Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Чтобы устранить такое положение, можно изменить несущую частоту излучаемых колебаний Т. или частоту повторения импульсов Ги. Этот способ, называемый вобуляцией частоты, применялся в РЛС с аналоговыми схемами формирования и обработки сигналов. С внедрением цифровых методов формирования и обработки более целесообразно применять дискретное изменение временного интервала между излучаемыми импульсами.
Такое изменение может производиться с различной периодичностью; от импульса к импульсу; через период сканирования ДНА; через интервалы времени, равные половине длительности пачки импульсов 7У„,«Т„(2, принимаемых от объекта в процессе обзора. Важно при этом свести к минимуму отрицательное влияние эффекта «слепых» скоростей. Часто для этого используют ступенчатое изменение интервала между зондируюгцими импульсами Тот импульса к импульсу (которое обычно называют ступенчатым изменением частоты повторения). Если интервалы между импульсами имеют величину Тн Т,„..., Т„и для последующих и импульсов такое чередование повторяется, то при весовых коэффициентах а, трансверсального фильтра его АЧХ можно записать Н Я = а» + а Е""~' + а с "»Г2 + ... + а»Е7ЪЧт .
Если соотношение между Т; выбрать из условия л, Т, = п,Т2 = ... = = ь»Т„, где множители а; не имеют общего делителя, то первое значение «слепой» скорости будет вап = л, ", т.е. оно будет в л, 2Т, раз больше, чем при постоянном Тн При этом провалы в АЧХ, соответствующие частным значениям «слепых» скоростей, отнесенных к периодам Т„будут незначительны. Так, при соотношении периодов л, = 25, л, = 30, л, = 27, и« = 31, т.е.
ь«» = 28, АЧХ такого четырехзвенного фильтра будет иметь провалы, соответствующие «слепым» скоростям, примерно в л«раз реже, а их значение не будет превышать 7 дБ при весовых коэффициентах фильтра а,=+С 229 Конечно коэффициент подавления помехи при таком ступенчатом изменении периода несколько снижается, однако уменьшение потерь в обнаружении целей из-за «слепых» скоростей значительно повышает эффективность системы СДЦ при сравнительно простых трансверсальных фильтрах. Изменение частоты повторения от обзора к обзору легче осуществляется и позволяет решить задачу подавления отражений от мешающих объектов, расположенных на дальностях Р > сТ„/2.
Сигналы, отраженные от этих объектов, появляются за пределами данного периода повторения. При этом обычно используют две частоты повторения: Е„, и Е„ъ чередующиеся через время сканирования ДНА. Однако снижение влияния «слепых» скоростей при этом значительно меньше, чем при ступенчатом изменении периода от импульса к импульсу, и требует значительно большего времени наблюдения. Смена частоты повторения через время, равное половине длительности пачки, занимает промежуточное положение, т.е.
требует меньшее время для выхода из зоны «слепой» скорости. Эффективность применения этого метода существенно повышается при его использовании совместно с применением набора допплеровских фильтров и карты мешающих отражений. Набор довплеровских фильтров. Использование набора из Л1 фильтров, частотные характеристики которых перекрывают допплеровские частоты в пределах от 0 до Г„, позволяет разделить сигналы по допплеровскому приращению частоты, т.е, разделить объекты по их радиальной скорости. При этом появляется возможность измерить эту скорость. За счет узкополосности допплеровских фильтров улучшается и отношение полезного сигнала к шуму.
Для получения Л~ пересекающихся АЧХ может быть использован рассмотренный ранее трансверсальный Фильтр с 1У отводами и л = Ф вЂ” 1 элементами (линиями) задержки с т, = Т», но с применением комплексных весовых коэффициентов. Эти коэффициенты изменяют не только амплитуду, но и фазу сигналов на отводах перед их суммированием.
Часто при формировании набора АЧХ используется только изменение фазы весовых коэффициентов с шагом Лу = 2я/ Л~. В этом случае с помощью преобразования Фурье суммарного сигнала на 1г-м отводе можно получить АЧХ 11-го Фильтра, описываемую выражением гйп яЛ~ г҄—— )Н,(Т)/= ,'> е ( ") = гйп к г҄—— 230 Ширина основного лепестка такой АЧХ на нулевом уровне 2 2Г„ равна — = — ", а на уровне половинной мощности примерно Л/Т, Л' ' 0,9Е„/ Л/. На рис.
6.11 представлены АЧХ набора из фильтров М = 8 2п/с при фазовых весовых коэффициентах —. На рис. 6.1! изображе- Л' яп Мх ны только основные лепестки АЧХ. Однако функция име- япх ет большие боковые лепестки (первый имеет величину только на 13,2 дБ меньше основного).
