Teoria_i_tekhnika_obrabotki_radiolokatsi onnoy_informatsii_na_fone_pomekh (1021138), страница 24
Текст из файла (страница 24)
9.23 где, в частности р (а„а) = Х *' (а) Х (а,)! М. Результирующая характеристика направленности (рис. 9.23) искажается по сравнению с согласованной, приобретая провал, ориентированный на источник мешающих колебаний. Может ослабляться даже прием в направлении источника полезных колебаний для лучшей режекции помехи. Это позволяет реализовать энергетические преимущества оптимального разрешения. Наименьшие потери в результирующем коэффициенте использования энергии имеют место, когда помеха воздействует по боковому лепестку основной характеристики направленности, так что !р~ = !р (аь а) ~ (( 1.
Предыдущее рассмотрение относилось к выявлению потенциальной разрешающей способности при наличии сигналов с фиксированными информативными параметрами а. Понятие разрешения в указанном смысле может заменяться в некоторых случаях понятием разрешения целей в случайном их потоке, когда интервал между целями становится случайной величиной 15).
'> Р.Р. Весовая обработка когеренткых пачек радкоимпупьсов Оптимальная обработка может существенно отличаться от согласованной, когда наряду с белым шумом действуют мешающие сигналы. Оптимальное рассогласование обработки подбирается при известных или оцениваемых в процессе наблюдения (гл. 18 — 21) параметрах мешающих сигналов. Во многих случаях, однако, ряд недостатков согласованной обработки заранее ясен.
Пусть принимается прямоугольная пачка отраженных радиоимпульсов (антенный луч остановлен). Сечения тел неопределенности в плоскостях т = сопз1 имеют сравнительно высокий уровень боковых лепестков, что явно ухудшает селек- *! Общие методы учета случайных неинформативных параметров обсуждаются в гл. 19. Применительно к разрешению см, также 135, 52, 55, 100, ! 141, 122 ц ию по скорости. Целесообразно их подавление. При использовании фильтровой обработки на линиях задержки с этой целью заранее идут на неоптимальность весовых коэффициентов обработки. С этой же целью может использоваться искусственное удлинение импульсной характеристики фильтра по сравнению с согласованным. В корреляционнофильтровых схемах обработки соответствующим образом подбирают частотные характеристики фильтров.
При этом стремятся: — избежать существенных энергетических,потерьл — избежать расширения главного лепестка частотной зависимости функции рассогласования. Подбор весовых коэффициентов (без изменения длительности импульсной характеристики) производится в соответствии с весовыми функциями, аналогичными используемым в антенной технике при снижении уровня боковых лепестков диаграмм направленности. Распространенными весовыми функциями являются так называемые весовые функции Хэмминга, Ханна, Кайзера, Дольфа — Чебышева.
<Обобщенная» весовая функция Хэмминга при нечетном числе импульсов в пачке М имеет вид Гпх (Р) = а+(1 — п) соз(2пр/М), — (М вЂ” 1)!2(р((М вЂ” 1)/2, 0 при других р. Случай а = 0,54 соответствует необобщенной функции Хэмминга, случай а =' 0,5 — функции Ханна. Весовая функция Кайзера определяется выражением шк(р) = 7о(5 Р 1 — (291(М вЂ” 1))')17 Ф) где р — константа. Весовая функция Хэмминга обеспечивает подавление боковых лепестков на 40 дБ относительно главного максимума при расширении основного лепестка в 1,5 раза (по напряжению).
Потери составляют около 1,3 дБ. Весовая функция Кайзера обеспечивает меньший уровень боковых лепестков, но при большем расширении основного лепестка. К выбору весовых функций можно подойти и с общих позиций (4.12), (5.20), задаваясь распределенным воздействием мешающих сигналов по боковым лепесткам. Литература: (5, 12, 34, 36, 37, 40, 42, 46, 52, 54, 55, 60, 98 — 100. 114). 10. ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫЕ СИГНАЛЫ И МЕТОДЫ ИХ ОБРАБОТКИ 10.1. Функции рассогласования линеино-частотно-модулированных радиоимпулвсов Линейно-частотно-модулированные (ЛЧМ) радиоимпульсы являются наиболее простыми разновидностями широкополосных когерентных сигналов.
шз а) л~ Рис. 10.1 (10.2) 124 Широкополосными (сложными) называют сигналы, исирина спектра П„которых значительно превышает величину 1/т„, обратную их дли- тельности т„. Достоинством этих сигналов является возможность одно- временного повышения энергетического потенциала и разрешающей способности РЛС по дальности. При обычных узкополосных сигналах для повышения разрешающей способности по дальности уменьшали длительность зондирующего радионмпульса.
