Teoria_i_tekhnika_obrabotki_radiolokatsi onnoy_informatsii_na_fone_pomekh (1021138), страница 70

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

Текст из файла (страница 70)

Подставляя (87) в (85) и полагая у„= у, получаем для компенсирующего вектора уравнение (20.88) Т й К,1й(+ К, = — у, Р„К. Техническая реализация обработки (86) — (88) зависит от характера формирования лучей антенными системами. Луч антенной решетки с управляемыми фазовращателями формируется (ориентируется) путем установки этих фазовращателей и суммирования прошедших через них колебаний. Луч зеркальной антенны ориентируется в результате перемещения зеокала, а в небольших пределах — облучателя.

Рис. 20.13 Рис. 20.12 354 Луч антенны с частотным сканированием ориентируют, изменяя мгновенную частоту зондирующего сигнала. Обратимся к случаю формирования антенной системой остронаправленного луча основным каналом 1 = 1 и слабонаправленных лучей дополнительными каналами 1 = 2, ..., М. Если последние не сказываются на согласованном приеме полезного сигнала, тогда Хт(а)=-/(Х,(а) О. 0)~т к,— т Х, (и) р~ пь| рьз (20.89) .=-й — т Х(и) — —— (20.91) ззз При наличии выходной ШАРУ вектор 1х и его элемент Я, определяются с точностью до числового множителя. Полагая без ограничения общности в (89) )т, — уХ, (и) =- О, убеждаемся в возможности не подвергать основной канал приема адаптивному управлению. Число управляемых каналов снижается на единицу.

В результате: из М параллельных каналов рис. 20.13, подвергаемых неадаптивной весовой обработке уХ, остается один с остронаправленной антенной; из М адаптивно управляемых каналов, подвергаемых обработке Кь, остается (М вЂ” 1) чисто компенсационных каналов. Характеристики направленности последних должны различаться своей амплитудной или фазовой структурой. Их можно выбирать, однако, различным образом: лишь прикрываюи(ими боковые лепестки основной характеристики направленности или более остронаправленными, например ориентируемыми на внешние источники помех путем подстройки или коммутации.

Ориентация повышает качество компенсации как в установившемся режиме (каждая из помех лучше выделяется на фоне шумов), так и в переходных режимах (см. ниже). Независимо от общего числа компенсационных каналов (М вЂ” 1 или М) адаптивное управление в компенсационных устройствах рис.

20.12, 20.13 осуществляется за счет обратной связи с выхода на вход. Последняя реализуется при корреляции выходного Уз (Г) и канальных напряжений У; (~) и называется корреляционной. Зто приводит к автоматическому образованию провалов характеристики направленности (равд. 20.5), ориентированных на источники помех. В отсутствие внешних помех компенсационные каналы отключаются. В силу особой роли основного канала рис. 20.13 комплексную амплитуду напряжения на его выходе можно выделить нулевым индексом.

Остальные компенсационные каналы нумеруются тогда от 1 до т = М вЂ” 1. Вводя вектор-столбец т' = (1';)) и К = — — Кь размерности т = М вЂ” 1, для этого случая имеем ~ь У 1 1~~К У У ~КтУ (20.90) ~'=1 ГйК!й( ЕК= — уоУзЪ'")2. В стационарном режиме математическое ожидание М (йКЫг) =- 0 и величина К = — уо М ()'а 7"! 2). (20.92) 20ЛЗ. Аналоговые устройства обработки с корреляционными обратными свяаямм Для лучшего пояснения структур рассматриваемых устройств попытаемся прийти к ним индуктивно, от частного к общему, рассматривая примеры обеспечения стационарного режима компенсации, непосредственно не прибегая к общей теории.

Пример 1. На рис. 20.14 представлен одноканальный корреляционный автокомпенсатор, компенсационный канал которого разбит на квадратурные подканалы. Дисперсия выходного напряжения помехи оа минимизнруется путем подбора коэффициентов передачи подканалов к и кх. При включении одного подканала (рис.

20.15) мгновенные значения напряжений помехи связаны соотношением уа —— у,-) + ку,. Вычисляя математическое ожидание уа, свяжем дисперсии по- меховых напряжений и коэффициент корреляции помех р в основном и компенсирующем каналах ох=о~о+к'о1+2кроьо, ( — 1(р(1). Дисперсия оа минимизируется при доа/дк = 0 и значении к = = — ро,!о,. В стационарном режиме работы одного компенсационного подканала (рис. 20.14) последнее устанавливается при достаточно сильной корреллционной обратной связи к = — у М (уху,), у, )) 1. Подставляя уа = у, + ку, и заменяя усреднение по времени усреднением по реализациям, придем к уравнению к = — у, (ро,о„ + ко„') и его решению к = — уьроьо,/ (1+ у,о,'), принимающему оптимальное значение — ро,/о, при у,о,' )) 1.

