Radiolokacionnye_sistemy_SFU_elektronnyy _resurs (1021137), страница 55
Текст из файла (страница 55)
ДНА имеет достаточно большое число парциальных лучей в угломестной плоскости. Оценка σ обеспечивается непосредственным измерениемэнергии принятых сигналов.2. В системах с однолепестковой ДНА все сложнее. Угломестная ДНАможет значительно отличаться от ДНА в свободном пространстве. Отличияобусловлены интерференционными явлениями, воздействием внешних источников помех.Сложность формы диаграммы обратного вторичного излучения приводит к флюктуациям амплитуды отраженных сигналов. Распределение амплитудных флюктуаций описывается в общем случае т-распределением Накагами и в активной радиолокации связано с распределением ЭПР.Устройство распознавания по величине ЭПР с учетом распределенияамплитудных флюктуаций может быть выполнено по схеме, изображеннойна рис. 6.47. Радиолокационные системы.
Учеб.344ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.5. РАСПОЗНАВАНИЕ ВОЗДУШНЫХ ОБЪЕКТОВα1UiХΣUХlnUiΣ2Σα2ПУРешениеU пор.Рис. 6.47. Устройство распознавания по величине ЭПРОбозначенные на рисунке параметры α1 и α2 определяются следующимобразом:α=1σ1 ⋅ m1 − σ2 ⋅ m2;σ1 ⋅ σ2α=m1 − m2 ,2где σ 1 , σ 2 – ЭПР распознаваемых объектов;m1 – распределение Накагами первого объекта;m2 – распределение Накагами второго объекта.Распознавание может быть реализовано путем оценки спектра амплитудных флюктуаций импульсов пачки отраженного сигнала.
Характер модуляции амплитудных флюктуаций зависит от спектра зондирующего сигнала,физических и геометрических свойств объектов. Диапазон спектральных составляющих огибающей отраженного сигнала можно разбить на ряд областей(рис. 6.48).1. Область спектральных составляющих, обусловленных перемещениемобъекта по траектории. Диапазон частот составляет единицы-сотни герц. Величины частотных составляющих спектра мало зависят от размеров объекта.2. Область спектральных составляющих, обусловленных колебаниями ивибрацией элементов конструкции, рысканиями по курсу, тангажу и крену.Диапазон частот – единицы-сотни герц.3.
Область спектральных составляющих, обусловленных вращениемвинтов самолета (область частот 50–1400 Гц) и «турбинная» модуляция (единицы-десятки кГц). Радиолокационные системы. Учеб.345ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.5.
РАСПОЗНАВАНИЕ ВОЗДУШНЫХ ОБЪЕКТОВ800 Гц10400280012001600FД ,ГцРис. 6.48. Спектр, вызываемый «пропеллерной» модуляцией (1)и отражениями от корпуса самолета (2)Uвх.Некогерентн.накопительДетекторамплитудныйОднократ.ЧПВНекогерентн.накопительДелительДля оценки ширины спектра амплитудных флюктуаций наиболее простыми и достаточно эффективными являются схемы ЧПВ, которые компенсируют нефлюктуирующие сигналы и выделяют разность амплитуд соседнихимпульсов. По величине остатков можно судить о характере объекта. Дляреализации такого метода может служить устройство, структурная схема которого изображена на рис.
6.49.ПороговоеустройствоUпорРис. 6.49. Устройство распознавания по величине амплитудныхфлюктуаций импульсов пачкиАлгоритм работы предполагает сравнение двух сигналов: накопленногосигнала, прошедшего схему однократного ЧПВ, и накопленного входногосигнала. При нефлюктуирующей пачке отношение сигналов мало. При возрастании амплитудных флюктуаций отношение увеличивается. Пороговаяобработка позволяет разделять сигналы с различной шириной спектра амплитудных флюктуаций.Еще одним признаком для распознавания является частота Доплера отраженных сигналов (рис.
6.50). Радиолокационные системы. Учеб.346ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.5. РАСПОЗНАВАНИЕ ВОЗДУШНЫХ ОБЪЕКТОВ122 2602 2802 3002 3202 340ГцРис. 6.50. Спектр доплеровских частот, обусловленный отражениемот самолета (1) и коническим сканированием антенны РЛС (2)Спектр доплеровских частот зависит от ряда факторов. Максимальнуюмощность имеет спектральная составляющая, обусловленная отражениемсигналов от корпуса самолета. При изменении скорости движения воздушного объекта, курса, при виражах происходит сдвиг спектральных составляющих на оси частот, их расширение или сужение. Из-за движения объекта иего составных частей, а также вследствие рысканий по курсу, тангажу и крену относительно РЛС отраженный сигнал оказывается флюктуирующим.В качестве примера схемной реализации устройства распознавания по частоте Доплера может использоваться устройство, приведенное на рис.
