Radiolokacionnye_sistemy_SFU_elektronnyy _resurs (1021137), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Следовательно, медленные фазовые нестабильностиэлементов приемного тракта (УВЧ, смесителя, тракта промежуточнойчастоты) оказывают одинаковое влияние на фазу опорного напряжения ифазу обрабатываемого сигнала и, следовательно, взаимно компенсируются.Еще один вариант системы СДЦ с внешней когерентностью предусматривает фазирование когерентного гетеродина помеховыми сигналами(рис. 4.86).УПЧДетекторфазовыйτиЧПВГетеродинпомеховыйРис. 4.86. Система СДЦ c внешней когерентностьюСравнение принятых колебаний с опорными происходит на фазовом детекторе (ФД). Чтобы исключить потерю сигнала при отсутствии помехи всхеме применяют устройство анализа помехи и переключатель, который вотсутствие помехи подключает выход ФД непосредственно к индикатору.Недостатком схем с внешней когерентностью является расширениеспектра помех вследствие нелинейного преобразования колебаний в детекторе.
Поэтому качество подавления помех может быть хуже, чем для методавнутренней когерентности.Радиолокаторы с истинной внутренней когерентностью.Принцип работы радиолокатора рассмотрим на примере схемы, изображенной на рис. 4.87. Радиолокационные системы. Учеб.197ГЛАВА 4 МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ4.5.
ЗАЩИТА РЛС ОТ ПАССИВНЫХ И АКТИВНЫХ ПОМЕХ. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВГенераторзадающийf0На схему ЧПКДетекторфазовыйМодуляторимпульсныйУсилительмощностиУВЧf0Переключательантенныйf0 + FДцРис. 4.87. РЛС с истиной внутренней когерентностьюСтабильный задающий генератор (ЗГ) формирует непрерывные колебания несущей частоты (f0), которые являются опорными для ФД. Импульсный модулятор обеспечивает включение усилителя мощности на время излучения импульсов (τи).
УМ с линейной фазово-частотной характеристикойусиливает колебания несущей частоты до необходимой мощности, которыечерез антенный переключатель и антенну излучаютсяв пространство.Отраженный от цели сигнал принимается антенной, усиливается в усилителевысокой частоты и подается на ФД.Когерентность сигнала обеспечивается тем, что для формирования зондирующих и опорных колебаний используется один и тот же ЗГ непрерывных колебаний. Сравнение начальных фаз приходящих радиоимпульсов сфазой опорного колебания выполняется в ФД.Если сигнал отражается от неподвижного объекта, то начальные фазывсех отраженных радиоимпульсов (ϕ0) будут одинаковы:=φ 0 2π=f 0 tз4π f 0⋅ До ,c(4.54)где До – расстояние до объекта.Напряжение на выходе ФД будет представлять собой видеоимпульсыодинаковой амплитуды и полярности, определяемые дальностью до цели.Если цель движется равномерно, то непрерывно изменяется и сдвиг фаз:φ ( t=) φ0 + 2π FД t ,где FД – доплеровская частота сигнала;ϕ0 – сдвиг фаз при t = 0.На выходе ФД образуется последовательность видеоимпульсов с изменяющейся амплитудой и полярностью. Радиолокационные системы.
Учеб.198ГЛАВА 4 МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ4.5. ЗАЩИТА РЛС ОТ ПАССИВНЫХ И АКТИВНЫХ ПОМЕХ. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВНеобходимо заметить, что ПП в общем случае не являются неподвижными (кроме местных предметов), а перемещаются со скоростью ветра ( F Дп ),что приводит к пульсации помехи на выходе ФД. Для компенсации пульсацийнеобходимо частоту опорного сигнала изменять на величинуF Дп =φТ2π Т,где ϕТ – изменение сдвига фаз за время периода следования Т.Однако частота опорного сигнала f 0 >> FДп и даже промежуточнаячастота f пр >> FДп , поэтому в схемах РЛС смещение частот обычно реализуют путем двукратного преобразования частоты.
Кроме того, компенсациюскорости ветра производят лишь в определенных участках пространства, длячего реализуется стробирование по дальности и угловой координате. Известны и другие способы компенсации скорости ветра:использование систем обработки с внешней когерентностью;переход к более длинным волнам (метровый диапазон);двухчастотный метод работы РЛС;использование схем череспериодной компенсации (ЧПК) на видеочастоте.4.5.3. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ СДЦПонятие «слепого» направления.Подобная ситуация может возникнуть в том случае, если объект движется (скорость может быть значительной) по окружности относительноРЛС. С течением времени расстояние Д не меняется.
