Бакулев П.А. Радиолокационные системы (2015) (1151781), страница 31
Текст из файла (страница 31)
При отсутствии вобуляции скоростная характеристика совпадает с АЧХ устройства подавления. Можно показать, что неравномерность скоростной характеристики (рис.7.15, в) зависит от коэффициента вобуляции кв = Тп1/Т п2, т.е. кн = f ( k B) .Рис. 7.15. Схема устройства вобуляции частоты повторения (а),напряжения в характерных точках схемы (б) и скоростная характеристика (<?)при соотношении частот повторения 2/3Рис.
7.16. Скоростная характеристика РЛС СДЦ при вобуляции частоты повторения в соотношении 31/32203Первый нуль результирующей скоростной характеристики находится на частоте Д/^ = nFnX =mFu l, где п и т - простые целые, не разлагаемые на множители числа.При соотношении частот повторения 31/32 скоростная характеристика системы ЧПВ становится более равномерной и перекрывающейбольший диапазон скоростей (рис.7.16).Устройства кадрового вычитанияОбычные РГФ с алгоритмами ЧПВ (ЧПК) не позволяют выделитьна фоне пассивных помех сигналы, отраженные от малоскоростных целей и особенно от целей, движущихся в тангенциальном относительнорадиолокатора направлении, так как при небольшом доплеровскомсдвиге частоты спектральные составляющие этих сигналов попадают вобласти режекции АЧХ РГФ.
Основным способом селекции полезногосигнала в рассматриваемом случае является увеличение времени запоминания в устройствах вычитания до значения, при котором заметнопроявляется движение цели. Чаще всего время запоминания выбираютравным периоду сканирования луча антенны (периоду обзора, «скану»или так называемому времени кадра). Соответствующие устройства названы устройствами кадрового вычитания. Их достоинством являетсячувствительность к движению целей со слепыми скоростями, т.
е. свойство обнаруживать цели, движущиеся с тангенциальными скоростями.Однако меньший коэффициент кадровой корреляции по сравнению смеждупериодным приводит к уменьшению коэффициента подавлениятаких устройств. Поэтому кадровые устройства ОДЦ используют каквторую ступень вычитания совместно с одним из устройств ЧПК (ЧПВ).Устройства кадрового вычитания часто называют некогерентными, чтоне совсем верно, так как здесь тоже используется когерентность, нотолько видеосигналов (когерентность на огибающей).7.6. Реализация устройств подавленияпассивных помехТехническая реализация устройств подавления пассивных помехопределяется используемой элементной базой и может быть аналоговойили цифровой.В настоящее время используют исключительно цифровую элементную базу и технику реализации устройств подавления пассивныхпомех.
Если оптимальные фильтры одиночных сигналов или фильтрывнутрипериодной обработки часто выполняются как аналоговые устройства в приемном тракте с использованием УЛЗ на ПАВ (см. гл. 2), тоосуществить междупериодную обработку на высокой или промежуточной частоте в приемном канале удается не всегда, из-за недостаточного204быстродействия цифровых микросхем, и они реализуются в виде комплексных цифровых фильтров на видеочастоте.Реализация алгоритмов ЧПВ в устройствах на промежуточной частоте существенно упрощается.
При этом сигналы можно подавать непосредственно с УПЧ приемника и вычитать их на промежуточной частоте, т.е. с точностью до фазы заполнения импульсов. Однако такая реализация алгоритма ЧПВ требует высокой стабильности частоты заполнения и достаточного быстродействия устройств обработки.Несмотря на то, что были разработаны РГФ, работающие на промежуточной частоте, например векторные компенсаторы или устройства с объединением выходов фильтров, имеющих разные АЧХ, в настоящее время используют исключительно цифровые РГФ (ЦРГФ).Цифровые РГФ подавления помех требуют предварительного преобразования сигналов в цифровую форму с помощью АЦП. В такихустройствах используется двойная дискретизация сигнала: по времени сдискретом Д/д = ги и по уровню с квантом Дм = <тш , где <тш - среднееквадратическое значение шумового напряжения.
При этом динамический диапазон d = wmax/ wmin = um2LXl<jm , а требуемое число двоичныхразрядов кода т = log2 d . Следовательно, отношение динамическогодиапазона сигналов или помех на входе АЦП (в дБ) к числу двоичныхразрядовкк = 20lo^ d = 6 дБ/разряд.log 2dПри известном динамическом диапазоне (дБ) число разрядов АЦПсоставляет т = d/kk = d/6 .Быстродействие АЦП определяется затратами времени на преобразование, которые должны быть меньше длительности временного дискрета, т.е. At = ги / m . В настоящее время используются АЦП с быстродействием, характеризующимся частотой дискретизации/ = 1/Д^<100 МГц. Например АЦП AD 6644 фирмы Analog Device (США) имеет/ = 65 МГц при14-ти разрядах кода, динамическом диапазоне 73 дБ и частоте входногосигнала 39 МГц.
