Оппенгейм - Применение цифровой обработки сигналов (1044221), страница 75
Текст из файла (страница 75)
5.45) . По азимуту вся просматриваемая радиолокатором зона разбивается на 480 интервалов когерентной обработки, каждый ~из которых соответствует половине ширины диаграммы направленности антенны. На одном из интервалов когерентной обработки излучаются 10 импульсов, имеющих постоянную частоту повторения.
На следующем когерентном интервале используется другая частота повторения. Радиолокационная карта местных помех накапливается на магнитном диске, где хранятся 480р,768=368 640 отсчетов уровня помех, по од~ному на каждый элемент разрешения по дальности внутри каждого из ~интервалов когерентной обработки. Отсчеты уровней местных помех хранятся в формате 10-разрядных чисел с плавающей запятой, чтобы обеспечить достаточно большой динамический диапазон представления помех. Для построения радиолокационной карты помех от местных предметов используется рекурсивная фильтрация, которая заключается в том, что при каждом сканировании '/8 выходных отсчетов фильтра нулевой скорости добавляется к т/8 уже накопленных значений карты помех. Чтобы получить средние значения отсчетов карты, достаточно накопить результаты 10 — 20 сканирований.
Для построения более точной радиолокационной карты местных помех требуется регистрировать уровни помех при вполне определенных положениях антенны. При этом вся зона обзора по азимуту (что соответствует 4096 им~пульсам изменения ази~мута) разбивается на 240 азимутальных элементов, каждый из которых проходится за 17 или 18 импульсов изменен1ия азимута.
Каждому азимутальному элементу соответствуют два интервала когерентной обработки. На каждые два азимутальных элемента (т. е. через 34 или 36 импульсов изменения азимута или приблизительно через 44 мс) приходится одно обращение к диску, .во вовремя которого с диска считываются и записываются на него отсчеты местных помех, соответствующие четырем когерентным интервалам. Время доступа к диску не превышает 18 мс. Входные данные, подлежащие обработке в ОДЦ, ~предварительно заносятся в буферную память, состоящую из двух блоков объемом по 3000 слов на МДП ИС.
Отсчеты радиолокационной карты помех от местных предметов умножаются на константу и используются при ~формировании пороговых уровней. Для фильтра нулевой скорости (О) использу- ется умножитель на коэффициенты от 4 до 8, а для двух смежных. с ним фильтров (1 и 7), в которых расчетный уровень попадающих туда помех от земной поверхности равен — 40 дБ, используется другой умножитель. Коэффициенты всех этих умножителей равны степени 2 или сумме двух степеней 2, поэтому они строятся на базе схем сдвига и сумматоров. Б.ф.3. Экспериментальная проверка обнаружителя движущихся цепей Обнаружитель движущихся целей был включен в состав аэродромного радиолокатора кругового обзора национального федерального Научно-исследовательского центра авиационного управления США в г.
Атлантик-Сити, шт. Нью-Джерси, где были проведены многочисленные испытательные полеты с целью определения его характеристик. Для сравнения использовалась обычная аэродромная радиолокационная станция АЯК-7, оборудованная цифровой системой СДЦ и современным цифровым обнаружителем со скользящим взвешиванием.
Обе сопоставляемые радиолокационные системы были подключены к общей антенне, чтобы обрабатываемые в них эхо-сигналы от самолета и местные помехи соответствовали одному моменту времени. Мощности передатчиков и чувствительности приемников были подобраны таким образом, чтобы чувствительности обеих систем по отношению к уровню шума были одинаковы с точностью до 1 дБ. Ниже будут приведены лишь некоторые результаты многочисленных экспериментальных исследований. Уровень помех от земной поверхности в районе Научно-исследовательского центра авиационного управления был сравнительно небольшим.
Наиболее интенсивные отражения наблюдались от больших зданий города Атлантик-Сити, расположенного в 15 км юго-восточнее Центра. Уровень местных помех был переменным и в некоторых направлениях превышал уровень шума на 45 дБ. В качестве испытательной цели использовался небольшой самолет типа Р1рег Спего1~ее, пролетавший на высоте 300 м. На рис. 5.47 показаны изображения, получаемые на выходе устройства сопровождения целей в том виде, как они выводятся на экран индикатора после проведения 56 сканирований (следует обратить внимание на условные обозначения). Характерно, что обнаружитель движущихся целей позволил получить почт~и стопроцентную вероятность обнаружения в присутствии помех от земной поверхности, тогда как при использовании обнаружителя со скользящим взвешиванием во многих случаях эхо-сигнал от цели терялся, так что несколько раз только наличие на самолете радиоответчика позволило избежать срыва слежения.
