Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2003) (1092038), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Возможный способ определения интервала корреляции флуктуации (а) и эффективной ширины энергетического спектра (б) 1 тек ЬЛ, (7.2б) Эффективную ширину энергетического спектра при этом определяют следующим образом (рис. 7.18, б): (7.27) Наличие флуктуаций отраженного от цели сигнала разрушает его закономерную фазовую структуру.
Для того чтобы ее сохранить, необходимо 380 уменьшается ог 1 до заданного значения (например, до 0,5). Таким образом, интервал корреляции флуктуаций — это промежуток времени между сечениями случайного процесса, в пределах которого статистические 1корреляционные) связи этого процесса достаточно сильные. Другими словами, возможен вероятностный прогноз любой реализации случайного процесса на время порядка тф„, если известна информация об ее поведении в прошлом. Однако любая попытка осуществить прогнозирование на время, существенно превышающее интервал корреляции, окажется безрезультатной: мгновенные значения, столь далеко отстоящие по времени, практически некоррелированны.
На рис, 7,18, а показан один из способов определения интервала корреляции флуктуаций. На практике численные значения интервала корреляции флуктуаций, например для аэродинамических целей, составляют десятки †сот миллисекунд 131, 421. Интервал корреляции флуктуаций связан обратно пропорциональной зависимостью с эффективной шириной энергетического спектра флуктуаций [311: 7,5. Формирование отраженного радиопокаяионного сигнапа выбирать время наблюдения сигнала Т„суще- ственно меньше интервала корреляции флук- туаций (рис.
7.19); Т„«те,. (7.28) Рис. 7.19. Определение ь >емени наблюдения сигнала, при котором сохраняется фазовая структура сигнала, отраженного от флуктуирующей цели За это время флуктуации амплитуды и фазы будут пренебрежимо малы, т. е. амплитуда сигнала практически не изменится, а фазо- О Т„т н яе вая структура останется закономерной. Конкретные значения как амплитуды сигнала на интервале наблюдения, так и его начальной фазы 1э могут быть произвольными.
Физически это означает, что за время наблюдения Т„временнбе расположение блестящих точек относительно РЛС практически не изменяется, а отраженный от цели сигнал на интервале времени Т„является когерентным (если, конечно, облучаемый цель сигнал является когереитным на интервале времени т„„> Т„). Термин «когерентность», как известно, заимствован из оптики, где его используют для описания корреляции световых волн. Когерентность— это свойство двух процессов (полей), характеризующее их способность взаимно усиливать или ослаблять друг друга при сложении. Слово «когерентность» происходит от латинского слова соЬаегепз — находящийся в связи.
Это понятие в равной мере применимо к колебаниям, к волнам любой физической природы любого диапазона частот. В радиотехнике понятие когерентности трактуют несколько иначе. Под когерентностью понимают детерминированную (закономерную, неслучайную, жесткую) связь между фазами двух или нескольких сигналов. Рассмотрим теперь понятие когерентности применительно к радиолокации. Обработку сигналов в радиолокации, как правило, можно условно разделить на пространственную и временную. В силу этого раздельно рассматривают понятия временной когерентности и пространственной когерентности. Понятие временной когерентности, в отличие от данного выше определения, относят к одному сигналу (непрерывному, импульсному, пачке импульсов).
Этот сигнал может быть как детерминированным, так и случайным. Когерентным во времени называют сигнал, обладающий на интервале наблюдения закономерной фазовой структурой. Примерами радиолокационных сигналов с временной когерентностью являются детерминированный сигнал, т. е. сигнал с полностью известными параметрами, и квазидетерминированный сигнал, т.
е. сигнал, у которого случайными являются началь- 7. Информационные технологии в радиолокационных системах ная фаза н амвпнтуда. Когерентным можно считать также флуктунрующнй случайный сигнал, наблюдаемый на ограниченном временнбм промежутке, не превышающем интервал корреляции флуктуаций. Знание интервала корреляции флуктуаций необходимо в раднолокацнонной драктнке для выбора длительности т, импульсного сигнала илн времени когерентного накопления Т непрерывного сигнала. Прн выполненнн условия (7.29) т,«т „ нлн условия Т„„«т „ (7.30) наличие флуктуацноной модуляции не разрушает когерентность сигнала, т.