Если быстродействия АЦП недостаточно для преобразования сигналов промежуточной частоты, то переходят к ЦОДЦ иЦРГФ в виде комплексных фильтров с двумя квадратурными каналами,в которые включены два АЦП.После подавления помех используется оптимальная междупериодная обработка сигнала на фоне белого шума. Обычно в системах ЦОДЦдля этого применяют когерентное / некогерентное накопление модулейили квадратов остатков вычитания.
При когерентном накоплении вводится поправка в фазу сигнала для компенсации движения цели.205В самом деле, если известна (измерена) доплеровская частота сигналацели, то набег фазы за период повторения ц/ = ОдГп . Пусть принимаемыйсигнал в п -м периоде повторения равен ип =UCexp{j(ny/ + у/ 0)}, гдеп = 0,1,2,...; у/0 - начальная фаза. Набег фазы нужно компенсировать спомощью сигнала Sn , чтобы Uc = Snun , т.е.
Sn =Uc / ип , поэтомуSn = e x p [ -j (пу/ +)] = (Uсх cos W ~ Ucy s*n w ) ~- j ( Ucx sin ny/ + UCY cos m//) ,где Ucx cos y/0 ; UCY = sin ц/0.Таким образом, в двух квадратурных каналах в п -м периоде повторения по известному значению у/ формируются поправки, обеспечивающие когерентность накопления.При когерентном накоплении остатков вычитания в ЦОДЦ (рис.
7.16)помехи в квадратурных каналах подавляются ЦРГФ, содержащим общие для квадратурных каналов запоминающее и арифметическое устройства в каждом канале. После ввода компенсирующих поправок блоком БВП сигналы интегрируются цифровым полосовым гребенчатымфильтром, реализованном на процессоре и содержащим (ЗУ) для двухквадратурных каналов и (АУ) для каждого канала. Квадрирующие устройства обеспечивают на выходе сумматора квадрат амплитуды сигналадвижущейся цели, а цифро-аналоговый преобразователь преобразуетцифровой код сигнала в импульс цели, который затем направляется наобнаружитель и индикатор.Из-за сложности ввода компенсирующих поправок, особенно приодновременной обработке сигналов нескольких целей, необходимо перейти к многоканальным системам подавления помех. Структуру ЦОДЦможно упростить, перейдя к некогерентному накоплению.
В этом случае БПВ, показанный на рис. 7.17, не требуется и ЦПГФ подключаетсяпосле объединения квадратурных каналов.Фильтровые устройства подавления помехРеализация фильтровых устройств возможна на цифровых фильтрах с быстрым преобразованием Фурье или на микропроцессорах. Типовое фильтровое устройство ОДЦ (рис. 7.17) многоканально по дальности (т каналов) и скорости {п каналов). Каналы дальности реализуются с помощью селекторов дальности в УПЧ или с помощью коммутации ячеек ОЗУ. Каналы скорости образуются цифровыми фильтрами спомощью БПФ. Селекторы дальности обеспечивают поступление в каждый т-й канал сигнала только с одного элемента разрешения по дальности. Гребенка фильтров Ф^-.Ф,, предназначена для селекции по скорости в пределах диапазона частот / 1Ч ...
/ пч +FU/ 2 .206Рис. 7.17. Схема цифрового ОДЦс когерентным интегрированием остатков вычитанияРис. 7.18. Схема цифрового фильтрового устройства ОДЦВ цифровом фильтровом устройстве ОДЦ с подавлением помехинформация в ЦРГФ (рис. 7.18) записывается в оперативное запоминающее устройство, а затем фильтруется на основе л-точечного алгоритма БПФ.Качество работы устройства ОДЦ ограничивают априорная неизвестность и изменчивость статистических свойств пассивной помехи.Вследствие этого возникает необходимость в самонастраивающихся илиадаптивных системах ОДЦ. Наиболее часто приходится считаться с изменением средней частоты спектра и формой спектра пассивной помехи.Устройства компенсации движенияпассивной помехиПри движении радиолокатора относительно создающих пассивнуюпомеху неподвижных объектов (например, при полете носителя радиолокатора и отражении сигналов от земной поверхности) составляющиеспектра помехи сдвигаются на частоту Доплера и могут попасть в области прозрачности АЧХ устройства ЧПВ (ЧПК).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