На рис. 5.47 показана также трасса самолета без радиоответчика, построенная по радиолокационным данным. Отметим, что, когда самолет имел только тангенциальную составляющую скоро- Применение ЙОС в радиолокации Глава 5 353 352 05наруокитель со скальзяшим взвешиванием Обнаружитель деизусуи, их -я целей Обнаружитель деизкуисихся иелей 05иаружитель со скопь- зяиСим взвешиванием Обнаружитель со сколь— вяи<им взвешиванием Обнаружитель авыжуьцйхся иелей Обнаружитепь дои экущихся целей Обнаружитель со сколь- зяи~им взвешиванием 23 — 359 д ,а Радиолокатор и радиоотвегпиик й Талька радиолокатор 8 Толька радиоответник Г дерег 'Рис.
5.47. Результаты испытания обнаружителя движущихся целей в присутст,вии помех от земной поверхности. (Линии окружностей отстоят друг от друга на 3,6 км.) а — с наложенными помехами от земной поверхности; б — только трассы самолета. :сти по отношению к радиолокатору, при .использовании обнару- жителя со скользящим взвешиванием происходил срыв слежения. 'Этот результат иллюстрирует полезность использования в ОДЦ радиолокационной карты помех от земной поверхности при наблюдении за самолетом, движущимся в тангенциальном направлении, особенно если учесть весьма большое значение ЭПР самолета с бокового направления (от 100 до 1000 м').
Отметинам также, что а Радиолокатор ирадиоответчик О Толька радиолокатор 8 Талька радиаответчик Г Еврее Рис. 5.48. Результаты испытания обнаружителя движущихся целей в присутствии помех от дождя. (Линии отстоят друг от друга на 3,6 км.) и — результаты 80 сканирований, поступающие в устройство сопровождения; б — выход устройства сопровождения. в обычных современных радиолокаторах с СДЦ спектральная компонента, соответствующая нулевой скорости, подавляется полностью, поэтому обнаружение самолетов, движущихся только в тангенциальном направлении, невозможно.
На рис. 5.48 иллюстрируются наблюдения в условиях сильного дождя. Видно, что при использовании ОДЦ обнаружение самолета при наличии дождя не вызывает никаких трудностей; трас- Глава 5 Г/римеиение ЦОС в радиолокации 355 аль мни (5. 59) сы са~молета, не ~о~б~о|рудОВан~нопо радиоответчико~м, про "леживаются,в дождь та~к же хорошо, как и,в ясную по~году. Однако, как видно на рис. 5.48, в системе со скользящим взвешиванием наличие дождя ~может привести к потере цели (напомним, что точки В соответствуют обнаружению самолета только по радиоответчику). Система со скользящим взвешиванием давала возможность достаточно хорошо управлять вероятностью ложной тревоги, так как ~в ней измерялись интенсивность и корреляционные свойства помех, обусловленных дождем, и соответствующим образом увеличивался пороговый уровень.
Это увеличение порога и препятствовало обнаружению самолета. Таким образом, при наблюдениях в условиях сильного дождя .будут иметь место срывы сопровождения самолетов, не оборудованных радиоответчиками. 5.10. Радиолокатор с синтезированном апертурой В радиолокаторе с синтезированной апертурой (РСА) за счет специальной методики обработк~и сигналов достигается улучшение разрешения в азимуталыном направлении по сравненгио с разрешением, которое обеспечивается шириной диаграммы направленности антенны, используемой в радиолокационной системе. Если длина раскрыва антенны в азимутальном направлении равна 1. то обеспечиваемое диаграммой антенны разрешение по азимуту ) определяется формулой где Й вЂ” расстояние от антенны до цели, а Х вЂ” длина волны зондирующего высокочастотного сигнала.
Ясно, что разрешение определяется произведением ширины диаграммы направленности антенны на расстояние до цели. Для его у.лучшения нужно увеличить либо раскрыв антенны, либо несущую частоту излучаемого сигнала. Методика обработки сигналов в РСА может рассматриваться как средство создания искусственного раскрыва антенны, гораздо большего, чем ее физический раскрыв А.
Искусственный раскрыв образуется в результате перемещения антенны радиолокатора во времени и когерентной обработки эхо-сигналов, принятых,на временном интервале, в течение которого антенна смещается на расстояние, равное дл~ине синтезируемого раскрыва. В результате разреше|ние по азимуту в РСА может быть значительно улучшено. По сравнению с разрешением реальной антенны существуют два варианта РСА:.
радиолокатор с фокусированным синтезом апертуры для полосовой съемки и телескопический радиолокатор с фокусированным синтезом апертуры. В данном разделе при некоторых упрощениях будут рассмотрены сначала сигналы, с которыми обычно приходится иметь дело в. РСА, а затем.— особенности их цифровой обработки.. 1.10.1. Общие попо~кцния: Рассмотрим представленные на ~рис. 5.49 типичные геометрические соотношения, характерные для использования РСА в,режиме полосовой съемки. Са~молет с установленной на нем антенной, физический раскрыв ~которой равен 1., летит по прямой лин~ии ,с постоянной скоростью о на высоте Ь.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
