Radiolokacionnye_sistemy_SFU_elektronnyy _resurs (1021137), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Учеб.340ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.5. РАСПОЗНАВАНИЕ ВОЗДУШНЫХ ОБЪЕКТОВТаблица 6.1Признаки для распознования объектов и принципы их технической реализацииПризнак, характеристикаПараметры движенияУровень отраженных сигналов(ЭПР)Параметры модуляции отраженных сигналов«Частотный портрет» (зависимость уровня отраженного сигнала от частоты)Оценка радиального размераобъекта«Поляризационный портрет»объекта (параметры поляризационной матрицы рассеяния)«Дальностный портрет» (разрешение «блестящих» точек подальности)Пространственный портретобъектаТехнический принцип реализацииТраекторные измеренияИзмерение уровней отраженных сигналовКорреляционно-спектральный анализМногочастотное облучениеПрименение специального сигнала с шириной спектра ∆f = 10 МгцДва канала приема и обработки сигналов наразличных поляризацияхПрименение специального зондирующегосигнала с шириной спектра ∆f = 50 – 100 МгцМногопозиционная радиолокация с совместной обработкой данныхПри отражении радиоволн от распознаваемых объектов поляризациипадающих и отраженных волн различаются.
Поляризация отраженного сигнала изменяется в общем случае из-за различия амплитуд и фаз сигналов, отражаемых отдельными элементами конструкции. Анализ поляризационнойматрицы рассеяния позволяет проводить распознавание воздушных объектов.Использование отдельных признаков требует внедрения техническихустройств анализа различной степени сложности, применения сигналов специальной формы (табл. 6.1).На практике применяются различные методы распознавания: по типузондирующего сигнала, виду используемой радиолокационной информациии др. Наиболее широко используется распознавание по типу зондирующегосигнала (рис.
6.45).Методы распознаванияпо узкополосным сигналампо многочастотным сигналампо широкополосным сигналампо сверхширокополоснымсигналамРис. 6.45. Методы распознования по типу зондирующего сигнала Радиолокационные системы. Учеб.341ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.5. РАСПОЗНАВАНИЕ ВОЗДУШНЫХ ОБЪЕКТОВРаспознавание по широкополосным сигналам.Широкополосные зондирующие сигналы обеспечивают достижениенаилучших качественных показателей распознавания. В этом случае удаетсяразрешить отдельные элементы воздушного объекта и получить его радиолокационный портрет.UtРис. 6.46.
Радиолокационный портретНа рис. 6.46изображен радиолокационный портрет воздушного судна типа Як-40. Для получения радиолокационного портрета формируется зондирующий сигнал (например, с линейной частотной модуляцией) с девиацией частоты ∆f. Отраженные от объекта радиоимпульсы сжимаются согласованным фильтром, при этом их длительность на выходе фильтра τи= 1 ∆f . Распознавание и идентификацияобъектов в РЛС может осуществляться сравнением радиолокационного портрета с эталонными портретами.Применение когерентных широкополосных сигналов с ширинойспектра 50–100 МГц позволяет обеспечить разрешающую способность в2–3 м. При таком разрешении формируется радиолокационный портретобъекта. Достоинством таких сигналов является возможность распознавать несколько объектов в пределах одного импульсного объема. Применение широкополосных сигналов имеет ряд особенностей.
Во-первых,резко возрастает число элементов разрешения, что ведет к увеличениюобъема аппаратуры обработки. Во-вторых, дробление пачки отраженногосигнала на отдельные составляющие ухудшает отношение сигнал/шум,что обусловливает уменьшение дальности обнаружения. Отношениедальности распознавания к дальности обнаружения за один обзор составляет 0,7 для объектов больших размеров и 0,95 для малоразмерных объектов. При нескольких обращениях к объекту это отношение улучшается.Применение метода широкополосных сигналовв нескольких пунктахдает возможность определить форму распознаваемых воздушных объектов. Радиолокационные системы.
