максимума основного лепестка ДНА точного канала.Таким образом, при переходе к РЛК с разрывной апертурой влияниемешающих сигналов на точность измерения угловых координат снижаетсятем больше, чем больше величина μ (в пределах неравенства δ < ∆θ, где δ –СКО погрешности измерения углового параметра α грубым каналом; ∆θ –ширина линейной части ДХ точного канала).В ряде случаев при построении точного канала обобщенного углового дискриминатора оказывается целесообразным для суммарного каналаосуществлять накопление сигнала по ФАР всех пунктов, а для построенияразностного канала по-прежнему использовать лишь ФАР крайних пунктов приема.