Teoria_i_tekhnika_obrabotki_radiolokatsi onnoy_informatsii_na_fone_pomekh (1021138), страница 26

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

Текст из файла (страница 26)

По мере распространения волны возникают электрические колебания в соединенных между собой электродах, последовательно расположенных вдоль пьезоэлектрической линии. Если электроды создают двунаправленное излучение, то затухание велико, если однонаправленное — затухание значительно снижается 11381.

Требуемая зависимость групповой задержки от частоты обеспечивается расстановкой электродов с интервалами, изменяющимися примерно по закону арифметической прогрессии. Идеализированную импульсную характеристику линии можно считать последовательностью неравномерно распределенных в пределах длительности сигнала т, дельта-функций. Подобная последовательность равномерно распределенных дельта-функций сводится к наложению постоянной составляющей и гармонических колебаний с частотами т1с (т = 1,2, ...), где — частота следования дельта-импульсов. Последовательность видеоимпульсов, с распределением задержек примерно по закону арифметической прогрессии, сводится аналогично к наложению постоянной составляющей и линейно-частотно-модулированных колебаний с изменением частоты от тГ„„, До т1".„,„с.

Колебание, соответствУюЩее т = 1 (а иногда и т = 2), выделяется путем частотной селекции. В результате формируются требуемые импульсная, а значит и дисперсионная характеристика, обеспечивающие сжатиеЛЧМ сигнала. Влияние изменения скважности видеоимпульсов вследствие неравномерного их расположения и возможного затухания, приводящее к изменению амплитуды колебаний в пределах импульсной характеристики, может быть скомпенсировано за счет изменения длины электродов вдоль линии (аподизации). Аподизацию используют также для округления спектра и снижения уровня боковых лепестков сжатого радиоимпуль- Упьппаздуьедай дапнадед Пьеееепеменпа делей Я еееьпемен Рис.

!0.11 40.3. Корреляционио-фильтровая обработка с обобщенным гетеродииироваиием Представление ожидаемого сигнала х (1) = х, (1) х, (1) в весовом интеграле (9.25) не является единственным. Переходя к комплексным амплитудам х (1) = (Х (1) е1т"ц 1-1- Хь (1) е 1з"ц ')/2, (1О. 12) можно использовать представление Х (1) е1 '"1 '=Хт(1) е1т"1 'Х,(1) е1'"1' 5~ 121 сй, уменьшая, в частности, длину электро- г,р дов, формирующих крайние мгновенные частоты колебаний импульсной характеристики.

В целях скругления используют также усложненные входные электроды в виде ре- — — ~ 1~ж~~,~~к шеток. Многоотводные дисперсионные линии задержки описанной конструкции позволяют реализовать укорачивающие фильтры, рассчитанные на длительности им- Рис. 10.12 пульсов т„= 1 — 10' мкс, полосы частот П„= 1 — 10'МГц и коэффициенты сжатия 10 — 10' [1381.

Для реализации дисперсионных укорачивающих фильтров с большей задержкой т„)100 мкс используют ультразвуковые линии волноводного типа (рис. 10.11). Звукопроводом такой линии служит тонкая металлическая лента, толщина которой соизмерима с длиной волны ультразвуковых колебаний. Входной и выходной пьезоэлементы обеспечивают возбуждение и съем продольных акустических волн.

Боковые торцы звукопровода покрываются акустическим поглотителем, снижающим уровень отраженных сигналов. Для ослабления влияния паразитных волн используют частотную селекцию на входе н выходе линии, выделяя колебания в рабочей полосе частот. Примерный вид дисперсионной характеристики волноводной линии в этой полосе показан на рис. 10.12. Дисперсионная характеристика имеет точку перегиба. В окрестности этой точки располагается участок практически линейной дисперсии с полосою (5 — 10) % от центральной частоты Д„. Длительность импульсной характеристики т„для участка линейной дисперсии пропорциональна длине ленточного волновода, ее увеличение ограничено затуханием ультразвуковых колебаний.

На частотах порядка десятка мегагерц можно реализовать линии с задержкой в несколько сотен микросекунд; задержка увеличивается при использовании промежуточных усилителей. Средняя частота ~т участка линейной дисперсии пропорциональна толщине Ь звукопровода; ее повышение связано с сокращением Ь. Изготовление и возбуждение звукопроводов малой толщины й сопряжено с технологическими трудностями, что ограничивает возможности реализации волноводных линий с большой полосой Л1 линейной дисперсии.

Полоса Л1 этих линий не превышает обычно единиц мегагерц. где ~, + ~, = гь. Смысл операций обработки после подстановки (12) в (9.25) сводится к следующему. Введение вспомогательной частоты г, соответствует еетероаинированию. В обычных смесителях (без балансного подавления) при этом создается зеркальный канал приема. Поскольку гетеродиниое напряжение имеет непостоянную комплексную амплитуду Х, (г), гетеродинирование можно назвать обобщенным.

