Radiolokacionnye_sistemy_SFU_elektronnyy _resurs (1021137), страница 41

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 41)

Сечение тела неопределенности ρ (τ,F) плоскостью τ = 0Она определяет меру разрешающей способности РЛС по радикальнойскорости цели δVr = λδF/2 = λ/2τи, т. е. δF и δVr определяются длительностью сигнала.Параметры δτ, δF удобно анализировать по диаграмме неопределенности, форма которой близка к эллипсу. На координатных осях τ и F диаграмманеопределенности (рис. 5.9) проходит через точки τи = ± 1/2ПиF=±1/2τи. Радиолокационные системы.

Учеб.251ГЛАВА 5 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ РАЗРЕШЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ5.1. АВТОКОРРЕЛЯЦИОННАЯ ФУНКЦИЯ КОГЕРЕНТНЫХСИГНАЛОВF12τ и1/2П–1/2П-τ12τ иРис. 5.9. Диаграмма неопределенности импульсного сигналаДля определения разрешающей способности РЛС по угловым координатам вычисляют нормированную пространственную функцию рассогласования, которая соответствует нормированной ДНА РЛС по полю.Мера разрешающей способности по угловой координате определяетсякак ширина главного лепестка пространственной АКФ по уровню 0,5.Для линейной антенной решетки разрешение по углу в плоскости сканирования (рад)=δθгде эфнλ1= эф  эфн,(5.9)– эффективная нормированная длина антенны.

Разрешающая спо-собность РЛС по угловой координате обычно принимается равной ширинеДНА по уровню половинной мощности в плоскости отсчета угловой координаты.Таким образом, разрешающая способность РЛС по времени запаздывания и частоте Доплера зависит соответственно от ширины спектра идлительности сигнала. Разрешающая способность РЛС по угловой координате зависит от эффективной нормированной длины антенны. Радиолокационные системы. Учеб.252ГЛАВА 5 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ РАЗРЕШЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ5.2.

АВТОКОРРЕЛЯЦИОННЫЕ ФУНКЦИИ КОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВБЕЗ ВНУТРИИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИ5.2.1. ВРЕМЯЧАСТОТНАЯ ФУНКЦИЯ РАССОГЛАСОВАНИЯ ОДИНОЧНОГОРАДИОИМПУЛЬСАПусть дан прямоугольный радиоимпульс (рис. 5.10) с немодулированной несущей, комплексная амплитуда которого вещественна:1,U (t ) = 0,τ2τt >2t ≤(5.10)Uτи/2–τи/2tРис. 5.10. Вид одиночного прямоугольного радиоимпульсаПодставим выражение (5.10) в формулу для нормированной времячастотной функции рассогласования и получим следующее выражение: sinπF ( τ и - τ ),πFτ иρ ( τ, F ) = 0τ ≤ τи(5.11)τ > τиСечения тела неопределенности плоскостями τ , F = const и ρ = 0.5показаны на рис. 5.11. Радиолокационные системы. Учеб.253ГЛАВА 5 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ РАЗРЕШЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ5.2.

АВТОКОРРЕЛЯЦИОННЫЕ ФУНКЦИИ КОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВ БЕЗ ВНУТРИИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИρ(τ,F)1F=0|F| > 0F–τи12τ и1/τи –τ /2иτи τ|τ| ≠ 0τ=01/τи0,6τи/21ρ(τ,F)– 12τ и–1/τиτиРис. 5.11. Сечения тела неопределенности одиночного прямоугольногорадиоимпульса (ОПРИ) плоскостями τ , F = const и ρ = 0,5Сечение плоскостью F = 0 описывается выражениемτ1−,ρ ( τ,0 ) =  τ и 0,τ ≤ τи ,(5.12)τ > τи .Поскольку рассматриваемый радиосигнал является узкополосным, т.

