Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2-е издание, 2004) (1092039), страница 79
Текст из файла (страница 79)
!. Росли г е мегиоющит о нразсащелей и «елей по шрокщеру роспределе» и в просщранспм 1[ель обычно близка к сосредоточенному обтешу, мешающие отражщели распределены в пространстве. Повышая разрешающую способность по координатам и сокращая при этом размеры разрешаемого обьемв (во всяком случае, да рюмеров, превышающих размеры самолсгв), нежно добиться улучшения пабяюдвемосги сигнала на фане пассивных помех 2 Розяичая е полярига«ии отраженных сигналов наблюдаются, есви пассивная помеха создастся. например, гидромегнфами (дождь, тучи), состоящими нз мелких капель, имеющих фориу шара. Ес и педро с*сорь облучаются хпяебаниями с круговой поляризацией, то оии отражают кодебания щкжс с круговой поляризацией, но с обратным (в направлении распросгранения воины) вращением ппгюкости поляризации.
Если приемная антенна ие воспринимает козебания с такой поляризацией, она, тем не менее, может приннмат колебапи» от целей, сбааваюших несимметрией структуры. 3. Розлив е скорогти перемеще шя мешиющш омражам л й и этели. Скоштсть перемещения наземных мешающих отрэжазтпей отнссишпьно наземной радиолокационной станции близка к нулю, в то время как представляющие практический интерес цеди перемещаются с достаточно бальой скоростью.
Если пассивная помеха создается при иворядиогюхацнонными отрвжа. юлями, то ми отражатели, будучи сброшены с самолета, быщ(ю приобретают скорость, близкую к скпрости негра Поскольку скорость ветра не постоянна по высоте, имеет мела разброс скоростей противорадиолокационных отражателей. 7ем не менее, различи» в радиавьнмх скоростях целей и отражателей имеипся и могут быль нспояьюваны дпя селекции. Селекцию по скоро "ги (иначе, по эффекту двюкепия цепи) называют сеяегщией деизс)игится «елей (СДЦ). В основе СДЦ пюкит явление деформации структуры сигнала при отражении ат движущейся цепи Это антенне идяюстрируетс» на рис 7.46 щтя последоватсдьности коротких радионмпульссв. Можно убедиться в том, ч.ю при двюкеиии цели от радиолокатора происходит увеличение дяитепьиоеги всего импульса и периода высокочастотных колебаний в К, =(с ьщ)1(с — г,) (1.г 2г„г ) раз (см., например, (31, 43, 73)).
Ддв импульсной последовательности (см. рис, 7.46) происходит также растяжение промежутка между двумя соседннын имнудьсами в указанное числа раз, так по этот промежуток получает приращение ду„= 2,7п )с. На рис. 7.47, о 427 7 77еезсрмаеисиные мегнолегии е радиолокационных слстеиех показано соответствующее изменение спектра для случая одиночного радиоимпуяьсе, а на рис. 7.47, б— для случая, приведенного на рис.7.4б (в предположении, что все радиоимпульсы иа этом рисунке представляют вырезку из одной синусоиды, а последовательность импульсов периодиче- Т„ окая) В каждом из указанных и р случаев растяжению по оси вре- мени в (с+г„)7(г — г„) раз соотТй ветствует сжатие по оси частот также в (с + г„)7(с — г,) раз.
Если Рис. 7.46. Пояснение трансфсрмании ле ширина спектра, как это показано рнодической последовательности ралнсимлульсов, отраженных движущейся бле- с несущей, то Леформация амплистяшей точкой тудно-частотного спектра сводится к смешению его на некоторую доплеровскую частоту Г = 2т„/х. Подобный же эффект показан на рис. 7.47, 6 для спектра периодической последовательности радионмпульсов. Численно изменение промежутка межлу импульсами за счет скоростной деформации сигнала невелико, Например, для Т„=10 з с, «„=150 м7с и с=3.!О и7с оно составвяет 1О ~ с, т.
е, величину одного порядка с периодом колебаний высокой частоты. Это значит, что деформацию сигнала можно заметить лишь по изменению фазы колебаний высокой частоты. Чтобы использовать эту возможность, предъявляют достаточно жесткие требования к фазовой структуре высокочастотных колебаний, т. е. к их когерентности. Ркшичвот несколько видов обеспечения когерентнссти колебаний (31). 1.
Истинная внугренняа когерентносп достигается тем, что колебания создаются стабильным задающим генератором, после которого стоит усилитель мощности с устойчивой фазовой характеристикой. 2. Эквивалентная внутренняя когерентность достигается тем, что генератор с самовозбуждением вырабатывает последоватсяьность импульсов постоянной несущей частоты со случайными начальными фазами. Начальная фаза каждого зондирующего импульса запоминается на время приема отраженных сигналов до следуюнзего зондирования. Путем соответствующей обработки эта фаза исключается и принимаемые колебания оказываются практически такими же, как и в случае истинной когерентности. 428 РУ М 'йр)! й и гр)хт/гд»й /е В / -г. - —, А- — А-Р, А А-,г —, А 1 ! т„т.
