Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2-е издание, 2004) (1092039), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Здесь генератор опорного напряжения формирует стробирующий импульс (У, (г) =Ц(г — (т, +Лт(2)) — Е)з(г — (т, — Лт(2)), (5.35) гле (оро г<т;, У,(г) = 0 для остальных г, состоящий нз двух полустробов (рнс. 5.10, б): (Г, =(/,(т, +Лт/2) и (гз = — (г, (т, — лт/2) . положение середины стробирующего импульса на оси времени соответствует точке априорной оценки времени запаздывания т, и олределяегся напряжением, поступающим на управляющий вход генератора.
На первый вход леремножителя поступает сш пал (5 с выхода приемника, а к(О' согласованный ~, Детектор филмо ! Лкм Рнс. 5.9. Обобщенная структурная схема аременнога дискриминатора 252 5! Сед»миз з ерсиюадюь оси д гп с огосд аза ионы т', т ст, „/ цл~ с ~ л~ Рис. 5 !Е. Дгищамыы, поясниоюис работу р» од скримннаюра. 22(Ь) = )(2 (Г (г)М а (5.36) пропориионально разности площадей перекрытия уюпанных импульсов. Она характеризует вели !пну и знак сшибки совмещения середины строба с поз!стным сигналом (рис.
5 10, з). Во временных дискриминаторах с (базовым детектированием выходной сигнал пзюпориионвлен (39! ЬЕ р— Ке~ з (т)~. Г й(т) ° г(т (5,37) 253 ня второй — ст!юбирующ й импульс. 1!ри одрябли ря сусального импульса форма сигнала на вьжаде деюкгора показана рис. 5.10, а В перемножителе формируются сигизлм, пропарниональные площздям перекрьпня импульса С' со с!рабами, т е. пропорциональнме произведениям (7 (г!(т, -ьт/2) и (тмтт! (т, — Ьт /2) (рис.
5.10, в). Выходное напряжение интегратора 5. Осиовы таврии юмврвиия иирамвтрвв вигиаввв Рнс. 5Л1. Струхтурнав схема временного дискриминатора с фазовым детектива занне ы При практической реализации операция дифференцирования заменяется вычислением конечной разности (с точностью до консщнты): Л =Ке((г(Ъ, +Лт/2) — г(т, -Лт/2))г (т,)). (538) Схема одного нз возможных вариантов построения такого временного дискриминатора представпена на рис. 5.11. В дискриминаторе осуществляется корреляпионно-фильтровая обработка принимаемого (напрнмер, фазоманипулированного) сигнала. Генератор опорных напряжений вырабатывает напрюкеяия с комплексными амплитудами г, (г, 1,), в, (/, Ъ, + гьт/2) (опережающее) и в, (г,Ъ, — й'г/2) (отстающее).
При совпацении ло времени принимаемого сигнала пг) во входной реализации и(/) = 4/) + л(г), где л(г)— шум, и опорного сигнала в(г, З,) осуществляется полная фазоная демодуляция. После фнльтрапии зто напряжение используется как опорное в выходном перемножителе. Частотные дискриминаторы. Существует несколько разновидностей дискриминаторов, использующихся в системах слежения за частотой принимаемого сигнала.
В частотных дискриминаторах с амплитудным детектированием, схема которого приведена на рис. 5.12, вычисляется конечная разноси вида /г .= Л(Рд + ЬР/2) — 2(Рд — йР/2). (5.39) Здесь 2(Рд+ЛР/2), 2(Рд -ЛР/2) — выходные сигналы каналов, расстроенных по частоте на ЛР. Управляемый гетеродин вырабатывает колебание, частота которого определяется напряжением, пропорциональным ожидаемому доплеровскому сдвигу частоты сигнала Рд. Принимаемое колебание преобразуется в смесителе на промежуточную частоту. Преобразованное 5.3, Сяедл г знернтслн дснлссмв в догмероесясго сов смажи Рис. 5.!2.
Структурная оке а час отлого дикриминатора с амнлнтулным детектированием (лемодулированное) колебание поступает на лва «впала обработки, в которых лолосовые фильтры ПФ, н ПФ расстроены по частоте. В квншак осушествляежя вычисление модулей 2(ГЬ т ЬГ /2) и 2(ГЬ вЂ” ЬЕ /2). Разность нааряжений на выводе летекгорсв(сигнал ошибки) булез пропорциональна разностм априорной и текущей оценок лспяеравской частоты. На рис 5.12 представлены амплитулно-частотные каракшрисгикн К,(Г) и Кт(Р) фильтров, н также спмгтр О(Р) сигнала ма выводе смесителя. Напрявгение на выходе детектора каждого канала опреяеляетсв степенью перекрытия амлли- ( о кбш к(г) к, (гт а(г) кт (г1 Кз(яу гл гч пг нт Гл - Ьттт Гл+ ЬГ/2 Г ьд ьггт гд ьггт г Рис.
5.13. Сигжыы на выходе каналов «итотного лнскрнминатора с вмллнтукным Летсктнрованнем: р г„=рд, е — сенна га 255 5. Оснсни меарни нзмеренин нарнмнмрсн сшнгмсн тудно-частотного спектра сигнала и амплитудно-частотной характеристики соответствующего фильтра. Если частота сигнала совпадает с Рд, то амплитуды сигналов на выхолах фильтров в среднем одинаковы (рис. 5.13, а). Если частота сигнала уменьшается, то амплитуда сигнала на выходе первого фильтра (с амплитудно-частотной характеристикой К~(Р)) возрастает (рис.