е.n = П·τи = 1,мера разрешающей способности по времени запаздывания и дальности1= τи ,Пcδτccδr =τи .==22П 2δ=τ(5.13)Она зависит от ширины спектра сигнала. Зависимость ρ от τ для различных F = const можно рассматривать как кривые огибающих напряженийна выходе оптимального фильтра при расстройке F по несущей частоте. Расстройка ведет к уменьшению пикового значения и к искажению формы огибающей (рис.

5.11).Сечение АКФ плоскостью τ = 0ρ ( 0, F ) =sinπFτ иπFτ и Радиолокационные системы. Учеб.(5.14)254ГЛАВА 5 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ РАЗРЕШЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ5.2. АВТОКОРРЕЛЯЦИОННЫЕ ФУНКЦИИ КОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВ БЕЗ ВНУТРИИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИпредставляет собой энергетический спектр огибающей прямоугольного радиоимпульса.

Его протяженность на уроне 0,5 оценивается величинойδF =1, 2τии является мерой разрешающей способности по доплеровской частоте.Соответственно разрешающая способность по скорости зависит от длительности сигнала:δVr=λλδF 0,6 .=2τиНа рис. 5.11 также показаны зависимости ρ от F для различных τ = const.Каждая из этих кривых соответствует спектру прямоугольного видеоимпульса длительностью τ и − τ . Функция ρ(0, F) позволяет также определить количество частотных каналов, необходимых для обработки импульсаданной длительности в диапазоне доплеровских частот (рис. 5.12). Она находится из условия перекрытия участка площади «время запаздывания – частота» минимальным числом сечений АКФ на некотором уровне ρ (τ,F) = ρдоп .FδF = 1/τиFД maxτРис.

5.12. К определению количества частотных каналов, необходимых для обработки импульса данной длительности в диапазоне доплеровских частот FД maxОсобенностью ОПРИ является невозможность получения высоких разрешающих способностей одновременно по времени запаздывания и частоте.Сужение АКФ по оси τ (за счет сокращения длительности сигнала τи) приводит к его расширению по оси F и наоборот (рис.

5.13). Радиолокационные системы. Учеб.255ГЛАВА 5 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ РАЗРЕШЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ5.2. АВТОКОРРЕЛЯЦИОННЫЕ ФУНКЦИИ КОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВ БЕЗ ВНУТРИИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИFFδF2 = τ2δF1 = τ1ττ1τ1 > τ2δF1 < δF2ττ2Рис. 5.13. Диаграммы неопределенности одиночного прямоугольногорадиоимпульса для различных значений τ, FВ случае разрешения сигналов разной интенсивности существеннымдля разрешения становится малый уровень боковых лепестков тела неопределенности. Лучшую разрешающую способность в этом смысле обеспечивает гауссов радиоимпульс с огибающей  t 2 U=( t ) exp  − π    .  τ и  За счет скругления огибающей сигнала тело рассогласования этого радиоимпульса не имеет боковых лепестков:2 τ 2−π   + ( τи F )τρ ( τ, F ) = exp  и .2Таким образом, применение одиночных узкополосных радиоимпульсовпринципиально не позволяет получить высокие разрешающие способностиодновременно по времени запаздывания и доплеровской частоте.

При разрешении сигналов важное значение также имеет уровень боковых лепестковтела неопределенности.5.2.2. ВРЕМЯЧАСТОТНАЯ ФУНКЦИЯ РАССОГЛАСОВАНИЯ КОГЕРЕНТНОЙПАЧКИ РАДИОИМПУЛЬСОВОгибающая сигнала в виде прямоугольной когерентной пачки прямоугольных радиоимпульсов описывается соотношением Радиолокационные системы. Учеб.256ГЛАВА 5 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ РАЗРЕШЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ5.2. АВТОКОРРЕЛЯЦИОННЫЕ ФУНКЦИИ КОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВ БЕЗ ВНУТРИИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИτи1, t − mT ≤ 2 ,U (t ) = 0, t − mT > τ и ,2(5.15)где m = 1, 2,...,M. Графически функция (5.15) приведена на рис.

