Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2003) (1092038), страница 72

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

Текст из файла (страница 72)

Когда условие (, к Т не соблюдается, спектроанализатор разбивается на группы фильтров. На предшествующие им смесители подаются сдвинутые по времени гетеродинные напряжения. Если дополнительно реализуется обзор пространства, например путем частотного сканирования, то принимаемые колебания оказываются импульсными, что учитывается прн подборе полос пропускания фильтров спектроанализатора.

Моменты прихода импульсов могут давать информацию об угловой координате. 2. Частичная фазочастотная демодуляция. Этот случай рассмотрим на примере обработки ЛЧМ сигнала с большой частотной девиацией, обеспечивающей разрешение целей (элементов цели) в некотором стробе даль- 393 7. Информационные технологии в радиолокационных системах Ар=Урий о т т<-т„г Рис. 7.27. Корреляционио-фильтровая обработка ЛЧМ сигнала с частичной фазочастотиой модуляцией; а — зависимости изменения мгновенной частоты по времени обрабатываемых и гетеродиииых колебаний, б — сигналы на выходе устройства ности, выставляемом, например, по результатам предыдущей более узкополосной локации.

В качестве гегеродина можно использовать генератор ЛЧМ колебаний, длительность которых превышает сумму длительностей сигнала и наблюдаемого строба, а производная частоты ф; /сй которых близка, но отличается от соответствующей производной колебаний сигнала. В результате гетеродинирования девиация б7 принимаемого сигнала существенно снижается до величины ф„~, отличной, однако, от нуля (рис.

7.27). Несмотря на сужение полосы частот, разрешающая способность по дальности в выделенном стробе не ухудшается. В дополнение к имеющемуся взаимному временному смешению отраженные целями (элементами цели) радиоимпульсы получают при гетеродинировании дополнительные частотные смещения и, как следствие, дополнительные временнь|е смещения в фильтре сжатия, зависящие от дапьности. Расширение сжатых импульсов из-за сужения полосы частот канала обработки сопровождается общим растяжением масштаба времени и не ведет к ухудшению разрешающей способности по дальности. Уменьшение же частотной девиации упрощает фильтр сжатия и последующий тракт обработки в условиях малоцелевой локации ~35, 74).

7.6.4. Обработка фазоманипулированиых радиоимпульсов Рассмотрим согласованную фильтрацию фазоманипулированного радиоимпульса длительностью т„(рис, 7.28). Внугриимпульсная модуляция обеспечивается изменением (манипуляцией) на к начальной фазы отдельных элементов сигнала — парциальных радиоимпульсов длительности 394 7.б. Особенности обработки радиолокационных сигналов иц- и 1т„) и Рис.

7.28. Согласованная фильтрация фазоманипулированного радио- импульса: условное изображение ФМ радиоимпульса (а) и импульсной характеристики согласованного фильтра (6), согласованный фильтр (в), условное изображение обрабатываемых колебаний на входе (г) и выходе сумматора (д), сигнал на выходе согласованного фильтра (е) те =т„lл, где и=7. Парциальные радиоимпульсы с неизменной и измененной на л начальной фазой условно показаны на рис. 7.28, а знаками + и— соответственно. Условное изображение импульсной характеристики согласованного фильтра, зеркальной обрабатываемому сигналу, показано на рис.

7.28, б аналогичным образом. Такой импульсной характеристикой обладает фильтр, изображенный на рис. 7.28, в. Основой его является линия задержки с отводами и общим сумматором. Часть отводов подключена к сумматору через инверсные каскады. Напряжение сумматора проходит через оконечный фильтр, согласованный с парциальными радиоимпульсами. При воздействии на фильтр (см. рис. 7.28, в) дельта-функции с выхода сумматора снимается последовательность манипулированных по знаку дельта- функций, каждая из которых возбуждает в оконечном фильтре парциальный радиоимпульс с установленной начальной фазой.

Совокупность состыкованных таким образом радиоимпульсов образует импульсную характеристику фильтра (см. рис. 7.28, б). Зеркальная характеристика «перевернута» по отношению к сигналу. На рис. 7.28, г показаны условные изображения незадержанного и задержанных в линии задержки фазоманипулированных радиоимпульсов ~часть из которых прошла инверсные каскады) на входе сумматора, а на 395 7.

Информационные технологии е радиолокационных системах рис, 7.28, д — результат суммирования, Ясно виден эффект когерентного (с точностью до фазы) накопления элементов сигнала в пике. На рис. 7.28, е представлен результат согласованной фильтрации просуммированных парциальных радиоимпульсов в оконечном фильтре (высокочастотное заполнение на рис. 7.28, е не показано). В результате согласованной фильтрации происходит преобразование прямоугольных парциальных радиоимпульсов в ромбовидные с длительностью те на уровне 0,5 от максимального значения. Фазоманипулированный сигнал на выходе согласованного фильтра сжимается во времени в л=т„/хораз, что позволяет соответственно повысить разрешающую способность РЛС по дальности.

Отметим, что согласованная обработка внутри каждого парциапьного радиоимпульса может быть заменена квазисогласованной (см. гл. 3) при приемлемых энергетических потерях. Определенным недостатком согласованной обработки фазоманипулированного радиоимпульса (так же как и ЛЧМ радиоимпульса) является сравнительно высокий относительный уровень боковых лепестков, составляющий в рассматриваемом примере величину, равную 1!и.

