Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Более похожую на «кнопочную» ФН имеют многие фазоманипулированные сигналы. Для них область высокой корреляции, как и для простых сипилов, симметрична относительно осей т, Е, однако размер ее вдоль оси т примерно в В Ю раз меньше т,: т„= т,/Ю. Поэтому, выбрав т, и !У достаточно большими, основному пику всегда можно придать иглообразную форму. При этом, однако, вместо изображенного на рис, 4.13 «гладкого» пьедестала высоты 1/(2,)ЛЯт,) = 1/(2 /Ф ) вне основного пика оказываются хаотически расставленными острые боковые пики, отдельные из которых могут иметь уровни, заметно превосходящие 4.6. РЛС со ступенчатым изменением частоты При распознавании объектов, протяженных по дальности„необходимо воспроизвести зависимость амплитуды и фазы отраженных от цели сигналов от их временной задержки (дальности).
При 179 этом вводится понятие «профиля» цели по дальности. Такой профиль может быть получен при облучении цели серией коротких импульсов с фиксированной частотой повторения. Если серия радиоимпульсов будет передаваться с последовательным смещением частоты в пределах полосы Лг",„то с помощью последующего дискретного преобразования Фурье можно воспроизвести профиль цели с разрешением, определяемым полосой ~К, что эквивалентно облучению цели короткими импульсами длительностью т„= ! /Л/;.
Эквивалентный результат может быть получен использованием серий относительно узкополосных импульсов со смещенными частотами, в сумме перекрывающими полосу частот Лг",, необходимую для получения заданного разрешения по дальности с дР и = —. При этом, конечно, должно быть обеспечено коге« рентное суммирование с сохранением амплитуд и фаз частотных составляющих сигнала. Такой способ формирования «профиля» позволяет избежать трудностей при компрессии импульсов, связанных с формированием и обработкой сверхширокополосных сигналов, тем более что очень широкая полоса необходима только для разрешения и распознавания объектов и не требуется для их обнаружения и определения угловых координат.
Процесс получения «профиля» цели по дальности синтезированием серий узкополосных отраженных импульсов включает в себя следующие стадии. Формируются и изучаются пачки из )У узкополосных радиоимпульсов со смещением частот соседних импульсов на шаг ф: При этом формируются и запоминаются квадратурные опорные сигналы 1 и Ц для каждого излучаемого импульса. При приеме выделяются квадратурные компоненты всех М импульсов пачки отраженных сигналов, затем формируется эквивалентное дискретное спектральное распределение (сигнатура). После внесения поправок путем взвешивания пачки данных в зависимости от скорости цели, фазовых и амплитудных флуктуаций применяется обратное дискретное преобразование Фурье (ДПФ), позволяющее получить «профиль» цели по дальности для каждой пачки импульсов с разрешением по дальности ЛР;„, определяемым результирующей полосой пачки радиоимпульсов ЛГ, = МЛ/, т.е.
ЬР,„= = —. Таким образом, метод ступенс с 2лЛу' 2ф; чатого изменения частоты снимает требования формирования сигнала с очень широкой полосой и высокой скоростью взятия выборок сигнала. 180 Упрощенная структурная схема РЛС, представленная на рис. 4.15, поясняет, как осуществляется формирование и обработка пачек радиоимпульсов со смещением частоты в соответствии с приведенными ранее этапами формирования и обработки сигнала. Схема не требует подробных комментариев.
Заметим только, что задержка тл(~) необходима для синхронизации выборок квадратурных составляющих 1 и Ц сигнала в соответствии с синтезируемым интервалом дальности. После аналого-цифрового преобразования выборок они суммируются, запоминаются и подвергаются обратному ДПФ, после которого формируются отклики на принимаемые сигналы )(1) вида яп к)' Можно показать, что эти отклики эквива- У яп(я'г'/ Ф) лентны реакции СФ при обработке дискретно-кодированного сигнала с полосой зг,' = )уаг: Таким образом, на выходе формируются импульсы с огибающеи ', длительностью на уровне 2/х яп тс'4;г хЛ(;г Элементы профили па 0 Рнс.
4.15. Структурная схема РЛС со ступенчатым переключением несущей частоты 181 1 1 ( — 4 дБ), равной т„= — = . Отсюда ясно, что использование А/; Л1А/ пачек импульсов с полосой каждого, равной Л~",/А1, позволяет при смещении несущей соседних импульсов на А/'обеспечить тре- с буемое разрешение по дальности /зР „= 2Л! А/' Рассмотренный пример еще раз подтверждает широкие возможности ЧМ сигналов для получения радиолокационных изображений высокой четкости. Для более глубокого освоения материала гл. 4 рекомендуем воспользоваться учебным пособием', Контрольные вопросы 1.
