Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2-е издание, 2004) (1092039), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Последнее относится не тол~ко к согласованной фильтрации, но и к любой другой согласованной обработке, в частности к корреляционной обработке на основе многоканальных корреляционных устройств. Это непосредственно следует из свойства 4 (см. п. 4.2 2) тел рассогласования р(т, Л). Сечения г" = 0 этих тея определяются преобразованиями Фурье квадрата амплитудно-чаю отного спектра сигнала. Уровень боковых лепестков сжатого ЛЧМ-радиоимпульса значительно ниже в случае скругленного амплитудно-частотного спектра (колоколь- 218 43 Фу <Ч«ра ги а л эш р мл (4.3 П т = — Р!(Ф)дт) = темп(гБг„, пропорционвльному Е Знак минус соптвстствуст положительному знаку произиодной Чутт(т, знак плюс — отрицательному. При одлопннульснан радиолокационном зондировании и негпвестном лоплеровском рэсстмласоввнии Л = -2Л ы Е возможне слсменлтическаэ ошибка юмерелня 4,хтьлостли, пропорционвльняз рассогласованию по радизльной скорости Ьт„ нли самой рэдиатьной скорости „, если обработка ЛЧМ.сигналов ведется в прелположении, что т„ = О.
Однако при не очень больших.ь взел -тях зонлиру щ»х р д«пульсов т„«!(Рл величине скоростной ошибки в единицах времени значительно меньше длительности сжатого рвднонмпулься и часто не ичгст практического значения. Бочее того, лаже при т„л 1)'Рд любой отсчет дальности при отсутствии шума акязыввется безошибочным, если его отнести к моменту наблюления, счешенному на извмчиую, не зависящую ог Лт„, величину стт2 с 4' 3, г(т т(У (4.32) Знак укюяннаго смешения определяем» знаком производной ИГ(г(т. Если принимается последовательность ЛЧМ-рздноимпульсов, то в хала нх вторичной обработки возможно досшточно точное определение текущей дазьностн н радизльной скорости, если время мвблюдения превышя- (э))(У)йт( (ЗЕ 33 — 33) 2)9 ный ЛЧМ-сигнал), чеы в случяс ямщнпудно-частотного спектра, близкого к прямоугольному (пряьюугольиый ЛЧМ-сипюл).
С другой стороны, прямоугольна» огибжощзя зонлирующего сигнллв облет чает оптимизацию работы моотных кзскздсв рзлнопередающсго устройства. Поэтому если излучзсгся сигнал с прямоугольной огибающей, то при обработке отряженного сигнала часто производят сглаживание его ямплитудна-частотного спектре, вилонзмен я соответствующим образом ямплитудно-частотную характеристику тракта промежуючиой частоты, хотя это ведет к некоторым энергетическим потерям и к растяжению сжатого импульсе. Рассмптрим неопределенность длльнослн — скоросшь ЛЧМ-сигнэлов и возможные пути ее устранения. Рзссогласоввнне ЛЧМ-рядиоимпульсов по частоте Е приводит (см. рис.
4 8, 4.9 и формулы (4.29), (4 ЗО)) к временнбму смешению сзтатык рздиоимпульсов 4. Ргоремеяье скгиалоа 4.4. Сигналы, обеспечивающие высокие разрешающие способности по времени зацаздыванни н частоте 4.4.1. Особенности выбора времичастотиых функций рассогласоваиии Важной задачей при разработке ралиолокационных н других радиотехнических систем является выбор сигналов, функция рассогласования которых имеет низкий уровень боковых лепестков в плоскости Г = 0 или для всей совокупности возможных значений т, Р. Обеспечение низкого уровня боковых лепестков только в плоскости г = 0 является достаточным в ситуациях, когда.
— максимальные значения доплероаских частот полученных сигналов и помех существенно меньше, чем величина разрешвощей способности по лоплеровской частоте; — доплеровские частоты целей, находящихся в одном элементе разрешения по угловым координатам, одинаковы или достаточно близки. Снижение уровня боковых лепестков функции рассогласования в плоскости Г = 0 в этих случаях мок<но обеспечить при соответствующем увеличении уровня боковых лепестков вне рабочей. области г = О.
В общем случае, когда требуется узаеньшеине уровня бокоеьи лепестков для совокупности значений т, Р'во всей рабочей области, целесообразно выбирать сигналы, тела рассогласования которых приближаются к игольчалюму (рис 4.!0).