5.13, б), а на выходе второго фильтра (с амплитудно-частотной характеристикой Кз(Р)) уменьшается. Если частота сигнала увеличивается, то картина меняется на обратную. При построении частотных дискриминаторов с фановым детектированием используют соотношение Ье =Ее~ г (г ) (й(рд) . (5АО) при гд — — рд, или его представление в виде де "е((я(Кл +пР /2) -з(рд -дг /г))я' (Рд)). (5 41) Рис. 5.14. Структурная схема частотного дискриминатора с фюовым детектированием 25б На рис. 5.!4 представлен вариант построения схемы частотного дискриминатора с фазовым детектированием, формирующего выходной сигнал в соответствии с формулой (5.41). На фазовый детектор поступают напряжения лвух фильтровых каналов.
Параметры первого канала, включающего фильтр КЩ, согласованы со спектром сигнала. На его выходе формируется величина, пропоршюнапьная я* (Гд ). Сигнал на выходе второго канала, вклю. чмошего фильтры, настроенные на частоты гл ь Ьг Д и Гд — ЛР/2 н устройство вычншния, пропорционален разности я(Гд ь бг /2) — г(гд е ог" /2). После перемножения сигналов в фазовом детекторе и фильтрации формируется сигнал ошибки. 5 4. В мр«у гсе /хыаюв ам 5.4. Измерение угловьщ координат Измерение угловых «сординш оснонано на определении положения впь нового франта отраженной ст цели щекгроммнитной волны опкюнтельно приемной апергурьь Процесс измерения угловых координат чюю нюьюают внтелгашлч), в соответствующие измерители — лпмвгашораыв. Последние могут содержал алин или несколько приемных «вляпав. Ссответссвенна, мыоды пелсншпии полраэдслянпся на одноканальные и многоканюьныс.
5.4.1. Многоканальные измерители угловых «оордвиат В общем случае сигнал я(г, 'ь), отраженный т пели, принимается антенной решеткой, ыютояшсй нэ )т элементов На рис. 5.15 обозначено: ге— единичный вектор, харакгерюуннцнй направление прихода электромаппп'- най волны, г, — вектор, определяющий положение г-го элемшпа антенной решетки; г — единичный вектор, харакшриэующий положение основною лепестка дишраммы направленности антенны в пространстве. Предположим тгюке, что сигнал является узкополосным, т е. интервал корреляции комплексной огибающей сигнала (лля сипгалов беэ внутри- импульсной модуляции — длительность импульса) существенно превышает временнбй интервал мшкау моментами прихода сигнал» в наиболее разнесенные точки апертуры антенны.
Это допущение позволяет рюделить пространственно-временную обработку на пространственную и временную н дюсе рассматривать толька пространственную обработку. Снгнач на выходе элементов шпаннм запишем в виде йьмерного вектора ВВ) с компонентамн в,(г) =э(ге — ' нЛг), О ц 1 к дг — 1, (5 42) с ) тле (г) — компонента аддитивного шума; гйй — скюшрное произведение векторов, с = 3 . 1О м)с. В случае линейной эквидистюпнай антенной решетки г,ге =(1 — 1)дя(вйс, тле Оь— уюл межпу направлением распространсннв сигнале и нормалью к антенной решетке; г( — расстояние о между антенными элемепшми; г— порядковый номер антенного элемента.
Введем вектор-столбец А, называемый опорным ееюварсм н характеризующий ориентацию ос- Рне. 5.!5. Плоская антенная решетка ° ~вэгг 257 5. Оеиоем теории изиереиие иараиетрое еиеиаеае новного лепестка диаграммы направленности тпениы, элементы которого имеют вид ( .2и а, =Ь,ехрр — гг), (5.43) где Ь, — элемент вектора весовых коэффициентов.
грормирование резульперуюшего сигнала происходит путем суммиро ванна выходных сигналов элементов антенной решетки с весами Ь| н задержками г,г(с: у = АчП, Рис. 5.16. Схема многоканального юмерителя угловых тюрдннат 258 где ()" — операции сопрвження и транспонирования, Если задержка сигнала в кткдом антенном элементе равна г;г!с, то основной лепесток диаграммы направленности антенны будет ориентирован по вектору г. Фазированная антенная решены позволяет сформировать несколько лучей, по дает возможность перейти к параалельиым методам обзора пространства и измерять угловые координаты, При формировании т лучей алгоритм вычисления может быль записан в матричной форме: х'=А П, (5.
44) где Ъ' — вектор выходных сигналов, соответствующий т лучам; 1 =(уь уь ".,у ); А — матрица преобразования размерности Ьг х т, Один из возможнмх вариантов схемы многоканвяьного измерителя угловой координаты представлен на рнс, 5.16. Измеритель включает диаграммообразующую схему (ДОС), имеющую т выходов. Выходные сигналы ДОС образуются суммированием сигналов элементов антенной решетки в соответствии с соотношением (5.44), что обеспечивает формирование т диаграмм направленности. Выходные сигналы ДОС посгупают на входы каналов временной обработки, каждый из которых включает согласованный фильтр (СФ) и детектор. Определяя максимум выходного напряжения, по номеру канала и запаздыванию сигнала формируют оценки угловой координаты и дальности соответственно.
54 Из ер гуссе осрд Отметим, по соотношение (5.44) идентично юписанному в матричной форме выражению для анализа спектральнык компонент в наблюдаемой реализации Ш В то жс время нелинейная пбрабстка сигналов позволяет получить спектршгьные оценки, аблгшаюшие повышенным разрешением (по сравнению с сценками, получаемыми на основе преобразования Фурье) Аналогично, нелинейная обрабопш сипюлов, снимаемых с выходов элементов анюнной решетки, лает сзмпжность сформировать оценки угловых координатес повышеинои разрешающей способностью (45) 5.4.2. Одноканальные измерителе угловых координат Широкое практическое применение они нашли, в частности, в радиолокаторах с зеркальнмми шпеннами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