Уменьшение уровня боковых лепестков по оси времени для ФМ сигнала, как и для ЛЧМ сигнала, достигается применением специальных несогласованных фильтров. Общая структурная схема фильтра, сжимающего ФМ сигнал, а также подавляющего боковые лепестки, включает в себя линию задержки с максимальной задержкой т„большей длительности импульса т„. Как и в согласованном фильтре, отводы линии задержки расположены так, чтобы сигнал между ними задерживался на время, равное длительности дискрета то, однако число отводов )с больше, чем у согласованного фильтра. На выходе отводов имеются фазовращатели ф; и аттенюаторы а„1=1, 2,..., й. После суммирования выходных сигналов аттенюаторов осуществляется фильтрация в полосе 1!т .

Применение такого фильтра приводит к проигрышу в отношении сигнал — шум по сравнению с согласованным фильтром. В отличие от ЛЧМ импульса подавление боковых лепестков в случае ФМ сигнала не сопровождается расширением главного максимума, вместо этого расширяется вся область боковых лепестков выходного сигнала. Рассматриваемый фильтр при соответствующей настройке фазоврашателей и аттенюаторов позволяет значительно уменьшить уровень боковых лепестков, причем степень их подавления возрастает с ростом числа отводов Й = т, !те +1 линии задержки и, следовательно, с увеличением максимальной задержки тг Если, например, используется фильтр с 33 отводами для обработки ФМ сигнала, манипулированного 13-позиционным кодом 396 7.7. Основные виды помех активной радиолокаиии Баркера, то уровень боковых лепестков удается уменьшить с 22 до 40 дБ при энергетических потерях менее 0,4 дБ [81.

При обработке ФМ сигналов, отраженных от двимсущихся целей (Ед >1/т„), фильтровое устройство становится многоканальным по доплеровской частоте [радиальной скорости). Возможный вариант построения согласованно- Рнс. 7.29. Многоканальное устройство го фильтра для семиэлементного Фильтровой обработки ФМ радионмпуль- ФМ радиои пул са аза са с неизвестной доплеровской частотой радиоимпульса показан на рис. 7.29. Так же, как и для когерентной пачки, используются ноннусные линии задержки, которые для наиболее распространенных параметров ФМ сигналов можно заменить на фазовращателн. Число каналов обработки по доплеровской частоте определяется формулой [7.20). 7.7.

Основные виды помех активной радиолокации Как и в любой радиотехнической системе, в радиолокации может существенно сказываться влияние различного рода помех [31, 35, 40, 43, 73— 75, 86 — 88). Роль помех в активной радиолокации может оказаться еще большей, чем в других РТС, поскольку обычно имеет место существенное ослабление сигнала на пути распространения до цели и обратно.

Кроме того, в радиолокации важное значение имеют некоторые специфические виды помех, с которыми гораздо реже приходится считаться, например в радиосвязи. Такими помехами являются, в частности, пассивные помехи, вызываемые переотражениями от мешающих объектов. По своему происхождению помехи могут быть естественными, взаимными и искусственными. Естественными являются помехи природного происхождения. Например, естественные пассивные помехи образуются в результате переотражений от холмов, гор, облаков и т, д. Естественные активные помехи создаются излучениями Солнца и других внеземных источников. Взаимными называют активные помехи, вызываемые влиянием излучений различных радиоэлектронных средств друг на друга.

Наряду с взаимными активными помехами иногда наблюдаются также взаимные пассивные помехи, когда в гористой местности помеха радиолокатору создается за счет переотражения колебаний, излучаемых другим радиолокатором. 397 7. Информационные технологии в радиолокационных системах Искусственные активные и пассивные помехи создаются для радиолокаторов военного назначения, Такие помехи широко применялись во время боевых действий в ходе Второй мировой войны, войн в Корее, во Вьетнаме, на Ближнем Востоке, в Югославии и других локальных конфликтах. Создание помех является одной из форм радиоэлектронной войны (борьбы), а радиоэлектронная война считается важной составной частью информационной войны. По характеру воздействия на подавляемое средство помехи делятся на маскирующие и имитирующие. Маскирующие помехи создают фон, на котором трудно выделить сигнал, прикрываемый помехой; наряду с этим они обычно подавляют сигнал в нелинейных элементах приемника РЛС.

Имитирующие помехи создают эффект ложных целей, затрудняя получение информации об истинных целях. Каждая из трех указанных выше разновидностей помех — естественная, взаимная и искусственная — может быть в свою очередь маскирующей и имитирующей. Ниже будут рассмотрены возможности создания маскирующих помех и принципы зашиты от активных и пассивных маскирующих помех. 7.7.1.

Естественные и взаимные маскирующие активные помехи и принципы зашиты от них Существуют два основных вида источников естественных маскирующих активных помех: дискретные и распределенные. К дискретным источникам помех относятся Солнце, Луна и радиозвезды. К распределенным источникам — галактические шумы, излучение атомарного водорода и шумы атмосферы. Из дискретных источников практически влияние на работу радиолокационных станций СВЧ диапазона могут оказывать Солнце и в меньшей степени Луна.

Характеристики

Список файлов книги