Сигналы с ~аким телом неопределенности прн ЬУ„т„ш ! обеспечивают высокие разрешакзщие способности по времени запаздывания 1'Ь)„и частоте 11т„. Часть объема 1'„относящаяся к пику, оценивается величиной (!/ЬР„)11)т„). Остальная часть объема 1 — 1ДЬт„т„) распределяется Р(т Р) ло большой площади 2т„2ЬГ„, чтобы уровень рс на этой площади был мал. Для идеализированного равномерного распределения р„ имеем ро 4т„ду„е ! — — —, Ьу„т„ ! 2э)тщ"„т„ Рнс, 4.10.
Игальчатое тело рассогласования 220 44бигати.абесие 4юю4 р р М» щаои Примеры реальных сигналов с телами рассогласавани», близкими к идеальному игатьчаюму, лриведенм далее. 4.4.2. Фазамаинпулнрованвые сигналы Фазовая (ф заколов»»1 манипул»ция иапояьзуетс» как аредство раашире я спектра импульсных и «нрерывньзх снгншюв для повышения разрешающей способности па дальнссзи (врез»вин запаздывания) Фшоманипуаированный аигнад в общем алучае — это совокупность сомкнутых радионмпульсов ~ = 1, 2, ,И, ичею|дих олинаковью частоту колебаний и и длительность те при ограниченном количестве возможных сдвигов фаз фс 4 = О,1,..., р — 1, отноаитсльна опорного синусаидаяьною коаабания указанной частоты Струшура сигнала определяезея колом в вида цифровой последовательности Ф ( = 1,2,...,И, элементы которой принадлежат к р ичнай системе с назения,г — номер позиции парциального ралиоимпутьса.
4,— попер начальной фазы на~'-й позиции. На гшьные фазы чаше ваего равна- мерно распредевены на интервале(0,2Ф, хотя дяя корректировки тел р(т, Г) использую~ иногда их неравночернае распределение При равномерном распределении тначени» на~альных фаз п,пропорциональны р-ичным циф)мм 4 Е, =2щ(р, (4.33) е О,(„,р-( Для р = 2 фазы принимаю~ значения О, к; лл» р —. 3 -- значения О, 2»/3, 4»(3 ит л Орал ц б р р р ютс» фазоманипулированиые сигналы, составленные по двоичным (р — 2) кодам Баркера, М-кодам (послеловательностям) и т. л.(см.
гл. 2). Иногда используют сигналы с изменением начальных фаз О, Е (ахи) и миогафазоеыс(р > 2) Независимо от выбора кодовой последовательности значения Е, элементов када иапользуют в передатчике для формирования начальных фаз Е, элементов зонлируюшего сигнала в соогвештвии с выбранной зависимостью р и 4 [31, 33 — 35). Импульс ые етиагы с фаза»ай ма»илу»и(ие ло хару Бор ера — зто сигналы, для которых уровен~ боковых депаатко (боковых пиков) тела р(т, Р) в сечении Р— 0 лри (О, к)-манипуляции шютввляег 1БФ 1акие коды подобраны лвя ряда значений Ю < 13 (табл 4 1) Для И = 7, например, баркеравский кол описывается цифровой последовательностью 0001101, так что ф б фт =ат — Рь -О, а ат = Сз = а, †.Я УРовень боковых лепестков в т т аечении Б = 0 по мащноати соответствует 1(И, или -20!ОИ в децибелах 2 22! 4.
Разрешение сигн ае Уайз на а 4.! При Лс = 13 этот уровень составляет — 22 дБ. В сечениях г и 0 тела р(т,р) содержат большие боковые пики, примерно равные 0,4...0,5 для Лз = 11 или Лс = 13, поэтому баркеровские коды используют лишь для радио- импульсов не очень большой длительности, структура которых не нскажаегся прн отражении от движущихся целей.
Импульсные сигншзы с з)зотовой манипуляцией ио закону М-лоследааагаельнасщи имеют тело рассогласования, близкое к игольчатому. Как известно, для снижения уровня р вне пика сигнал должен быть протяженным и иметь ширину спектра Лу„л 1з'с„. Рассогласования т, Р должны независимо разрушать имеющуюся корреляцию ожидаемых и принимаемых значений сигнала, чтобы равномернее распределим, объем Уаз по площади. Разрушенная из-за расстройки по т корреляция не должна восстанавливаться где-либо при расстройках по Е Фазовая манипуляция импульсного сигнала М-последовательностью с большим числом элементов Ю позводяет обеспечить выполнение перечисленных требований.