е. существенно не искажает структуру сигнала. Значит, на краях ннтервала т, (нлн Т ) значения функции В(г) оказываются коррелнрованнымн, что позволяет пренебречь ее временной зависимостью н считать В(г) = В комплексной случайной величиной. Таким образом, флуктуации ЭПР прн выполнении условий (7.29), (7.30) не разрушают когерентность сигнала, но обусловливают случайную амплитуду В н случайную начальную фазу ~3 принимаемого сигнала.
Отметим, что когерентное накопление на интервале О...Т„„, Т„„«т „, можно проводить даже для непрерывного шумового зонднрующего сигнала, если прн излучении его структура запоминается для последующего учета в схеме обработки. Понятие пространственной когерентности будет рассмотрено далее (см. 5 7,7). 7.6. Особенности обработки радиолокационных сигналов на фоне стационарного аддитивного гауссовского белого шума 7.6.1. Общие сведения о современных методах обработка Обработка принимаемых радиолокационных снгнапов на фоне помех сводятся, как показано в гл. 3, к вычислению достаточных статистик нлн пРактически реализуемых нх приближений, т. е.
к выполнению определенных математических операций над принимаемой смесью полезных сигналов н помех. Методы вычислений подразделяют на аналоговые н цифровые. Аналоговые методы вычислений применяют к непрерывно изменяюшнмся величинам без нх дискретизации н перевода в цифровую форму. Не- 382 7.б. Особенности обработки радиолокационных сигналов обходимые'вычислительные операции реализуют, используя аналогию законов изменения вычисляемых (или промежуточных) величин и величин произвольной физической природы, соответствующих входным данным. Обработку сигналов на основе аналоговых вычислений называют аналоговой обработкой. Цифровые методы вычисления применяют к множествам чисел (двоичных, в частности) с ограниченной разрядностью. Обработку на основе цифровых вычислений называют цифровой.
Цифровая обработка преобразованных по частоте принимаемых колебаний предусматривает их предварительную дискретизацию по времени (рнс.7.20, а, см. также гл. 2) н уровням мгновенных значений (рнс.7.20, б). Устройства, обеспечивающие преобразование непрерывно изменяющихся величин в цифровую форму (рис. 7.20, а — в) называют аналого-цифровыми преобразователями (АЦП) или преобразователями напряжение — код.
Промежуточное место между аналоговыми и цифровыми методами обработки занимают дискретно-аналоговые. Дискретизация мгновенных значений по времени сочетается в них с последующей аналоговой обработкой этих значений. Дискретно-аналоговые методы реализуют, используя полупроводниковые приборы с переносом заряда и зарядовой связью, способные запоминать и выдавать с задержками большое число аналоговых дискретизированных по времени величин (35, 74). К устройствам обработки радиолокационных сигналов предъявляют все возрастающие и одновременно противоречивые требования, а именно: расширение динамического диапазона входных сигналов (для работы в сложных помеховых ситуациях); обеспечение обработки широкополосных сигналов (для повышения разрешающей способности по дальности); обеспечение обработки протяженных сигналов (для повышения разрешающей 2зе 2л= 5 и "(!) л(2) Рнс.
7.20. Преобразование непрерывно изменяющихся величин в цифровую форму; предварительная дискретизация по времени (а) н уровням мгновенных значений (б), преобразование дискретных значений в цифровой код (в) 383 7. 11нфармационные технологии в радиолокационных системах способности пе радиальной скорости); повышение точности выполнения вычислительных операций; повышение надежности; стандартизация; микроминиатюризация; упрощение эксплуатации; снижение стоимости. Наибольшее значение в настоящее время приобрели цифровые методы обработки (несмотря на отдельные ограничения по широкополосностн и стоимости).
Это не означает, что аналоговая обработка потеряла свое значение. Развиваются новые методы аналоговой обработки: акусгпические, ааустааптические, спинавые и др. [35, 40, 74, 75, 84]. В настоящем параграфе выявляются основные операции, необходимые при оптимальной обработке радиолокационных сигналов на фоне аддитивного стационарного гауссовского белого (внутриприемного) шума. Их техническая реализация может быль как аналоговой, так и цифровой.
7.б.2. Обработка одиночных и пачечных импульсных сигналов без внутриимпульсной модуляции Одиночные радиаиыпульсы. Рассмотренные в гл. 3 устройства оптимальной (согласованной) обработки одиночных радноимпульсов со случайными параметрами предназначены для обнаружения сигналов с известной долл еро вской частотой или с частотой, удовлетворяющей условию сд <1/т„.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