Учеб.342ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.5. РАСПОЗНАВАНИЕ ВОЗДУШНЫХ ОБЪЕКТОВРаспознавание по многочастотным сигналам.Многочастотный сигнал позволяет получить некоторый функционалрадиолокационного портрета объекта. Применение сигнала для распознавания возможно в диапазоне метровых и сантиметровых волн. Наиболее информативными признаками распознавания являются: радиальный размеробъекта, среднее значение модуля поляризационного коэффициента, среднеезначение ЭПР. По совокупности этих признаков многочастотный сигнал позволяет получить достаточно высокие характеристики распознавания.Формирование многочастотных сигналов может быть реализованоразличными способами.
При одновременном излучении зондирующихсигналов на различных частотах получение информации для распознавания требует многоканальности построения приемопередающих устройств,что ведет к увеличению объема аппаратуры и энергозатратам. Можно отдать предпочтение сигналам с последовательным излучением сигналов наразличных частотах, не требующим существенного усложнения аппаратуры, однако увеличивающим время анализа и принятия решения.При облучении воздушных объектов сигналами с достаточно широкимспектром эти объекты эквивалентны некоторым линейным электрическимфильтрам с постоянными параметрами, резонансные частоты которых определяются формой объекта и ее геометрическими размерами.
Резонансныечастоты проявляются в переходном процессе отклика, т. е. в отраженномсигнале. Сигнал с широким спектром может быть получен при использовании коротких импульсов либо многочастотных сигналов.Метод, использующий зависимость интенсивности отраженных сигналов от длины волны зондирующего сигнала, базируется на фундаментальномфизическом эффекте вторичного излучения объектов. Интенсивность отражения от каждого токопроводящего объекта зависит от его формы и размеров, а также от длины волны. На низких частотах большинство объектов неотражает падающие электромагнитные волны. При повышении частоты РЛСдо значения, при котором размеры отражающего объекта приближаются кλ/2 , интенсивность отражений, характеризующая ЭПР объекта, резко увеличивается.
Если размер объекта равен λ/2 , то ЭПР максимальна. При дальнейшем возрастании частоты ЭПР будет изменяться и носить колебательныйхарактер. При длине волны, значительно меньшей линейных размеров объекта, ЭПР практически неизменна.Таким образом, анализ интенсивности отраженных сигналов на различных частотах является существенным признаком распознавания.Распознавание по узкополосным сигналам.Статистические характеристики отраженных сигналов на входе приемного устройства определяются физическими, геометрическими и конструктивными особенностями воздушных объектов. Реализация методов распознавания определяется видом зондирующих сигналов и способами их обработ- Радиолокационные системы.
Учеб.343ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.5. РАСПОЗНАВАНИЕ ВОЗДУШНЫХ ОБЪЕКТОВки. При использовании узкополосных сигналов информативными признаками для распознавания являются:ЭПР воздушных объектов;ширина спектра амплитудных флюктуаций (∆F);частота Доплера отраженных сигналов (FД);корреляционная зависимость сигналов (r) – межканальная или межпериодная;поляризационные характеристики отраженных сигналов.При оценке ЭПР необходимо исключить в приемном тракте ограничение сигналов для сохранения их амплитудных различий.
При расчете ЭПРнаибольшую сложность будет представлять учет формы ДНА, которая можетсильно искажаться в результате влияния рельефа позициии аномальныхатмосферных явлений. Кроме того, на точность оценки ЭПР влияют состояние и режимы работы тракта обработки сигналов.Величина ЭПР определяется рядом факторов, к которым можно отнести: линейные размеры объекта, геометрическую форму, угловое положениеобъекта относительно РЛС, параметры зондирующих сигналов.
Для большинства воздушных объектов поле вторичного излучения носит интерференционный характер и проявляется он тем сильнее, чем больше отношение линейных размеров объекта к длине волны.Для определения ЭПР воздушных объектов наиболее целесообразенметод, основанный на непосредственных измерениях энергии принятого сигнала с последующим пересчетом ее значения с учетом пространственных координат воздушных объектов, формы и размеров ДНА. Возможны два подхода к решению задачи оценки ЭПР (σ):1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