Какой смысл вкладывается в понятие ФН? 2. Можно ли повысить точность оценки времени запаздывания, увеличивая центральную частоту радиосигнала? 3. Покажите, что для сигналов с симметричной амплитудно-частотной модуляцией ошибки совместных оценок времени запаздывания и частоты при а» 1 независимы. 4, В чем суть понятий «разрешенне сигналов» и «разрешающая способность»? 5. Объясните связь разрешающей способности по параметру Х с видом ФН ч'(?»).
б. Можно ли увеличить разрешающую способность по времени запаздывания, применяя несогласованные фильтры, дающие более короткие отклики на сигнал, чем согласованный фильтр? 7. Каковы преимущества сложных сигналов по сравнению с простыми в задачах разрешения по времени запаздывания? 8. Чем определяется разрешающая способность по частоте? 9. Дайте объяснение близости амплитудно-частотного спектра ЛЧМ сигнала при ЦТ, » 1 к прямоугольному. 10.
Почему в классе сложных сигналов достижимы показатели совместного разрешения по времени запаздывания и частоте, недоступные лля простых сигналов? 11. Как связана разрешающая способность по т и Ес базой сигнала? 12. Какова длительность основного лепестка сжатого импульса на выходе фильтра сжатия, если на его вход подается 32-разрядная последовательность примыкающих ФМ импульсов общей длительностью 5 мкс? Какое разрешение по дальности при этом возможно? 13. РЛС со ступенчатым изменением частоты должна воспроизводить «профиль» корабля по дальности протяженностью 200 м с разрешением ' Заславская О.М. Статистическая теория свнзи н вопросах н задачах / учеб. пособие длн вузов / !О.
М. Заснанскан, В. П. Ипатов, А.С. Марусин и лр.!. — СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2004 !82 2 м. Каково должно быть минимальное число импульсов в пачке и каково значение шага изменения частоты для обеспечения требуемого разрешения по дальности? 14. Допплеровский прибор определения скорости приближающегося автомобиля работает на волне 3 см. Определите время наблюдения, необходимое для определения скорости с точностью 3,6 км/ч при отношении сигнала к шуму 15 дБ. Какой путь пройдет автомобиль, движущийся со скоростью 60 км/ч, за это время? !5.
РЛС обнаружения ракет (Х„= 6 см) излучает ЛЧМ импульсы длительностью 1 мс с девиацией частоты 200 МГц. Какова будет погрешность измерения дальности из-за допплеровского сдвига частоты, если радиальная скорость приближающейся ракеты и, = 3 км/с? 16. Объясните, каким образом линия задержки с отводами„используемая для генерации сигнала РЛС, модулированного кодом Баркера, может быть использована в качестве сжимающего фильтра при приеме отраженного сигнала. ГЛАВА 5 ПОИСК СИГНАЛОВ В РАДИОЛОКАЦИОННЫХ И РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ 5.1. Поиск по угловым координатам, дальности и скорости Поиск сигналов в радиолокационных и радионавигационных системах предшествует режиму точного измерения их параметров, несущих информацию о координатах и скорости объектов.
В случае РНС обычно заранее известно расположение опорных станций (радиомаяков) системы, поэтому на борту объекта, определяющего свое место, как правило, нет необходимости выяснять, присутствует ли сигнал того или иного маяка, и поиск сводится к грубому определению радионавигационного параметра (РН П). Эта особенность отличает поиск сигналов в РНС от поиска си~палов радиолокационной цели, о наличии которой в зоне обзора в большинстве практических случаев неизвестно.
В связи с этим целесообразно сначала рассмотреть общий случай РЛС, осуществляющей поиск сигнала в рабочей зоне, называемой в радиолокации зоной, или сектором, обзора. Размеры рабочей зоны определяются предельными значениями измеряемых координат и скорости объекта, т.е. дальности (Р;„...Р,„), азимута (а,„...а „), угла места (11;„...13 ) и радиальной скорости (о,,„...
и, „,). Протяженность каждого из этих интервалов удобно представить числом содержащихся в нем элементов разрешения по дальности ЛР ь, азимуту оа,„, углу места 43 ь и радиальной скорости зи„„,„, т.е. Р— Р ы., а„,„-а„,ь !т о '~йп!и '-~ап~~п )у Отак нппп, 1у ~ьтам огппп -"4Гп~п ' ' ~-'~ог,п!и В процессе обзора осуществляется проверка наличия цели в каждом из элементов разрешения, причем последовательность обзора задается методом (программой) обзора, выбор которого определяется назначением РЛС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
