Radiolokacionnye_sistemy_SFU_elektronnyy _resurs (1021137), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Учеб.184ГЛАВА 4 МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ4.5. ЗАЩИТА РЛС ОТ ПАССИВНЫХ И АКТИВНЫХ ПОМЕХ. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВПреобразуя выражение (4.48), получим Кпв = Кс2 · Кп,где K c =U cВЫХU cВХ– коэффициент прохождения сигнала через устройство обра-ботки;K п = PпВХ Р пВЫХ – коэффициент подавления помехи в устройстве обра-ботки (схемой защиты).Таким образом, оптимальная обработка сигналов на фоне ПП (небелого шума) включает как процедуру накопления сигнала (согласованной обработки), так и процедуру подавления помех, зависящую от распределенияспектральной плотности помехи.4.5.2.
ПРИМЕРЫ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ НА ФОНЕ ПАССИВНЫХ ПОМЕХ.БОРЬБА С ПАССИВНЫМИ ПОМЕХАМИРассмотрим обработку пачки когерентных радиоимпульсов. В соответствии с формулой оптимальной фильтрации (4.46) фильтр должен осуществлять согласованную обработку пачки радиоимпульсов на фоне белого шума(т. е. включать согласованный фильтр для пачки радиоимпульсов) и режекцию спектральных составляющих помехи. Поэтому условие оптимальной обработки может быть реализовано последовательным включением оптимального фильтра для одиночного импульса пачки, гребенчатого фильтра накопления (ГФН) и гребенчатого фильтра подавления (ГФП) гребней спектра помехи (рис.
4.72). Первые два фильтра этого устройства обеспечивают спектральную обработку импульсов пачки на фоне белого шума, последнийфильтр – режекцию помехи.Согл. фильтр пачкиСФОИf0ГФНf0 – FДцГФПf0 – FДпfРис. 4.72. Схема оптимальной обработки пачки когерентных радиоимпульсовна фоне белого шумаПри этом фильтр накопления настроен на скорость цели, фильтр подавления – на скорость помехи. Порядок включения фильтров – произвольный,так как произведение АЧХ при этом не меняется.
ГФН при неизвестных параметрах полезного сигнала FДц является многоканальным (рис. 4.73). Радиолокационные системы. Учеб.185ГЛАВА 4 МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ4.5. ЗАЩИТА РЛС ОТ ПАССИВНЫХ И АКТИВНЫХ ПОМЕХ. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВСФОИГФН1ГФП…ГФН1ГФНmРис. 4.73. Гребенчатый фильтр накопленияВ некоторых случаях когерентное накопление сигнала в целях упрощения аппаратуры СДЦ заменяется некогерентным (рис. 4.74).СФОИГФПНекогерентныйнакопительДРис. 4.74. Схема СДЦ с некогерентным накоплением сигналаРассмотрим варианты технической реализации ГФП и ГФН.Простейшие ГФП (рис. 4.75) выполняются по схеме однократного череспериодного вычитания (ЧПВ) (рис.
4.75).+Uвх(t)ΣТφUвых(t)-Рис. 4.75. ГФП на основе схемы однократного ЧПВСхема обеспечивает получение разности:Uвых(t) = Uвх(t) – Uвх(t – Tп).Определим АЧХ схемы ЧПВ, полагая, чтоU вых ( t ) e j 2πft − e j 2πf (t −Tп )U вх ( t ) ==ekI ( f ) =1 − e − j 2πfTп == j 2πft=U вх ( t )ej 2πfte jπfTп − e jπfTпee- jπfTп × 2 j sinπfTп =2j2 sin πfTп .==2j− jπTп Радиолокационные системы. Учеб.186ГЛАВА 4 МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ4.5. ЗАЩИТА РЛС ОТ ПАССИВНЫХ И АКТИВНЫХ ПОМЕХ.
ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВОна имеет следующие с периодом по частотеления (рис. 4.76) .1узкие гребни подавTпKI(f)01/Tпf2/TпРис. 4.76. АЧХ однократной схемы ЧПВАЧХ обращается в нуль для частот fk =частот fk +kи достигает максимума дляTп1. Для подавления помехи нули характеристики KI(f) нужно выTпставить под максимумы спектра помехи. На высокой и промежуточной час-φможно обеспечить включе2πfтоте изменение задержки на величину ∆t =нием последовательно с нерегулируемой линией задержки регулируемогофазовращателя.
Это приводит к смещению области подавления на доплеровский сдвиг частоты помехи FДп =φ.2πTпДля схемы однократного ЧПВ показательKпв = KI2 ⋅ Kп = 4sin2 πFДцTп ⋅где Kп =1,2 1 − ρ (Tп ) (4.49)1;2 1 − ρ (Tп ) ρ (Tп ) – междупериодный коэффициент корреляции ПП.Величине FДп соответствует радиальная скорость Vrп =FДп λ2.Радиальные скорости цели, для которых амплитуда сигнала на выходеЧПВ обращается в нуль, называют «слепыми» скоростями. Значения «слепых» скоростей определяются соотношением Радиолокационные системы. Учеб.187ГЛАВА 4 МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ4.5. ЗАЩИТА РЛС ОТ ПАССИВНЫХ И АКТИВНЫХ ПОМЕХ.
ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВV=Vrп + nrслсрλ2Tп,(4.50)где Vrп – средняя радиальная скорость перемещения источников ПП;срn = 0, ± 1, ± 2 ... .Если устройство ЧПВ настроено на подавление помех от местных не-(подвижных предметов VrпсрVrсл = n)= 0 , то значения «слепых» скоростейλ2Tп,n = 0, ± 1, ± 2 ...
.В этом случае схема ЧПВ полностью подавляет сигнал наряду с ПП.Наиболее распространенным способом устранения «слепых» скоростейявляется изменение (вобуляция) периода повторения зондирующих импульсов. Для более качественного приближения частотной характеристики к оптимальной на практике используют последовательное включение двух и более схем однократного ЧПВ.При двукратном ЧПВ АЧХ схемы (рис. 4.77)2=K II ( f ) K=f4sin 2 πfTп .()IKII(f)01/Tп2/TпfРис. 4.77.
АЧХ двукратной схемы ЧПВГФН реализуется обычно с помощью рециркуляторов с линией задержки на один период Tп в цепи обратной связи (рис. 4.78), где β – коэффициент обратной связи. Радиолокационные системы. Учеб.188ГЛАВА 4 МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ4.5. ЗАЩИТА РЛС ОТ ПАССИВНЫХ И АКТИВНЫХ ПОМЕХ. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВUвх(t)Uвых(t)ΣΔt = ТnβРис.
4.78. ГФН на основе рециркулятораОпределим нормированную АЧХ рециркулятора:U вых ( t=) U вх ( t ) + βU вх ( t − Tп ) + β 2U вх ( t − 2Tп ) + ....K( f )=Тогда K ( fU вых ( t )U вх ( t )приU вх ( t ) = e j 2πft .U вх ( t ) + βU вх ( t − Tп ) + β 2U вх ( t − 2Tп )=U вх ( t ))=1 + βe − j 2πfTп + β 2 eq = βe − j 2πfTп ).−2 j 2 πf 2 TпСледовательно, K ( f ) =... (геометрическая прогрессия со знаменателем1и соответственно1 − βexp ( − j 2πfTп )K н ( f1− β1 + β − 2βcos2πfTп2.(4.51)1− β1+ β|Кн(f)|0)=f0 + FДц − 1f0 + FДцTпf0 + FДц+1TпfРис. 4.79. Вид АЧХ рециркулятораАЧХ рециркулятора имеет гребенчатую структуру (рис. 4.79).
Ее гребням соответствуют частоты fm =m. Между гребнями располагаются провалы сTп Радиолокационные системы. Учеб.189ГЛАВА 4 МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ4.5. ЗАЩИТА РЛС ОТ ПАССИВНЫХ И АКТИВНЫХ ПОМЕХ. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ1− β. Подбор необходимой ширины гребней и уровней провалов1+ βможет быть осуществлен выбором значения коэффициента обратной связи.Положение гребней АЧХ на оси частот необходимо совместитьс положением гребней спектра сигнала. Последнее можно обеспечить за счет сдвига по частоте гребней АЧХ рециркулятора путем регулировки аргумента β (т.е.
фазовращателем).Таким образом, основными элементами схем оптимальной обработки пачечных сигналов на фоне ПП являются гребенчатые фильтры подавления и накопления, реализуемые на основе схем ЧПВ и рециркуляторов соответственно.Необходимая АЧХ оптимального фильтра подбирается за счет выбора кратностисхем ЧПВ и параметров цепи обратной связи рециркуляторов.Когерентность сигналов.Для измерения доплеровских частотных сдвигов у отраженных сигналов используются когерентные РЛС, характеризующиеся когерентностью излучаемых колебаний.
Колебания называются когерентными в течение определенного интервала времени, если существует функциональная связь какойлибо части колебания с любой другой ее частью. Для двух гармоническихколебаний когерентность достигается в случае, если разность фаз между ними на определенном интервале остается постоянной.Импульсная последовательность радиоимпульсов характеризуется такими параметрами, как несущая частота, начальная фаза каждого импульса,форма, амплитуда и временное положение импульсов. В общем случае когерентной пачкой импульсов является такая последовательность импульсов, укоторой зависимость между указанными параметрами известна.
Все параметры импульсной последовательности, кроме соотношения начальных фаз,или известны, или могут быть измерены. Характер соотношения начальныхфаз (случайный, неслучайный) определяет когерентность пачки импульсов.Когерентная пачка такая, в которой отсутствуют случайные измененияфазы от импульса к импульсу.Если вторичные излучатели, имеющие разные скорости, разрешаются подальности и угловым координатам, то, независимо от вида когерентнсти, задача селекции по скорости состоит в выявлении временных (фазовых) илиспектральных различий для различных участков пространства.Значительно сложнее задача селекции движущихся целей в том случае,когда цель и мешающие отражатели находятся в одном элементарном разрешаемом объеме. В этом случае необходимо улучшить условия обнаружения сигналаот цели на фоне ПП за счет имеющих место временных и спектральных отличий.
Последнее достигается путем режекции (подавления) колебаний помехии накопления сигнала.уровнем Радиолокационные системы. Учеб.190ГЛАВА 4 МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ4.5. ЗАЩИТА РЛС ОТ ПАССИВНЫХ И АКТИВНЫХ ПОМЕХ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
