Teoria_i_tekhnika_obrabotki_radiolokatsi onnoy_informatsii_na_fone_pomekh (1021138), страница 75
Текст из файла (страница 75)
Ограничения, связанные с их нестационарностью, отмечались в равд. 21.2 и подробнее обсуждаются при синтезе обработки. Оптимизация обнаружения когерентного сигнала х (Г) на фоне не- белого шума реализуется в процессе оптимальной фильтрации принимаемых колебаний (равд. 4.6) с частотной характеристикой фильтра (21.19) К(7) =у*(7) е-!'ш" 7(У ф, а значит, его амплитудно-частотной характеристикой ! Кй(=! аЧ)((й(Ф. (21.20) Характеристики (19)„(20) при й( (7) = й(ь переходят в характеристики согласованного фильтра. 376 Оптимальную частотную характеристику (19) можно свести к произведению частотных характеристик К(7)=К,(7)Кц(7)=-(17)ГЯЯ) ~д*фе "1ц.Д Мф~ двух последовательно соединенных фильтрующих цепей.
Фильтр с характеристикой К, (7) = 1/)ГЖ (7) обеляет выходной спектр помехи: К1 ())а( (7) = сопз1. Второй фильтр согласован с сигналом, прошедшим обеляющий фильтр и получившим в общем случае частотные искажения. В отличие от согласованных, характеристики (19), (20) предусматривают режекцию (подавление) наиболее интенсивных составляющих помехи. Несмотря на возможное подавление отдельных спектральных составляющих сигнала, при этом повышается результирующее отношение сигнал — помеха.
Характер частотной селекции поясняется на рис. 21.7. На рис. 21.7, а показан амплитудно-частотный спектр когерентной пачки периодических радионмпульсов с колокольной огибающей, а на рнс. 21.7, б — спектр мощности пассивной помехи с наложенным на нее внутренним шумом. На рис.
21.7, в показана амплитудно-частотная характеристика оптимального фильтра с провалами, обеспечивающими подавление гребней спектра пассивной помехи. Подобное же построение (рис. 21.8, а, б, в) относится к обнаружению одиночного когерентного радиоимпульса на фоне внутреннего шума и переотражений пачечного когерентного сигнала. Сформулированные условия построения (рис. 21.8) имеют практический интерес.
Когерентное накопление импульсов рис. 21.7, представляющее непростую техническую задачу, не всегда реализуется. Часто оно заменяется их некогерентным накоплением. Когерентность накопления реализуется при этом только в пределах длительности радиоимпульсов. Наблюдаются же все эти импульсы на фоне мешающих переотражений совокупного пачечного сигнала. Это создает предпосылку для межпериодной когерентной компенсации пере- Гдц Га- 1 Га Гдцс— и'и Га- дпср Г Га Гдпср Га Гдц Рис. 21.7 Га-Гдц Рис.
21.8 377 Рис. 21.9 Мееегерее е- е»а" нееааитеаг сФря ГФр Рис. 21.10 378 отражений, которая обеспечивается за счет провалов амплитудно- частотной характеристики рис. 21.8, в. Когерентная структура облучающего помеху сигнала облегчает эффективную когерентную компенсацию мешающих переотражений. Компенсация возможна однако не только при истинной внутренней когерентности облучаюгцего сигнала. Возможна (хотя и несколько менее эффективна) чэквивалентная» внутренняя когерентность, когда фазы зондирующих радиоимпульсов случайны, но запоминаются при зондировании и исключаются в процессе гетеродинирования при приеме (см. равд.
21.10). Может быть использована так называемая евнеигняя когерентность>, когда случайные фазы зондирующих радио- импульсов и межпериодное их изменение при переносном движении отражателей адаптивно исключаются на основе информации, заключенной в помеховых колебаниях (равд. 21.10). Г!ри любом из этих видов когерентности наряду с когерентным накоплением в пределах длительности отдельных радиоимпульсов обеспечивается возможность когерентной межпериодной компенсации помехи за счет ее межпериодной когерентности. Межпериодиая же когерентность сигнала, которую нужно реализовывать для накопления в широком диапазоне радиальных скоростей целей, может и не использоваться.
Когерентная обработка сводится при этом к фильтрации одиночного когерентного радио- импульса на фоне переотражений пачечного когерентного сигнала. Закономерности этой фильтрации и поясняются рис. 21.8. На рис. 21.9 поясняется возможный принцип реализации частотной характеристики рис. 21.7, в при использовании межпериодной ко- ггргмтности сигнала. Эта характеристика формируется в результате последовательного соединения линейных фильтров: согласованного фильтра одиночного радиоимпульса (СФОИ), гребенчатого фильтра подавления спектра пассивной помехи (ГФП) и одного из гребенчатых фильтров накопления (ГФН), перекрывающих диапазон однозначного измерения радиальных скоростей целей (см.