Реальное тело р(т, Р) шумоподобного сигнала, включая область боковых лепесз кое, имеет в сечении г" — 0 озраниченную протяженность 2т„= 2№е. В сечении т = 0 тело по-прежнему не ограничено, но протяженность его основной части 2Лу'„и 2з'та определяется шириной спектра ЛУ'„парциальиого импульсного сигнала. Основной лепесток (область пика) тела рассогласования имеет в сечении Р = 0 треугольную форму, его ширина по уровню 0,5 равна ть В сечении т = 0 форма пика описывается выражением ~я)пх4х~~, его ширина по уровню О,б4 составляет 1В„= 1/(Лета). Распределение боковых пиков по плоскости т, Р оказывается, в делом, неравномерным.
Среди кодированных М-последовательностями сигналов можно выбрать сигналы с минимальным значением ьгаксимума боковых пиков (ь~инимаксные сигналы). Максилсумы пиков функции рассогласования этих сигналов имеют величину порядка 11' )зз', медленно снижаясь с увеличением Ф. 44 Сю ил, абгсюмеающигеыса р р ! б Использование п!умоподобных фазоманипулированных сигналов с очень большим числам элементов У, как и других достаточно сложных споив.юв, затрудняет разведку излучений РЛС, а значит, и наведение на них противолокациоиных ракет. Нелрер вя г силгаг с фгпоааи маиииулялигб ло закону М-лослгааеам . елагин могут быть получены при фазовой манипуляции (или (О, в), или (О, гр)) гармонического ковебания двоичной рекуррентнай М-последовательностью, что приводит к периодическому непрерывному сигналу с манипуляцией фазы по закону май последовагельнгюти в кыкдом периоде.
Обработка принимасмык кцвсбаний сводится к елумр лер одному имежлериадлсму когерентиаму наколланию. Функцию рассогласования такого сигнала можно получить из формулы (4.20), заменив сомножитель ра(т, Р) комплексным выражением функции расаогласомгнил для ади а аго М-а гнала. Когда вхоляшее в формулу (4.20) чисча периодов М стремится к бесконечности, тела р(т, Р) авадитав заспанной авсей части к набпру разнесенных по 'мстэте на величину ИТ„= !)(Лгтс) плохих элементов, протяженноать которых ]ГМТ, по аси Р стремитая к нулю, как эю покюано для (О, х)-манипуляции на рис. 4.11.
Подобная структура те.га р(з, Р) соглааустся со свойством 1 (см. п.42.2) тел раасогласован я, в соотвагств тар и рюрешак~щая апасабность по частоте (радиальной скорости) поаышаегс» с увеличением длительности коюреитнога сипгвла Обеспечивается аднозначноа разрешение па радиазьной скоргюти в пределах частотных интервалов И№а) при произеазьнам временном рассогласовании т Двоичвал (О, р]-маиилулячил пазвшшет спизить уровень боковых чепеагкав тела раосогласоынн» в сечении Р = О ло пуча (рис. 4.12].
Зю облегчает Рнс. 4.11. Тело иао релюеня кти иегрерывиога сигнала с фазавой манипуляцией па закону ы-пасзелаватсльнсст 223 К Разрешение сигналов Н вЂ” 1— «О) (с-та) е са (с-зта) «(с-Зта)е те «(с-ета) е са «(с-зса) е-)а и(с-ага) Рнс. 4.!2. К пояснению обработки сигналов с двоичной (О, ср)-маннпуляцией разрешение элементов группоной цели по дяльностн, перемещающихся с блюкими радиальными скоростями, в процессе обнаружения нли автоматического сопровождения по скорости, Значение ср в радианах выбирается нз уаловня ср = к -исаев[(с«'-1)7(с«с+ 1)], (4. 34) где 37 — период М-последовательности. Для значений 7«', равных 7, ! 5, 31, значения ср составят соответственно 139, 151, 160'. Сформулированный результат справедлив как при корреляционной, так н при фильтровой обработке. Он поясняется ниже на примере обработки в согласованном фильтре (рис.
4.12, а) сигнала с чередованием фаз (О ср ср ф О ср О)..., соответствующим М-последовательности (О 1 1 1 О 1 О).... Импульсная характеристика фильтра соответствует одному периоду М-последовательности. Внугрнпериодная обработка в фильтре должна дополняться межпернодным накоплением, В момент достижения сигнала макснмаяьного значения все Дс = 7 подаваемых на сумматор задержанных и сдвинутых по фезе колебаний суммируются в фазе (рна. 4.! 2, 6), В др)тне моменты времени нз общего числа )4 = 7 парцнальных импульсов (йс -1)сс2 = 3 импульса имеют нулевые начальные фазы, Остальные парциальные импульсы, а именно ()4-«1)сс2 = 4, имеют ненулевые начальные фазы, в частности по (Р) 41)с)4 = 2 импульса имеют начальные фазы ф и — ср. Относительный уровень напряженна сигнала на выходе сумматора вне максимумов составляет 224 4.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