Поскольку пиковые мощности импульсов ограничены, это вело к уменьшению излучаемой энергии и снижению дальности. Используя широкополосные сигналы, можно увеличивать энергетику и дальность РЛС, не ухудшая, а улуч- шая разрешающую способность по дальности. В качестве типичных примеров широкополосных сигналов рас- смотрим ЛЧМ сигналы с колокольной и прямоугольной огибающими (рис. 10.1, а, б). Закон изменения мгновенной частоты для указанных сигналов — линейный (рис. 10.1, в). Отсчет длительности радиоимпуль- са с колокольной огибающей соответствует уровню ехр ( — н/4) ж 0,46. Линейному закону изменения частоты указанных ЛЧМ сигналов ! (1) = /ь -')-М// ., ~ 1 ~ е=' т. соответствует квадратичный закон изменения их фазы с 1р (1) = 2~ ) 7 (1) Й = 2 от/* 1+ ЬР о Здесь Л/ — частотная девиация, Ь = гссь//т„= ин/т'„— параметр мо- дуляции сигнала, и = Цт~ — коэффициент широкополосности.
В соответствии с выражением для фазы со (1) комплексные амплиту- ды импульсных ЛЧМ сигналов описываются выражениями: — при колокольной огибающей () (1) = е а (~/~и) е™, (10.1) — при прямоугольной огибающей (е/ь'*, ~1)(т„/2, (О, (1) ~ т„/2. Спектр комплексной огибающей произвольного сигнала ОЭ О(/)= ~ (/(1)е — /оч/1й/=-~6(1)!еУ-ео111 (103) СО выражается через амплитудно-частотный ~ б Д) ~ и фазочастотный ага б Д) спектры. Амплитудно-частотный спектр (АЧС) колокольного радиоимпульса (1) рис. 10.2 ~ба~=т е 1/~й/ /1-(-пт (10.4) характеризуется шириной полосы частот на уровне е — "/4 ж 0,46, равной П„=- )Г1 + пе/т„.
В случае большого коэффициента широкополосиости п))1 полоса П„мало отличается от частотной девиации: П„ж и/т„= А/. Фазочастотный спектр рис. 10.2 имеет при этом вид квадратичной параболы агн б (/)/и = — и Ц/П„)т + агс 1яп/2п. (10.5) При и )) 1 значение агс 1я и/2п ж и/4п пренебрежимо мало. Нарастание фазы при увеличении / от 0 до П„/2 тем больше, чем больше и, и составляет пп/4.
Соответствующий (2) и (3) амплитудно-частотный спектр прямоугольного радиоимпульса выражается через интегралы Френеля.. При и,) 1 он аппроксимируется прямоугольником (рис. 10.3), принимающим ненулевые значения в пределах 1~~ ( А//2. Фазочастотный спектр при и )) 1 близок и в этом случае к параболическому ага б Д)/и ж — и (//П„)т + и/4п ж — и фП„)'. На примере рассмотренных моделей можно таким образом проследить общие свойства широкополосных (п))1) ЛЧМ сигналов, проявляемые при увеличении частотной девиации А/: — расширение полосы П; — нарастание сдвига фаз (на центральной частоте) до пп/2 в пределах полной длительности импульса. Соответствующие (9.12), (1) и (2) нормированные время-частотные функции рассогласования (АКФ) ЛЧМ радиоимпульсов с колокольной и прямоугольной огибающими описываются выражениями: р (т, Р)=ехр ~ — — ~ —, т +2птР+Р'т„')~, Мп (п (Р+ а/т/т„) (т„— 1т! Ц р(т, Р)= ! п(у+а/т/ти)ти О, 1т()т„. (10.6) (10.7) ~с/б И сЕ! ~агдс/ст юдссе'/л ~сисис/в/~ де Рас.
10.3 Рис. 10.2 125 Рис. 10.6 г Рельеф тела прямоугольного ЛЧМ радиоимпульса (7), его горизонтальные сечения 1диаграммы неопределенности), а также вертикальные сечения плоскостями Г = гй =сопз1 представлены на рис. 10.4— 10.6. Каждую из кривых рис. 10.6 можно считать огибающей напряжения на выходе согласованного фильтра при наличии частотной расстройки р. Тело неопределенности прямоугольного ЛЧМ радио- импульса рис. 10.4 повернуто отРис.
1ОЛ носительно тела рис. 9.5 аналогич- Г ного импульса без частотной модуляции на угол, возрастающий с увеличением девиации сг7. Это сказывается на вертикальных сечениях с = сопз1, т. е. на огибающих выходных напряжений (рис. ,' "х л и 10.6) согласованного фильтра. При ,ф '~' условии А~хи))1 они значительно уже огибающей ожидаемого радио"л' и„" ' ' импульса: проходя соеласованный фу~ у~, фильтр, ЛЧМ радиоимпульс свгсимается во времени.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