Выход- ное напряжение уа = уч — (Роь(о~)у~ декоррелируетен при этом с напряжением компенсирующего канала: М (уху,) = ро,о, — (роь/о,)о', = О. Остаточная дисперсия помехи уменьшается до оа — — о, (1 — р'). Отношение т) = о,'/оа — — 1! (1 — р') назовем козффибиентом подаеле- Рис. 20.14 Рис. 20.15 ния помехи одним квадратурным подканалом.

Его значение тем выше, чем ближе к единице квадрат коэффициента корреляции р' напряжений основного и компенсирующего канала. Важной причиной декорреляцин мгновенных значений взаимно компенсируемых напряжений является сдвиг фаз между ними. При неэффективной компенсации одним квадратурным подканалом может, однако, эффективно компенсировать второй квадратурный подканал. Включая оба эти подканала, получаем весовую сумму ух —— у, + + ку, + к„у1„. Шумовые напряжения подканалов при этом иекоррелированы М (у,у,э ) = 0 и подканалы работают независимо. Величина к прежнему, величина кл — выражением Рис.

20.16 определяется по- к = — у М(угу, )= — у,(р ооо,+к о',). Для результирующих дисперсии и коэффициента подавления получим охо = ао (1 — р — р и) = о1 (1 — ! Д ), Ч =1/(1 — 1 й'). К=к — /к„= — у,М(у уг — /у у, ). Заменяя М (угу)=Ке [М (1'хУ,"/2)1, а М( — уху1э )=1т 1М(УхУ;/2)1, уравнения компенсации представим в соответствующем (90), (92) более компактном виде К = — уо М (Уз У;/2), Уз = 1 о+ КУг. (20.93) При уо-о- оо значение К = — роо/о,. Выходное напряжение квадратурного автокомпенсатора декоррелировано при этом с напряжениями каждого из квадратурных подканалов. Иначе, декоррелированы комплексные амплитуды Ух и У,.

Пример 2. Преобразуя (93), видоизменим характер обработки. Умножая равенства (93) на неслучайные множители ехр (/2п/„г) и ехр 112п (/о + /„)/1, находим соотношения для новых операций об- 367 Здесь р = М (У,У;/2)/о,о, — коэффициент корреляции комплексных амплитуд компенсируемых колебаний; его модуль нечувствителен к сдвигу фаз. Компенсация поясняется векторной диаграммой рис. 20.16. Весовая сумма подканальных компенсирующих векторов кУ, и ксУ|э = = — /кхУ, образует результирующий компенсирующий вектор Уо = кУ, + кэ У|„ь = (к — /кэ ) У,. Он сводится к произведению комплексной амплитуды компенсирующего напряжения У, на комплексный коэффициент передачи работки К ехр (!2л7, г) = — у, М (Ух ехр [!2п (7', + 7) !] [У, ехр (!2я7',!)]"72), Ух ехр [!2п ф, + 7",) г] = У, ехр (!2п7',Г) ехр (!2п[,,!) + -]- К ехР (!2н7",!) У, ехР (!2п!ьг).

Они реализуются в одноканальном гетеродинном корреляционном автокомпенсаторе (рис. 20.17), который включает основной канал со смесителем, сумматор на частоте 7ь + 7'„и компенсационный канал с цепью корреляционной обратной связи. Особенностью обработки является вычисление корреляционной функции суммарного и компенсирующего напряжений на некоторой несущей (промежуточной) частоте 7,. Усреднение обеспечивается за счет накопления (интегрирования) колебаний в узкополосной колебательной системе, обладающей достаточно большой памятью.

Комплексный коэффициент К вводится путем гетеродинирования колебаний компенсирующего канала напряжением К ехр (/2п)„г). Гетеродинный автокомпенсатор, как и квадратурный, декоррелирует выходное напряжение Ух но отношению к напряжению У,. Пример 3.

Основываясь на выявленных эффектах декорреляции, поясним возможность перехода к многоканальной корреляционной автокомпенсации с параллельным вклюнениен компенсирующих каналов. Пусть наряду с основным каналом компенсатор содержит т ) 1 компенсационных каналов, паралллельио подключенных вместе с основным к общему сумматору. Задачей компенсатора можно считать декорреляцию его выходного напряжения с напряжением каждого из компенсирующих каналов. Такая декорреляция означает полную компенсацию коррелироваиных помех в выходном напряжении. Принцип реализации указанной декорреляции известен из примеров 1, 2. Декорреляция обеспечивается образованием корреляционной обратной связи. Каждый из компенсирующих каналов должен управляться корреляционным моментом его входного напряжения и выходного напряжения всего устройства.

Изложенные соображения непосредстуг гг венно приводят к соотношениям (90), (91) и к схеме обработки, показанной на рис. 20.13. Как и в равд. 20.12, здесь не учитываются паразитные задержки управляющих напряжений в цепях корреляционной обратной связи. В этом приближении компенсатор устойчив даже при уь -« оо (что подтверждается анализом переходных процесРис. 20.17 сов в равд. 20.14).

Характеристики

Список файлов книги