Бакулев П.А. Радиолокационные системы (2015) (1151781), страница 32

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 32)

В этом случае можетсработать ОДЦ и возникнет ложная тревога.207Для компенсации доплеровского сдвига частоты пассивной помехи(<остановка помехи) вводят поправку в частоту сигнала когерентного гете­родина. При автоматическом вводе поправки (рис. 7.19) устройство ЧПК,работающее на промежуточной частоте, формирует сигнал, пропорциональ­ный ОдаГп, где Од, - доплеровский сдвиг частоты пассивной помехи.

Дляоценки Одп необходимо усреднить по ансамблю значения сигналов, отра­женных от одного и того же элемента разрешения по дальности. Однако вэтом случае процесс оценивания, следовательно, и адаптация затягиваютсяна большое (не менее 10) число периодов повторения. Считая помеху одно­родной и эргодичной по пространству, усреднение по времени заменяют ус­реднением по ансамблю множества соседних элементов разрешения.Сигналы с фазового детектора вводят в линию задержки, число от­водов которой должно обеспечивать достаточность статистики помехи илежит в пределах 8...64.

Сигналы с отводов ЛЗ, задержка которых от­личается на интервал времени ги, соответствующий элементу разреше­ния по дальности, усредняются, и по полученной оценке с помощьюсхемы управления формируется сигнал U , управляющий частотойперестраиваемого гетеродина.Рис. 7.19. Схема устройства автоматического ввода частотной поправкив сигнал когерентного гетеродинаУстройство ОДЦс корреляционными обратными связямиЭто устройство (рис. 7.20) выполняет череспериодное вычитание свесовыми коэффициентами, пропорциональными коэффициенту междупериодной корреляции помехи р пп(Гп). Выходной сигнал Аи ис­пользуется для формирования весового коэффициента Woc. Так какux(t), u2(t) и Au(t) - комплексные величины, а при перемножении и]208на Wqc необходимо получить вещественную величину, то Woc долженбыть пропорционален величине, комплексно сопряженной с их Входнойсигнал ux(t) умножается на Woc и вычитается из задержанного сигналаи2 .

Составляя уравнения функционирования схемы и считая ux(t) пас­сивной помехой, получаемам(/)= « 2( 0 - ^ „ с« ,(0 ;w0C= p[Au(t)ul(t)],где /? - коэффициент усиления разомкнутой петли обратной связи. Тогдаw[М (<Ь(0]l + p\ux{ t fРрМ1+ /?(о-пп)2 ’а при р> 1, Жос = рпп (Г„), поэтому<т: = [л„(м]; - lu(,-T„)-Wu(,)f = <т! - 1рир р Ш1о ‘ ) +=Следовательно, сгд = < r^ [l- Рпп(^п)] • Если помеха сильно корре­лированна £/(/ - Гп) = t/(0, то остаток помехи стремится к нулю Аи ** и ф -Р п п (Гп) =>0 »поскольку /?пп “> 1•Основным достоинством рассмотренной схемы с корреляционнойобратной связью является самонастройка на характеристики помехиили адаптация системы к ним, в результате чего система отслеживаетизменения ширины спектра (корреляционной функции) помехи.Для самонастройки на скорость движения помехи или, точнее, надоплеровский набег фазы ОдГп за период повторения необходимо пе­рейти к схеме с двумя квадратурными каналами, каждый из которыхпостроен по схеме, показанной на рис.

7.20. К числу недостатков схемыРис. 7.20. Схема устройства ОДЦ с корреляционной обратной связью209с КОС относится значительное время (несколько периодов повторения),необходимое для выработки установившегося значения междупериодной корреляционной функции пассивной помехи. Поэтому первые пе­риоды повторения занимает процесс установления, и компенсация по­мехи оказывается недостаточной, что приводит к явлению неподавлен­ной «кромки помехи».Особенности устройств ОДЦпри работе радиолокатора в импульсном режимеОсновным фактором, влияющим на построение устройств ОДЦ приимпульсном характере сигнала, является скважность зондирующего сиг­нала.