также схемы рис. 9.16— 9.19, 9.22). При наличии целеуказания по скорости или ее измерения последний этап фильтрации реализуется в малоцелевых РЛС следящими системами автосопровождения по скорости. Выходы когерентных фильтров накопления подключаются к детекторам.
На рис. 21.10 поясняется возможность обработки с использованием амплитудно-частотной характеристики фильтра рис. 21.8, в. Когерентное накопление заменено нгкоггрентным. Поэтому нет ни ряда фильтров накопления, рассчитанных на различные скорости, нн перехода к автосопровождению по скорости.
Реализуется когерентная компенсация помехи прн некогерентном накоплении сигнала. Более строго придем к рассматриваемой схеме, используя интегральное уравнение (8.10) и предполагая, что интенсивность сигнала много меньше интенсивности помехи. Это позволяет приближенно заледенить в левой части уравнения (8.10) Фл(й з) = Фп (й з). Решение Ьл(з, О) уравнения (8.10) сводится тем самым к линейной комбинации независимых решений для отдельных когерентных составляющих сигнала.
При использовании модели стационарного небелого шума это приводит к схеме обработки рис. 21.10 с квадратичным детектором. Характерной особенностью рассмотренных схем является стас(ионарность обеспечиваемой нми обработки во времени. Эта стационарность связана с использованием при синтезе схем модели стационарного небелого шума. дт.4. Возможности использования модели стационарного небепого шума при синтезе пространственной селекции Модель стационарного небелого шума наряду со скоростными различиями п,зволяет учитывать различия в пространственном расположении; распределенном излучателей помехи и сосредоточенном излучателей цели.
Так, в процессе оптимальной фильтрации (19) радиоимпульса без внутри- импульсной модуляции с крутыми фронтами достигается повышение разрешающей способности по дальности. Пусть этот импульс облучает протяженное скоплевие неподвижных относительно цели отражателей, рр (т) = ! . Фурье-преобразование автокорреляционной функции сигнала сводится к квадрату амплитудно-частотного спектра 1 я (7) Р его комплексной амплитуды.
Поэтому имеем йг()) =ма+а) д(1) р (21.21) Это приводит к амплитудно-частотной характеристике оптимального фильтра 1К (1) ) = — ) а (У) у 17еа+ а ) а (1) р] (21.22) и амплитудно-частотному спектру его выходного сигнала 379 !й ~х(/) 1=-!Х(/)))у(/) )=)а(1) !'/руе+а)а(1) !Ч (2! 2З) Оптимальная характеристика (23) в отличие от согласованной подавляет, а не подчеркивает интенсивные составляющие !у (/) 1;э )/Л~д~а входного ампли тудно-частотного спектра прямоугольного радиоимпульса (рис. 21.11, а)*!, фор мируя его выходной амплитудно-частотный спектр (21.11, б).
Представленная на рис. 21.11 обработка существенно отличается от согласованной. Наиболее интенсивные составляющие спектра подавляются, что снижает интенсивность пассивной помехи на выходе фильтра. Выходной спектр сигнала выравнивается по сравнению с входным, эффективная ширина его увеличивается. Длительность сигнала сокращается, обеспечивая повышение разрешающей способности по дальности.
Повышение разрешающей способности по дальности поясняет подавление пассивной помехи с временных позиций. Его можно считать результатом дифференцирования огибающей радиоимпульса (с последующей весовой обработкой). Эффект подавления пассивной помехи перекрывает возрастание роли внутреннего шума из-за рассогласования обработки. Отношение сигнал †поме поэтому увеличивается. В обзорвой РЛС фильтрация (19) позволяет в принципе учесть различие распределений полезных и мешающих отражателей не только по дальности, но и по угловой координате (может сократиться в принципе не только длительность огибающей импульса, но и всей пачки).
Возможности реализации подобных выигрышей (без повышения разрешающей способности при согласовании) однако ограничены. Дополнительная селекция по дальности неэффективна, когда амплитудно-частотный спектр зондирующего сигнала приближается к прялсоугольнолсу. Характеристика (22) близка в этом случае к прямоугольной, оптимальная фильтрация сводится к согласованной. Дополнительная угловая селекция неэффективна, когда распределение поля по раскрыву антенны приближается к прямоугольному, а характеристика направленности — к з!п х/х. Эффективность селекции по угловым координатам и дальности возрастает, если цель располагается вне области, занятой отражателями.
Рис. 21.11 ° ! Штриховая линия соответствует уровню (/ те/а. 2т.5. Особенности селекции при непрерывном немодулированном и квазинепрерывном излучении Синтезируем устройство скоростной селекции для модели помехи примера 1 равд. 21.2. При непрерывном немодулированном излучении (Х е (г) = А = сопз1) эта нестационарная в общем случае модель переходит в модель стационарного небелого шума Ф(1, в) =-Ной(1 — в)+ Ртр„(à — в)12, Л'Ч)=-Нв+т10.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
