Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2-е издание, 2004) (1092039), страница 72
Текст из файла (страница 72)
Выходные напряжения каналов детектируются амплитудными детекторами 1Д) и могут дополнительно подаваться на некогерентный накопитель (на рис. 7.23 не показан). Выходные напряжения частотных подканалов каждого даяьностного канала подаются на пороговые устройства (ПУ) и сумматоры. Выходные напряжения сумматоров дальностных каналов повторно стробируются видеоимпульсами «дальности». Исходная длительность отраженных ралиоимпульсов при этом восстанавливается. Простробированные импульсы всех каналов объединяют в ре- 390 76 Особ о Про яд яю э м» Рис. 7.23, Устрс»ство корреляпионва.фильтровой обработки коп:рентной пачки ралнонмпульссв.
— н гюь;и — юэепеэе «9 р,д гэ вж Гп' в «г в» .гу — в эми ээ эс»смс шающем устройстве. Обычно вилеоимпульсные последовательности любых двух смежных каналов смещены относительно друг друга на элемент раэрешени» обрабатываемого сигнала оа времени запазлыввнкя тйт= т„б а средние частоты любых смежных узкополосных фильтров опэичаются на велэн~ину разрешающей способности по доплеровской частоте ЛГ -27ОИГВ В этан случае чисча каналов обработки по дальности апрелеляется формуЛОй и, =Гч„„7т„, ЕСЛИ Г,„,„.Т„. ЕСЛИ ВЫСОЛНЯЕГСЯ УСЛОВИЕ Г, > Т„тО л„= 7„7 т„= й, гле бУ вЂ” скввжносгь пачки, а число квюлов обработки по сюрости, как и лля фильтроюй схемы, опрелелаетс» формулами 27 327 и 27.333 Довольно часто чишю каиююв обработки может быль меньше этих значений.
Тогда в устройстве коррелянионно-фильтровой обработки прелусмигривается дополнительный поиск по дал~ности н скорости. 7.63. Обрвботк» частотно-модулированных рвдноимпульсоа Особенности обработки частотно-модулированных (ЧМ) сигналов рассмотрим на примере обработки ливенке-чаьпотиа-моду»произ»ныл радиаимпульсав (ЛЧМЕ широкс используемых в современных РЛС. 392 1 Илу)армаяиоллые теллслогил е радаолокавколныл систеиал ЬГ Согласованнал фильтровая обработка ЛЧМ-радиоимпульсов проводится с использованием диспсрсионных фильтров, т.с. линейных систем, групповое запаздывание в которых зависит от частоты [31, 35, 74].
Импульсная 7...=Д-ф',, характеристика согласованного фильтра представляет собой ЛЧМ-колебание, зеркальное сигнальному (см. гл 3). Если мгновенная частота сигнала со временем нарастает (рис. 7.24, штриховая линия), то мгновенная частота колебаний в импульсной характеристике убывает (рис. 7.24, сплошная линия), и наоборот. Дисперсионная характеристика согласованного фильтра — зависимость группового запаздывания Г,р(Я в фильтре от частсты— определяется произволной от фазочасготной характеристики фильтра.
Нелинейность фазочастотной характеристики ли- нейных сред, приводяшую к зависимости грутшового запатдывания от час- тоты, в физике называют яалеиием дисперсии, что и определило термин кднсперсионная характеристика фильтрав. Дисперсионная харакгеристикв согласованного фильтра имеет вид Лг) Рис. 7.24.
Законы изменения мгиовеииой частоты во еремеин ЛЧМ-снгиала (штриховая линия), импульсгюй харакшристики согласованного филыра (сплошнвя линия) т„(1) =т, +(2к) 'г(р([])гф] ( 7.34) где Р(7) — фазочастотнаа хаРактеРистика согласованного фильтРа; Гав постоянная задержка в фильтре. Для больших и — -т„дую когда агстйл ох/2, дисперсионная характеристика (734) в соответствии с соотношением (4.28) для ЛЧМ-сигналов приобретает вид [31, 35, 74] т (у)=го-т.((-70)ду'. (7.35) Выражение (7.35) цоясняег формирование импульсной характеристики согласованного с ЛЧМ-сигналом фильтра под воздействием дельта-функции.