Рис. 7.47. Трансформация спеюроа сигналов, озраженим ст дви:кушейся нели Ры ау,а Р л в Р" л" " "тя с а 3 Внешняя когерентношь достигается тем, что информация о случайной начальной фазе зонлирующего импульса извлекается из приходящих от пасс нных отражателей колебаний. Будем полагать далее, что имеет место истинная внутренняя когерентнасть. Боли вторичные излучатели, имеющие разные скорости, разрешаются по дальности и угловым координатам, то независимо от вида когерентнс«ги задача селекции па скорости состоит в выяснении временных Гфазовых) или спектральных различий лля каких-либо участков пространства Например, гш» сигнала, покюанною на рис 7.47, следую определить, нмеешя нли огсугствусг смещение спектра на доплеровскую частпту, соответствующую радиал~ной скорости цпги рл „.
Значительно сложнее задача селекции движугцихся цсчей в том случае, котла пель и мешающие отравители нахолятся в одном злеменшрном разрешаемом обьеые. В згом случаев необходимо улу пвить условия обнаружения сигнала ст цели на фоне пассивной помехи за счет ииеющих месю временных и спектральных отличий. Последнее досшгастся пуюм реаьнющн (подавления) колебаний лемехи и накоплении сигнала. 429 7. Иафармацаааана тешалагаа арадаааааацаааанл састеаас Амалачаа~ " Сига л Помеха ча тат ЧЯМ Принцип режекции колебаний У~, помехи заключается в подавлении г ъ (режекции) ее спектральных состав! / г лающих спепнальным режекторным фильтром (подавителем). Возможная амплитудио-часплиая характеристика такого подавитеяя показана на рис.
7.48. Накопление сигнапа состоит в том, чтобы спектральные составляющие сигнаяа обрабатывались с целью наилучшего выделения сигнала иа фоне шумов и пассивной помехи. Поскольку требования режекции и накопления могут оказаться противоречивыми, для выяснения их оптимального соотношения при сеэекции движущихся целей может быть использована формуда оптимальной фильтрации сигнала на фоне небелого шума, строгий вывод которой приведен в гд. 3. Далее рассмотрии другой способ получения этой формулы и ее прияожение для синтеза уатройств оптимальной обработки сигналов на фоне пассивных помех. Рис. 7.48.
Пояснение принципа режек ции помехи 7.9.2. Оптимальное обнаружение сигнала иа фоне пассивной помехи в ваде стационарного небелого шума Небелый шум, как известно, характеризуется неравномерным распределением спектральной плотности мощности по оси частот. Такое же неравномерное распределение спектральной плотности мощности хараккрно и для пассивной помехи (в том числе с наложенным внутренним шумом). В самом деле, если пассивная помеха е некотором импульсном объеме образована отражателями, имеющими различные радиальные скорости а, (соотвегсгвую- шие доплероеским частотам Р' „), то спектральная плотность мощности суммарной помехи будет определяться выражением вида 77(У)="7 д,а„(У-Дд,)+77,, (7.71) 430 где й, — коэффициент пропорциональности, зависящий от числа отражателей в разрешаемом объеме, имеющих раднаяьную скорость и„; С„(7 ) — спектральная плотность помехи для неподвижных отрюкателей с учетом обзора по угловой координате; )Ца — спектральная паотность мощности белого шума.
Прн определенных условиях максимум спектрааьной плотности соответствует средней доплеровской частоте Нд „, . Ширина спектра зависит от 79Ммооиэмвм с .а ру к жк степени разброса скоростей и ши- ЛГЛ Л(Л рйГЛР к ц] Я~ ГЛ рины пика спектральной гшотна- лгл ' пгу] г,гл СтИЗОНЛНРУЮШЕГОСИГиапа Ри. 749. Пояснение вош ф риулы Поскольку число отряжате- сшнмюьнся фюцлрации сигнала ив фоне лей и распрелеление скоростей стационарного иетжаого шума могут мевкп ся от олиаго разрешаемого объема к др> гому, в слу~ае последовательного обзора по дальности и азимуту пассивную помеху следует с ппать нестацнонармой Теи не менее, цри изучении возмпжиост н селекции в пределах каждого разрешаемого объема нестационарность иссущесзвеина, и помеху в первом приближении можно шменить щшгиоиарньгм небелым лгуном, подобным тому, коюрый формируется цри прохождении белого шума через фильтр (31, 74).
Получим формулу оптимальной фильтрации сигнала на фоме небело(коррелироваи о о) стационарного ~луна Предполагая, что спектральны плотность Ю(/] нигде нс обращается в нуяь, примем, что шум со спектральной плотностью мощности Лг( Г) и оипэал со спектральной плотностью напряжения П(г') пропущены через фидьтр с часютной характеристикой Ке(Г') (рис. 7.49) Амплитудна-частотную харакгерисгику этого предвариельного фильтра выберем так, чтобы спектральная платность могцности помехи на ого выходе Аг( Е)~кс (3)л не зависела от частоты; Аг(У)~Кь(Г)! =сопзг=С, няи (7 72) Если все значения спектральной плотности АГ(3') конечны, та прелварительная фильтрация не приведез к потере каких-яиба спектральных составляющих, г е.
любую составляющую спектра можно восстановить лрн наследующей фильтрации. Поскольку шуи на выходе прелварнгельного фильтра озал белым, то оптимальное обнаружение осушествляетсл путем известной процедуры фильтрации на фане белого шума (см. гл. 3]. Такой филь~рации должен быть гюлвергнут полезный сигнал с выхода предварительного фильтра, имеющий спектр З(г)Кс(у). Поэтому оптииальнал частотна» характеристика последующего фильтра с точностью до постоянного инсжнтеля выражаешя формулой К(г) = К, „( Г) =(5( Г)К,(/))'е ™.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