При высокой скважности (Гп / ги > 100) предпочтение отдают пода­вителям пассивных помех на базе устройств ЧПВ, а при малой скважно­сти (Гп / ги < 10), как правило, фильтровым устройствам подавления пас­сивных помех. В импульсных системах с малой скважностью выбор час­тоты повторения зондирующих импульсов связан с широкополосностьюотраженных от подстилающей поверхности пассивных помех.Пусть летящий над земной поверхностью ЛА оборудован радио­локатором, ДНА которого состоит из главного лепестка и множествабоковых (рис.

7.21, а). Цель находится в главном лепестке ДНА, а отра­женные от земной поверхности сигналы принимаются всеми ее лепест­ками. Для расчета спектра отраженных сигналов можно использоватьпростейшую аппроксимацию реальной ДНА главным лепестком исплошной сферой боковых лепестков.Компоненты спектра отражения при излучении импульсного сиг­нала малой скважности и аппроксимированной ДНА состоят из пьеде­стала, обязанного отражениям по сфере боковых лепестков, и гребня,обязанного главному лепестку. Протяженность спектра (-F A3mах...•• •+ ^дзтах) определяется скоростью перемещения антенны относитель­но подстилающей поверхности.

Поэтому при размещении радиолокато­ра на автотранспорте и морском транспорте спектр пьедестала помехполучается узким, в то время как при размещении радиолокатора на са­молетах и вертолетах спектр помех расширяется.При поиске целей в передней полусфере на встречных курсах, до­плеровская частота сигнала цели больше доплеровской частоты сигна­лов, отраженных от Земли. Тогда для обнаружения сигнала в ’’окне”,свободном от помех, обусловленных земной поверхностью, нужно вы­полнить условия:fo ^дцтах ^ fo^дзтах » fo ^дцтт ^ foВторое условие не зависит от параметров радиолокатора, а первоедает соотношение для выбора частоты повторения:210Рис.

7.21. Реальная ДНА бортового | адиолокатора (а), ее аппроксимация (б)и спектры принимаемых сигналов (в)Fп > лFд u m a x +Fл дзтахКроме этого следует учитывать, необходима ли однозначность изме­рения радиальной скорости цели в соответствии с соотношением гл. 4I| f дгпах \| —<*f п // ^2 .Необходимо учитывать сложение радиальных скоростей самолетаи цели при встречных курсах их взаимного движения. Поэтому2Fn > —(2Vcmax +КЦП1ах) . При небольшой скорости относительного движе-Ания радиолокатора и цели получаются низкие значения Fn , обеспечи­вающие однозначность измерения дальности. Такие системы называютсистемами малой скважности с низкой частотой повторения. Прискоростных целях и быстром движении радиолокатора получаются вы­сокие (до сотен килогерц) частоты повторения, позволяющие однознач­но измерять скорость, но не обеспечивающие однозначное измерениедальности.

Такие системы называют системами малой скважности свысокой частотой повторения. Промежуточное место занимают им­пульсные системы со средней частотой повторения.211В зависимости от частоты повторения зондирующих импульсовразличают когерентно-импульсные РЛС с низкой частотой повторения(НЧП) при F n< 5кГц, РЛС с высокой частотой повторения (ВЧП) приFn > 30 кГц (при малой скважности называемые также импульсно-допле­ровскими или квазинепрерывными) и РЛС со средней частотой повторе­ния (СЧП) при 5 кГц < Fn < 30 кГц.7.7.

Критерии качества подавленияпассивных помех в устройствах ОДЦДля оценки качества подавления помех в устройствах ОДЦ наибо­лее часто используют такие критерии как коэффициент подавления, ко­эффициент улучшения отношения сигнала и помехи, коэффициент под­помеховой видимости и наблюдаемость сигнала движущейся цели.Коэффициент подавления помех - простейший критерий, опреде­ляемый как отношение мощности помех на входе ( /^пвх) к мощностиостатков помех на выходе устройства подавления ( РППВЬ1Х):Например, для устройства однократного ЧПВ (см. рис.