Группы гармонических составляющих дельта-функции более низких мгновенных частот задерживаются в фильтре на большее время и формируются на выходе позже, чем группы составляющих более высоких частот. Дисперсионные фильтры используют не только при обработке, но и при формировании сигналов, осуществляемом под воздействием на них «оротких радио- или видеоимпупьсов. Поясним механизм сжатия ЛЧМ-сигналов Группы колебаний более низких мгновенных частот (штриховая линия на рис. 7.24) воздействуют в 392 76 Осоти оса» брвб «раа»слака»вол ы «и моменты Г м(У) раиыве, ио залерживаюто» па большее время га(!) !'руппы колебании более высоких частот воздействуют позже, на задерживаютс» на иеньшее врем».
Эта обеспечивает совме~ггение групп ралиоимпульсов с рюличпыми несущимн частотачи При их синфазном наложении в моиент времени г, формируетсл балы короткий сжатый радиаимпульс Условие наложения (7 36) (/)+г, (Л=го =сопят »в «юся необходимым условием синтеза фазочвспзтнай характеристики фильтра в режиме со~паса»виня Видоизмененные трактовки механизма сжатия рассматривались в гл.
3 и 4 Аналоговые дисперснаиные филюры часто выпали»ююя на основе акустических линий задержки с поверхностными или объемными волнами. Акустические линии позволяют получать приемлемые задержки при малых габаритах вследствие существенна меньшей окорости распространения механических колебании па сравнению с щектромагнигныын, На основе использования |ювсрхностных акустических (ультра»ау оных) волн можно строить мнагоотводные линии задержки, обеспечивающие эффект искусственной дисперсии, а ва основе использования обьемных впчн — линии задержки с естестве ой диаперсией (4, 35) Фщьтры сжатия с помет»елкой дисперсией яа оглоег акуствческихлышй запер скис оверяяостлылшооллл л(рис.7.25,а) Звукопровод ~акой зинин выполняют из пьезоэлектрического монокристалла, например из каяриа, ииобата лизи» и т д На поверхность кристалла наносят проводящие металлические вкодныс и выходные электроды, например, фозаспоообом.
Под ващеиотвием входного напряжения между электродами ооздается лереиенное энектричсское поле Вследствие пьезоэлектрического эффекта вдоль паверхнсгпи элсюрода возбуждаетоя акусгическвя волна.Пол воздействием этой волны в соединеннмх между собой электродах в силу обратнага пьщоэлектрического эффекта наводятся ЭДС и со»лаются таки в выходной нагрузке. 7рсбуемвя зависимщчь группового запаздывани» от частоты обеспечивается путем расстановки электродов с интервалами, изченягащиыищ по закону, близкому к закону арифметической прогрессии. При возбуждении линии дельта-импульсам ~срез частотно-неселективный электрод получают нмлулщиую характеристику в виде набора коротких импулщав (в прелеле дельта-импульсов), распределенных на длитет носпз т.
с интсрвалачи лри 7,, л Л/' па закону арифметической прогреосии Посяедовагельносгь такик видсоимпульсов с неюменным периодом Т = Н гя свелась бы к наложению гармоник и постоянной составляющей. Последовательность иидеоимлульсов с изменяющейся с»важностью (рис 7 25, б) по- 393 7. Ивфор иавиоихиг те*ха сгии в радиовокахисхимг гвсмеигс Вх и Пмзюл гю В ъа яь Рис. 7.25. Примеры аналоговых фильтров сжатия, с искусственной дисперсией иа основе акустической линии задержки с поверхностныии волнами (а), импульсная характеристик» филыра (б), дисперсиоииый фильтр иа поверхностных волнах отражательного типа (в), филыр сжатия с естестаеииой дисперсией на основе объемных волн в акусти- ческих вслиоволах (г) зволяет получить совокупность ЛЧМ-колебаний с девиациями мгновенной частоты ъч(7',„-7 ), где т = 1, 2, .... Неравномерность ЛЧМ-сигналов по амплитуде устраняют путем вариаций длины электродов (аподизации): уплинения в местах разрежения и укорочения в местах сгущения отводов.
