Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Таким образом, для выделения сигналов движущейся цели можно использовать изменение любого из этих параметров. Однако практически реализуемо только смещение центральной частоты, а точнее, изменение фазы высокочастотного заполнения импульсов за период повторения Т„, так как из-за малости абсолютного изменения частоты повторения Г„ или длительности импульсов т„выявить их трудно.
Когерентно-импульсные системы СДЦ с внутренней когерентностью. Системы СДЦ с внутренней когерентностью различаются по способу формирования когерентных опорных колебаний во время приема отраженных радиосигналов. В РЛС, имеющих передающее устройство с независимым возбуждением, высокочастотные колебания задающего генератора, работающего непрерывно, используются в качестве опорных непосредственно или после умножения до частоты, на которой происходит их сравнение в когерентном детекторе (рис. 6.2, а) с частотой принимаемых колебаний. При применении в передающем устройстве генератора с само- возбуждением (обычно магнетрона) источником когерентных опорных колебаний является специальный генератор — когерентный гетеродии, фазируемый колебаниями генератора передатчика в течение длительности импульса т„.
Когерентный гетеродин работает на частоте сравнения, на которой происходит выделение допплеровского смещения. Чаше всего частотой сравнения является промежуточная частота приемника/„'„. Такая схема (рис. 6.2, б) получила широкое распространение, поэтому на ее работе целесообразно остановиться подробнее. Напряжение высокочастотных колебаний, генерируемых генератором высокой частоты для любого периода повторения, можно записать как и„Я = (/„соь(2к/„г — р„) для О <! < т„.
Напряжение сигнала, отраженного неподвижным объектом, на входе приемника (/,„(т) = (/, соя! 2к/'„(г — т~) — р„-р = (/, сов 2к/'„( — — — ~р„— ~р Для движущейся цели (при той же дальности и ЭПР) напряжение сигнала 2(О Ю„(г) = Е/, сов 2к~ ! ~ — ')(г — т ) — ср„— ср 2в, '! с ! = ЕУ, сох ! 2я(г„+ г", )(! — т~ ) — ср„— ср, (6.2) где /„' — частота излучаемых колебаний; Ä— допплеровское сме- 2и„ щение частоты, Е„= г"„— "; тл — временная задержка сигнала, с 2!1 2Р отраженного объектом, расположенным на дальности Р, т„= с ях, — начальная фаза излучаемых колебаний; ~р, — изменение фазы колебаний при отражении.
В результате смешения колебаний отраженных сигналов с колебаниями местного стабильного гетеродина в смесителе осуществляется переход на промежуточную частоту Г'„'„= 4 — А„,, на которой работает и когерентный гетеродин. Для фазирования когерентного гетеродина частота колебаний генератора высокои истоты предварительно понижается с помощью смесителя фазирования до промежуточной 4 = Г„„. Напряжение на выходе когерентного гетеродина 0„(г) = У„сох(2к)'„г — ~р,). Для улучшения процесса фазирования колебания когерентного гетеродина прерываются схемой управления незадолго до очередного импульса генератора высокой частоты и возобновляются после установления колебаний генератора.
Время работы когерентного гетеродина в каждом периоде повторения должно превышать т = 2Р,„,„)с, соответствующее максимальной дальности действия РЛС в режиме СДЦ. Напряжение когерентного гетеродина и отраженных сигналов детектируется когерентным детектором. Ограничитель амплитуды сигналов перед детектированием сжимает их динамический диапазон и устраняет влияние модуляции амплитуды сигналов при вращении ДНА в процессе обзора, что улучшает СДЦ. Если при фазировании когерентного гетеродина разность фаз когерентного гетеродина и фазирующих колебаний уж (параметр фазирования) сохраняется от импульса к импульсу постоянной, то амплитуда импульсов сигнала от неподвижных объектов будет сохраняться постоянной, что обеспечивает эффективное подавление таких сигналов при последующей фильтрации в компенсирующем устройстве СДЦ.
При наблюдении целей на экране индикатора с линейной разверткой амплитуда сигнальных видеоим пульсов движущейся цели будет меняться с частотой допплеровского смещения и отметка движущейся цели на экране будет симметричной относительно пели Рис. б.2. Структурная схема когерентно-импульсной РЛС с СДЦ с генератором колебаний СВЧ с независимым возбуждением (а) и с самовозбуждением (б) линии развертки и заштрихованной (рис.