Наличие двух слагаемых в (12) соответствует специальной балансной схеме гетеродинирования, при использовании которой зеркальный канал приема исключается. Как и при простом (необобщенном) гетеродинировании, балансную схему можно заменить неб пеной путем поспшновки преселектора: После гетеродииирования производится фильтрация на промежуточной частоте г,.

Тракт промежуточной частоты согласуется с колебаниями Ке1Х, (1) ег'"1И), где Х, (г) = Х (1)/Х, (1). При этом для ( Хь (1) ) и ага Х, (г) = ~р, (1) имеем ~ Х, (Ц = ( Х (т) ~ ! ! Х, (1) ~, р, (Г) = р (Г) — р, (1), ), = 1, — )о (10.13) ЗДесь 1Х (Г)!, <Р (1), Гь и /Х, (1) !, сР, (1), )', — амплитУДа, фаза, сРеДнЯЯ частота ожидаемого и гетеродинного колебаний. Схема корреляционно-фильтровой обработки с обобщенным гетеродинированием представлена в целом на рис.

10.13. Обозначения на схемесоответствуют мгновенным значениям напряжений и импульсной характеристике фильтра. Все сказанное дополнительно проиллюстрируем примерами. Если колебания гетеродина немодулированы 1Х, (1) ~ = 1, Ч~, (1)= =О, то 1Х, (1) ( = ! Х (1) ), ср,(1) =~р(1), т. е.

импульсная характеристика фильтра должна быть зеркальной поотношению к колебанию сигнала промежуточной частоты. Роль гетеродинирования в этом случае сводится к простому переносу модуляции принимаемых колебаний на промежуточную частоту. В другом предельном случае закон модуляции обобщенного гетеродииа полностью соответствует закону модуляции ожидаемого сигнала ~ Х, (1) ! = 1Х (1) (, <р, (1) = ~р (3). Тогда ( Х, (1) ~ = 1, ~р, (г) = О, т. е. импульсная характеристика фильтра соответствует немодулированному гармоническому колебанию промежуточной частоты, а сам фильтр сводится к узкополосному колебательному контуру, постоянная времени которого заметно превышает длительность сигнала.

Для рассмотренной иа рис. 9.12 пачки когерентных радиоимпульсов приходим, 132 Рис. 10.13 Р(б е Ф-Гй'-г а1 Г, = ~ (1) — ~ (1 — Гз) = Ц1з!Т = Ц2г/сТ. (10.14) Для выделения этих колебаний на рис. 10.15 предусмотрен спектроанализатор в виде набора полосовых фильтров. Полосы пропускания фильтров выбираются обратными длительиостикогерентно обрабатываемых сигналов. Дальность определяется номером фильтра с максимальным выходным напряжением. В качестве второго примера рассмотрим обработку импульсного ЛЧМ сигнала с очень большой частотной девиацией при частичной его демодуляции за счет обобщенного гетеродинирования.

Частотная Рис. 10.13 133 в частности, к импульсному гзззз з з). гетеродинированию на частоте г„которое может быть сведено к сочетанию обычного е 1 ' гз 1 Т гетеродинирования и стробирования. Корреляцнонно - фильтровая обработка частотно-модулироцанных, как н фазоманипулированных (см. гл. 11) колебаний может быть сведена Л;1 как к полной, так н к частич- Рис. 10.14 ной фазовой (частотной) демодуляции принимаемых колебаний с последующим накоплением (фильтрацией) демодулированных колебаний.

Приведем примеры подобной обработки для двух ЛЧМ сигналов. Начнем с обработки непрерывного ЛЧМ сигнала с полной фазовой демодуляцией при обобщенном гетеродинировании. Непрерывный ЛЧМ сигнал выбираем в виде периодической последовательности сомкнутых ЛЧМ радиоимпульсов (рис.

10.14), с периодом модуляции Т и девиацией сч. Мгновенную частоту 1 (г) зондирующих колебаний задаем выражениями ) (г) = 1 „„+ Ь1йТ, )' (г'+ Т) = Г (г). Мгновенная час.- тота отраженных колебаний Г (г) = Г (~ — 1,) запаздывает на время гз = 2 гас. Схема с параллельным спектральным анализом приведена на рис. 10.15. При г, сс', Т в качестве гетеродинных колебаний можно использовать колебания передатчика. На выходе смесителя выделяются при этом- колебания разностной частоты, зависящей от дальности до цели г: анв г~ги а) Рис. 10.16 девиация сигнала велика настолько, что обеспечивает разрешение элементов цели. В качестве гетеродина схемы рис.

10.13 предусмотрен генератор импульсных линейно-частотно-модулированных колебаний, создаваемых для определенного строба дальности обнаруживаемых целей. В результате гетеродинирования частотная девиация принимаемого сигнала снижается (рис. 10.16, а, б). Фильтр сжатия рассчитан поэтому иа уменьшенную частотную девиацию, что упрощает конструкцию как фильтра, так и последующих устройств обработки, в частности цифровых. Строб наблюдаемых дальностей, существенно превышающий разрешающую способность по дальности, устанавливается по предыдущему результату локации цели (в том числе с помощью более узкополосного радиоимпульса).

Характеристики

Список файлов книги