5.14.U...τиτ τ−  T + и  −  T − и −2 2 2...τи2TT−τиτT+ и22tTРис. 5.14. Вид огибающей сигнала в виде прямоугольнойкогерентной пачки прямоугольных радиоимпульсовПараметры пачки и импульсов: τи – длительность каждого радиоимпульса; T – период их повторения; M – число импульсов в пачке; T0 = MT –длительность пачки.Ширина спектра такого сигнала равна П = 1/τи. Поскольку T0 = MT иTn =П ⋅ Т 0 = M> 1, этот сигнал следует считать широкополосным.τиФункция рассогласования имеет отличные от нуля значения в пределахвременного интервала –MT < τ < MT, в котором описывается соотношениемρ ( τ, F ) sin  π ( M − m ) FT   ρ τ + mT , F ,) 0(∑MsinπFTm=− M +1 M −1где ρ ( τ, F ) – функция рассогласования (5.11) одиночного прямоугольногокогерентного радиоимпульса без наружных знаков модуля.Сечения тела и диаграмма неопределенности ρ = 0,5 приведена на рис.5.15.АКФ пачки радиоимпульсов имеет многопиковый характер.

Сечениеплоскостью F = 0 есть нормированная огибающая сигнала на выходе СФ.Оно представляет собой последовательность (2M–1) треугольных импульсовдлительностью 2τи по нулям. Огибающая последовательности также имееттреугольную форму, а длительность ее по нулям равна удвоенной длительности пачки 2T0 = 2MT (рис.

5.15, M = 3). Радиолокационные системы. Учеб.257ГЛАВА 5 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ РАЗРЕШЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ5.2. АВТОКОРРЕЛЯЦИОННЫЕ ФУНКЦИИ КОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВ БЕЗ ВНУТРИИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИρТδF = 1,2/MT Fρ (F,0)δτ = τиτ-τи τи2МТ2/τиТρ1/Тτ1/ТРис.

5.15. Сечения тела и диаграмма неопределенности когерентнойпачки прямоугольных радиоимпульсовСечение тела неопределенности плоскостью τ = 0 есть Фурьепреобразование квадрата комплексной огибающей пачки. Из-за временнойдискретности сигнала функция ρ(0, F) будет дискретной по частоте с интервалом F = 1/T. Огибающая ρ(0, F) определяется функциейsinπFτ и. ШириπFτ ина каждого пика функции ρ(0, F) по первым нулям определяется длительностью пачки T0:22=.T0 MTРазрешающая способность по времени запаздывания (по дальности)остается такой же, как и для единичного импульса пачки. В частности, дляпрямоугольного импульса δτ = τи.Разрешающая способность по частоте (радиальной скорости) существенно повышается – она определяется длительностью всей пачки:1, 2,MTλ 1, 2λ=δVr =⋅0,6.MT2 MTδF = Радиолокационные системы.

Учеб.(5.16)258ГЛАВА 5 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ РАЗРЕШЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ5.2. АВТОКОРРЕЛЯЦИОННЫЕ ФУНКЦИИ КОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВ БЕЗ ВНУТРИИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИОднако существенное улучшение разрешающей способности по скорости приводит к возникновению неоднозначности и по дальности, и по скорости. Период повторения пиков по оси τ определяется величиной T, а по осиF – величиной 1/T.Следовательно, от выбора периода следования импульсов существенным образом зависит распределение пиков АКФ на плоскости τ, F: чембольше T, тем дальше отстоят друг от друга пики по оси τ и ближе по оси F инаоборот.При выборе периода повторения T для конкретного радиолокатора необходимо воспользоваться априорной статистикой измеряемых параметров.Рассмотрим пример.Пусть РЛС имеет максимальную дальность действия rmax, что соответ-2rmax(c – скорость свеcта).

Характеристики

Список файлов книги