6.2, б), в то время как отметка неподвижного объекта будет односторонней с постоянной амплитудой. В современных РЛС индикаторы с линейной разверткой используются редко, поэтому сигналы неподвижных объектов предварительно подавляются в специальном компенсируюшем устрой- 2!2 стве, и при идеальном подавлении на выходе последнего остаются только сигналы движущихся целей, которые дальше воспроизводятся на экране индикатора с яркостной модуляцией луча (например, ИКО) или подвергаются дальнейшей обработке с целью извлечения необходимой информации о цели (дальность, скорость и угловые координаты). Когерентно-импульсные системы СДЦ с внешней когерентностью. Использование в системах СДЦ с внешней когерентностью в качестве опорных колебаний отраженных сигналов неподвижных отражающих объектов, находящихся в том же разрешаемом элементе, что и движущаяся цель, было бы идеальным решением задачи СДЦ, особенно при наличии собственной скорости РЛС еь В системах с внутренней когерентностью и, приходится специально компенсировать соответствующим смещением частоты когерентного гетеродина, а это не так просто при изменении собственной скорости и направления на объект.
По этой причине системы СДЦ с внешней когерентностью нашли применение в РЛС, располагающихся на самолетах и космических аппаратах, для выделения объектов, движущихся по поверхности суши или моря. Однако колебания, отраженные от множества неподвижных отражателей (например, от земной поверхности), называемых фоновыми, флуктуируют по амплитуде, частоте и фазе, поэтому эффективность системы СДЦ с внешней когерентностью обычно ниже, чем с внутренней. В результате биений сигнала движущейся цели с отражениями от фона амплитуда импульсов движущейся цели на выходе детектора будет изменяться с допплеровской частотой, что и используется для выделения движущейся цели (точно так жс, как и в системе с внутренней когерснтностью) непосредственно на экране индикатора с линейной разверткой или с помощью компенсирующего устройства.
Следует заметить, что в системах СДЦ с внешней когерентностью отсутствие фона, т.е. опорных колебаний, может привести к потере сигнала движущейся цели, если не принято надлежащих мер, например автоматического отключения устройства СДЦ в таких ситуациях. 6.3. Аналоговая и цифровая фильтрация в системах СДЦ Наиболее простым фильтром подавления пассивных помех является череспериодный компенсатор (ЧПК), в котором осуществляется череспериодное вычитание сигнала, т.е. из отраженных сигналов, принимаемых в текущий период повторения, вычитаются сигналы, задержанные с помощью линии задержки (рис.
6.3, а) 2!3 А А А 1 1 ~л =у(тп за Т Рис. 6.3. Структурная схема ЧПК (а) и его АЧХ (б) на время т, = Т„. При вычитании сигналы неподвижных объектов, амплитуда которых за период повторения не изменяется, компенсируются, а сигналы движущихся объектов, амплитуда которых изменяется с допплеровской частотой Г„, дают на выходе компенсирующего устройства разность, величина которой определяется набегом фазы за период повторения лу = 2лЕ,Т„.
Нетрудно показать, что такой ЧПК представляет собой гребенчатый фильтр подавления. Действительно, функцию передачи можно записать в виде К(Т) = 1 — е лет . Умножив и разделив это выражение на 2у~''Л", получим сулуT„— е-руT„ К(Т) = 2уе-'"~' = 2/е т"'~т я!п(яТТ„). (6.3) 2! Модуль функции передачи ~К(Т)~ (рис. 6.3, б), являюгдийся АЧХ фильтра подавления, равен )К(Т)) = 21яп лг7;,), (6.4) 2е„ ся цели имеет допплеровское смешение частоты Г = —" = лЕ, и х в и 214 так как !уе-~'~'" ~ = 1. Из формулы (6.4) видно, что ~К(Т)~ обращается в нуль на частотах, кратных Е„= 1/Т„.
Таким образом, при периодическом сигнале мешающие отражения от неподвижных объектов будут полностью подавлены, поскольку имеют линии спектра как раз на частотах лГ„. Отсюда также видно, что если сигнал движушей- то он также подавляется фильтром. Таким образом, скорости це- лей, равные (6.5) и = пг"„)т„ /2, 2п+ ! будут «слепыми», При г, = Г, условия наблюдения движущейся цели наиболее благоприятные, т.е.
радиальные скорости цели, равные 2п+ ! во 1т 4 ' «~ит (6.6) являются оптимальными. Эффективность СДЦ характеризуется коэффициентом подавления помехи (6.7) )К,(7)( = (К(7)~ = 4а)п' я(Т„= 2(! — сов 24Т„). (6 8) Таким образом, провалы АЧХ (рис. 6.4, в) вблизи частот пГ» расширяются, что обеспечивает лучшее подавление помехи с широкими гребнями спектра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