Радиальная составляющая скорости Vч равна 0, следовательно, и частота Доплера также равна нулю. Ситуация аналогична случаю неподвижного объекта. На выходе ФД образуется последовательность импульсов с постоянной амплитудой и полярностью и компенсационная аппаратура такие сигналы исключит из обработки. Значит, движущийся воздушный объект будет потерян. В этом случае необходимо выключить систему СДЦ.«Слепые» фазы.
При работе когерентно-импульсной аппаратуры напряжение когерентного гетеродина превышает напряжение сигнала. Амплитуда видеоимпульсов на выходе фазового детектора будет определяться следующим образом:UФД= Uc ⋅ cos φ ,где ϕ – разность фаз опорного напряжения когерентного гетеродинаначальной фазы отраженного импульса. Радиолокационные системы.
Учеб.и199ГЛАВА 4 МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ4.5. ЗАЩИТА РЛС ОТ ПАССИВНЫХ И АКТИВНЫХ ПОМЕХ. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВУстройство ЧПВ реагирует на изменение сигнала UФД, а следовательно,при фиксированной амплитуде сигнала Uc – на изменение разности фаз ϕ.Чувствительность системы к изменению разности фаз определяется выражением2Д= Uc sin φ = Uc sin ±2π FД t + 2π f0 0 + φц .сdφdUФДКосинусный фазовый детекторcosU Вых.ФД0C=(4.55)π2π3πΔφ3πΔφcosU Вых.ФДd(Δφ)0π/2π3π/22π5π/2Рис.
4.88. Характеристика ФД и его чувствительностиТаким образом, чувствительность ФД изменяется во времени с доплеровской частотой (рис. 4.88). Провалы чувствительности имеют место приразности фаз ϕ = kπ, где k = 0, 1, 2, … Такие фазы называются «слепыми».Они повторяются через интервалы времени Т = 1/FД. В точках «слепых» фаззначительные изменения разности фаз не приводят к аналогичному изменениюамплитуды импульсов на выходе фазового детектора.
В этих областях сигналымогут быть подавлены в компенсационной аппаратуре.Если подобрать амплитуду опорного напряжения когерентного гетеродина так, чтобы Uкг = Uс, тоdU ФДdφ= U c sinφ.2В этом случае провалы чувствительности будут возникать при ϕ = 2kπ, т.е. в два раза реже, чем в предыдущем случае. Чтобы избавиться от проваловчувствительности до нуля следует применить балансный детектор (рис. 4.89).При Uкг = Uс амплитуды напряжений, приложенных к каждому из диодов, для случая 0 < ϕ < π равны:U=2U c ⋅ cos φ 2 ;д1 Радиолокационные системы.
Учеб.U=2U c ⋅ sin φ 2.д2200ГЛАВА 4 МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ4.5. ЗАЩИТА РЛС ОТ ПАССИВНЫХ И АКТИВНЫХ ПОМЕХ. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВUд1а)д1б)UсUсφUдUкг180o + φUсUсд2o90UкгUд1Uд2Uд2Рис. 4.89. Балансный фазовый детекторНа выходе балансного детектора напряжение:Uдет = Uд1 − Uд2 = 2Uc ( cos φ 2 − sin φ 2 ) .Для случая π < ϕ < 2π=Uдет 2Uc ( sin φ 2 + cos φ 2 ) .Чувствительность системыdU ФДφφ=U c sin + cos .dφ22Чувствительность системы уменьшается до 0,7 от максимума, но нулевыепровалы полностью отсутствуют.Более эффективным средством борьбы со «слепыми» фазами являетсяпереход к квадратурной системе СДЦ (рис.
4.90). При таком построении используются два ФД, на которые подаются сдвинутые по фазе на 90о опорныенапряжения.После каждого из детекторов имеется свой подавитель с ЧПВ. Так,огибающая импульсов в одном из каналов оказывается промодулированнойпо синусоидальному закону, а в другом – по косинусоидальному. Если теперь вместо двухтактных детекторов использовать в каждом канале квадратичный детектор, сложить полученные напряжения и далее произвести операцию извлечения корня, то провалы чувствительности одного канала компенсируются повышенной чувствительностью другого.
Пачка импульсовоказывается неискаженной (рис. 4.91). Аналогичным свойством обладаетсистема СДЦ на промежуточной частоте. Радиолокационные системы. Учеб.201ГЛАВА 4 МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ4.5. ЗАЩИТА РЛС ОТ ПАССИВНЫХ И АКТИВНЫХ ПОМЕХ. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВСинусный каналUВхsinU ВхФазовыйдетекторsinU опUВхФазовращатель на π\2ΔφUопФазовыйдетекторsinU Выхn-кратныйподавительcosU опcos2sin2(U Вых.ФД ) + (U Вых. ФД )sinU Выхn-кратныйподавительcosU ВхUВыхКосинусный каналРис. 4.90.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