За счет элементов связи или внешних цепей выделяют ЛЧМ-колебание с фиксированным номером вь в частности ш = 1. Балансное построение фильтра (см. рис. 7.25, а, б), для которого четные гармоники отсутствуют, облегчаег выделение нужной нечетной гармоники. Многоотводные линии описанных конструкций позволяют реализовать фильтры сжатия импульсов с длительностями линейного участка дисперсиоиной характеристики от единиц до сатен микросекуип, с полосами частот от единиц до сстен мегагерц, с произведениями л = т„ГЬ( порядка десятков, сотен и тысяч [35, 74). Для уменьшения уровня боковых лепестков сжатых радиоимпульсов проводится округление амплитудно-частотного спектра (веоовое суммирование во времени). Для этого обеспечивают необходимое скругление амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) фильтра, например за счет разновидности аподизации: уменьшения длины электродов, формирующих крайние мгновенные частоты.
В целях округления АЧХ-фильтра используют даже многоэлементные входные и выходные электроды как само- 394 ге О сбгявссмв бр Люм рад о о ояко «м «псе стаятельныс корректируюшие фильтры (каскалы) с требуемой частотной зависимостью. Врименениетзкой несогласованной фильтрации приводит, очевидно, к потерям в отношении сигнал шум по сравнению со значением 2БГАгс— максимальным отношением сигнал шум на выходе согласованного фильтра Кроме того, на выходе фильтра расширя«тсв главный пик ЛЧМюнгззвяв. Однако этн недостатки окупаются положительным фактором — снижением уровни бокавыт лепестков выходного сигнюза по оси времени (дальности).
В качесг е «оррмп ируюших моют быть исполюованы фильтры, АЧХ которых описываются функциями К(2)~=а (1 — а)соь~ — у а<1, (Ляу) '~ А()' где а и Ь имеют разяичные злаче и . (!виме ьший уровень боковых леп«стков лля этого класса функций при 5 = 2 обеспечивается при а = 0,88 (фильтр Хэннинга) Если при согяасованнай фючьтрации ЛЧМ-импульса уровень максимал о обо авог з г оз — !3,2 дБ, то при использовании фильтра Хэмминга данный уровень равен -42,8 лБ.
Прн этом ~лавный максимум расширяется примерно а 1,5 раза, а потери в отношении сигпоы — шум сов~валяют 1,34 дБ. Существуют и лругне способы подавления боковых лепесзков выходного снпоша Онн сводятся к специальному полбору закона частотной молуляпии, отличного от линейного, или формы огибыошей зонлируюшего импульса Днсперснонные фильтры на поверхностных волнах отражательного типа солержш прорюи, стража ш е аку ую олпу расстояния между прорезями выбираются по закону, близкоиу к закону арифметической процмссии (рис 7.25, в) Дошониством подобных фильтров счзпанп менее жеспгие лопуски на точность выполнения Фильтры сжатия с естественной лнсперсисй на основе обьемиых волн в акусти гескиь волиаводах (рис 7.25, в) обеспечивают репзизацию линейных участков дисперсии аз леся гых во десятков мивлнсекунд Выполняются в виде металлических палгюок (лснз), толщина Ь которых соизмерима с лэ!иной акустической волны в металле.
Входной и выходной пьезоэлементы обеспечивают возбуждение и сзмм акустических волн, обычно продольных. Для снижения урони» параэитных отражений боковые торцы волновода по. крываю! позвогителем. Чтобь! ослабигь юияние неже лнельных синов волн, способных распрошраи я акуст чесьом сеновале, используют частотную селекдию на его входе и выходе. Дисперсионнвя характеристика г (7) на рабо!ем типе волны имеет практически линейный участок Его ЗР5 7. Информаанонлые технологии в раа олокочионнил снстемаг средняя частотаул обратно пропорциональна толщине Ь, а временная протяженность пропорциональна длине волновода.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