7.11, а),считая пассивную помеху стационарным коррелированным случайнымпроцессом, имеем^ппвх = h w ] 2 = М ? = [« ,(* - 1\ )]2 = ;^ппвых = [ А«2(о ] = [И| (0 - и, (t - ТП)]2 = 2 o i - 2[и, (Ом, (/ - т„)] == 2 [сг^п - /гпп(Гп)] .Следовательно, коэффициент подавления Лп =0,5[1-/7пп(7,п)]'1 иподавление определяется лишь коррелированностью или широкополосностью пассивной помехи.

Например, при /?пп-> 0 А:п ->0,5, а прирпп —> 1 кп —>оо. Аналогично, для двукратного ЧПВ можно получитьЛ:п2 = 0 ,5 [3 -4 ^ пп(7’п) + /7пп(27’п)]-1.Коэффициент подавления в ЦОДЦ зависит от динамического диа­пазона d и кванта Aw, с точностью до которого можно вычислять на­пряжение помехи. Дисперсия квантованного шума равна Aw2/l2 и онаудваивается при вычитании сигналов. Поэтому помеха на выходе ЦОДЦимеет мощность Рппвых = Аи2/6 . При числе уровней квантованияЦдш— —Аи212= «ппшах/^ш =dи мощности помехи на входе Рппвх ==и2I'l —id.Kuf'I'l.С леловательно.коэффициентподавлениякп = 101g(3t/2) = 201g3 , кп =10lg(з^/2) = 10lg3 н-20lgб/ = 4,8 + 6т.Однако коэффициент подавления не учитывает влияние устройст­ва подавления на полезный сигнал.Коэффициент улучшения отношения сигнала и помехи учитываетослабление или усиление полезного сигнала в устройстве подавления:где qc = Рсвых/ Рсвх - отношение мощностей сигналов на выходе и входе.Скоростная характеристика устройства подавления неравномерна, по­этому qc зависит от доплеровского сдвига частоты или радиальной скоро­сти цели.

Для устранения этой зависимости qc обычно усредняют по vrили Од, т.е. переходят к величине qc . Например, для однократного ЧПВКоэффициент подпомеховой видимости показывает, во сколькораз при заданных вероятностях правильного обнаружения D и ложнойтревоги F средняя мощность сигнала цели Р может быть меньшесредней мощности пассивной помехи /^пвх :где qnop - пороговое отношение сигнала к помехе по мощности на вхо­де порогового устройства, обеспечивающее обнаружение с заданнымивероятностями D и F .Наблюдаемость сигналов движущихся целей характеризуется от­ношением мощности сигнала движущейся цели Рт к сумме мощностейпомех РП на выходе устройства ОДЦ:/=1где Pni - мощность /-й составляющей помехи.2137.8.

Факторы, определяющие качествоустройств ОДЦК числу факторов, снижающих качество работы устройств ОДЦ,относятся просачивание сигнала передатчика на вход приемного уст­ройства, флуктуации ЭПР пассивной помехи, модуляции пассивной по­мехи при перемещении ДНА в пространстве во время обзора и неста­бильная работа узлов радиолокатора. Все эти факторы приводят к моду­ляции сигнала на выходе устройства сравнения, следовательно, к не­полному подавлению пассивной помехи и появлению остатков помехина выходе устройств ОДЦ. Эти остатки воспринимаются как сигналыдвижущейся цели, что приводит к росту вероятности ложной тревоги иснижению качества обнаружения, следовательно, и качества работы ра­диолокатора с ОДЦ, оцениваемого как наблюдаемость qH .Рассмотрим составляющие мощности, обусловленные перечислен­ными факторами, ограничивающие значение qH. Мощность РпХ =Рпг сиг­нала, просачивающегося из-за неидеальности развязки приемного и пере­дающего трактов, рассчитывается в предположении, что в полосе системыподавления АРодц спектр флуктуаций генератора высокой частоты равно­мерен, и его интенсивность равна Ргкг , где Рг - мощность ГРЧ на несущейчастоте, а Кг - параметр ГВЧ, определяемый как отношение мощностибоковых компонентов спектра в занимаемой ими полосе Af к мощностисоставляющей на несущей частоте kr = P6oK/(PrA f ) .

Характеристики

Список файлов книги