6.51.Uвх.ФильтрДоплера 1ДетекторфазовыйУстройствообработкиПороговоеустройствоФильтрДоплера NUпор.Рис. 6.51. Устройство распознавания по частоте ДоплераВ процессе работы отклики фильтров запоминаются на время анализа(это время соответствует длительности вобулированной последовательностиимпульсов запуска n⋅N⋅T), суммируются и сравниваются с порогом. Для сигналов с малой FД при всех частотах повторения максимальный выходной отклик будет иметь место в одном фильтре.
Суммирование реализуется такимобразом, что суммарный результат возрастает только в том случае, если суммируются отклики различных фильтров. Если выходной сигнал только в од Радиолокационные системы. Учеб.347ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.5. РАСПОЗНАВАНИЕ ВОЗДУШНЫХ ОБЪЕКТОВном фильтре (FД мала), суммарный результат равен величине этого отклика.При увеличении FД максимальные отклики будут появляться на выходах различных фильтров. Пороговая обработка позволяет разделить объекты с различными значениями доплеровской частоты.Корреляционный признак распознавания может быть использован прианализе коэффициента межканальной (межпериодной) корреляции отраженных сигналов. Схемные решения могут быть разноплановыми.
Для двухканальных по частоте систем распознавания требуется два канала обработки.Оптимальной при этом является раздельная обработка по каналам и затем когерентное объединение информации каналов.Коэффициент корреляции r отраженных сигналов в различных частотных каналах с длинами волн λ1 и λ2 при радиальном размере объекта >> λ1 , λ 2 зависит от соотношения λ1 − λ 2 , что может быть использовано для распознавания воздушных объектов. В качестве устройства оценкикоэффициента корреляции может быть применен корреляционный автокомпенсатор.Управляющее напряжение, действующее в цепи обратной связи корреляционного автокомпенсатора, включает в себя комплексный коэффициентпередачи K , который определяется по формуле:σK = r 1 ,σ2где r – коэффициент корреляции комплексных амплитуд сигналов двух частотных каналов;σ1 , σ 2 – дисперсии напряжений частотных каналов.Анализ напряжения, действующего в цепи обратной связи одноканального корреляционного автокомпенсатора, позволяет установить степень корреляции сигналов в различных частотных каналах и реализовать распознавание воздушных объектов по корреляционному признаку.Устройство распознавания может быть выполнено в соответствии сосхемой, изображенной на рис.
6.52.U 1U2ΣХKXUвыхKНейроннаясетьРешениеОбучающаявыборкаРис. 6.52. Устройство распознавания по корреляционному признаку Радиолокационные системы. Учеб.348ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.5. РАСПОЗНАВАНИЕ ВОЗДУШНЫХ ОБЪЕКТОВЕсли воздушный объект простой (один отражающий элемент), межканальный коэффициент корреляции r стремится к единице.
Сложный воздушный объект с большим числом «блестящих» точек создает отраженный сигнал с малым коэффициентом r (r→0).Незначительное изменение схемы позволяет проводить оценку межпериодного коэффициента корреляции и на ее основе реализовать распознавание воздушных объектов.Поляризационные характеристики отраженных сигналов являются ещеодним признаком распознавания. При облучении воздушных объектов имеетместо явление деполяризации, степень которой определяется электрическимисвойствами и формой объектов, длиной волны и условиями распространения.Электрическое поле, создаваемое отраженными от воздушного объектасигналами, можно записать в следующем виде:=Eотргде S =SГГSВГЕотр.Г=Еотр.ВSГГSВГSГВ Епад.Г⋅,SВВ Епад.В(6.32)SГВ– поляризационная матрица рассеянияSВВ(Г – горизонтальная поляризация, В – вертикальная).Элементы поляризационной матрицы рассеяния содержат амплитудныеи фазовые составляющие.
Например:=SГГгдеσ ГГ ⋅ е jφ ,ГГ(6.33)σ ГГ – амплитудные элементы;е jφГГ – фазовые элементы.Для изотропных пространства и цели справедлива теория взаимности, всилу которой=σГВ σ=φВГ .ВГ , φГВНачальная фаза, например ϕ ГГ, не может являться характеристикойвоздушного объекта.В этом случае поляризационная матрица рассеяния опиU 1сывается тремя независимыми амплитудными и двумянезависимыми фазоUвых2UΣ элементов матрицы необходимовыми элементами.
Для полногоопределенияХкак минимум два раза облучить объект волнами различной поляризации. Дляслучая, когда падающая волнаНейроннаяK линейно поляризована, измерение элементовKХ Радиолокационные системы. Учеб.сеть349ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.5. РАСПОЗНАВАНИЕ ВОЗДУШНЫХ ОБЪЕКТОВ1U 2ПриемникДетекторамплитудн.ПриемникДетекторамплитудн.Делительполяризационной матрицы рассеяния сводится к измерению двух амплитудных ( σГГ , σГВ ) и одного фазового ( φГГ − φГВ ) элементов (предполагается,что падающая волна имеет горизонтальную поляризацию).При одновременной оценке амплитудных и фазовых элементов можетбыть применено устройство распознавания по корреляционному признаку(рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