Боковые лепестки ухудшают селективные способности такого набора. Выбором весовых коэффициентов (изменением не только фазы, но и амплитуды суммируемых сигналов) удается снизить отрицательное влияние боковых лепестков. В этом отношении более эффективен рассмотренный ранее фильтр Ч П К, который при меньшем наборе фильтров (Л'= 3) дает сравнимую величину Л;.„. Для использования преимуществ того и другого методов борьбы с пассивными помехами иногда применяют последовательное включение набора допплеровских фильтров и фильтра ЧП К. Следует заметить, что при использовании БПФ для формирования АЧХ набора фильтров целесообразно выбирать Л~ равным целой степени 2.
Часто используют значение Л/= 2З = 8, для которого на рис. 6.11 изображены АЧХ набора допплеровских фильтров. Формирование карты мешающих отражений. Формирование карты мешающих отражений в оперативном запоминающем устройстве является одним из способов стабилизации уровня ложных тревог путем автоматической установки порога обнаружения в тп/® Рис. 6.11. АЧХ набора допплеровских фильтров 23! соответствии с усредненным уровнем сигнала за предыдущие обзоры, записанные для каждого элемента (или группы элементов) разрешения, где пороговый уровень превышен. Эти усредненные сигналы в памяти и носят название хараы мешающих отражений, поскольку усредненные сигналы сохраняются в тех элементах разрешения, в которых размещаются отражатели, по крайней мере, в течение времени усреднения.
Такая карта облегчает подавление отражений от земной поверхности и местных предметов, дающих устойчивые отражения в одних и тех же элементах разрешения. При этом используется межобзорная корреляция таких отражений для отделения их от флуктуирующих помех путем установления поро~а радиальной скорости объекта„ниже которого отражения от объекта считаются мешающими. Пороговое значение скорости, время хранения карты и постоянная времени сглаживания при необходимости могуг регулироваться оператором на основе изображений на экране ИКО. Достаточно универсальной является трехканальная схема обработки сигналов в РЛС, содержагцая канал без компенсации, канал с подавлением отражений от местных предметов и канал с адаптивным подавлением отражений от гидрометеоров. Основой системы является карта помех, частично обновляемая с каждым обзором, и определение допплеровского сдвига для каждого элемента разрешения.
Полученная информация используется для автоматической подстройки полосы режекции адаптивного Фильтра подавления помех. Обновляемая карта помех используется также для адаптации порога обнаружения с целью стабилизации уровня ложных тревог. В системе предусмотрено считывание из памяти значений весовых коэффициентов фильтра подавления, соответствующих текущему значению временных интервалов между импульсами сигнала при изменении периода повторения зондирующих импульсов, что позволяет максимизировать коэффициент подавления помех системой. Конечно, для реализации этих Функций вычислительное устройство системы должно иметь достаточную емкость памяти и быстродействие. Универсальный обиаружитель движущихся целей.
В условиях воздействия разнообразных пассивных помех надежное выделение сигналов движущихся целей, скорости которых изменяются в широких пределах, возможно только при совместном использовании рассмотренных способов повышения эффективности работы системы СДЦ. Впервые такой комбинированный обнаружитель (МТΠ— Мох'пя Тагяег Оегесгог) был приченен в американской РЛС КО. Обнаружитель РЛС содержит канал подавления отражений от местных предметов и метеообразований, состоящий из Фильтра ЧПК и набора из восьми допплеровских фильтров, и канал Формирования карты мешающих отражений.
Такая карта 232 позволяет осуществить адаптивное управление пороговыми уровнями обнаружения в отдельных элементах (или группах соседних элементов) разрешения по дальности, азимуту и радиальной скорости. Упрощенная структурная схема комбинированного обнару- жителя представлена на рис. 6.12. На вход схемы обнаружителя сигнал поступает с выхода приемного устройства, в котором после УПЧ сигналы детектируются синхронным / и квадратурным 0 фазовыми детекторами. После преобразования в цифровую форму десятиразрядным АЦП и операции суммирования Д' +9~ сигналы подаются на двухканальный обнаружитель.
В первом канале фильтр ЧПК осуществляет подавление пассивных помех с допплеровскими приращениями в окрестности нулевых значений. Набор допплеровских фильтров с последующим взвешиванием и сравнением с адаптивным порогом позволяет отделить сигналы целей с малыми допплеровскими приращениями (при движении цели по траектории, перпендикулярной направлению на РЛС) от сигналов, вызванных отражениями от дождя, стаи птиц или растительности. Второй канал включает фильтр «нулевой» скорости, выделяющий сигналы с малыми допплеровскими сдвигами, которые после обработки в фильтре формирования карты мешающих отражений запоминаются в ячейках памяти.
При этом и создается электронная «карта помех», позволяющая управлять пороговыми уровнями соответствующих элементов разрешения. Ч исло таких элементов определяется диапазоном изменения дальности 0, азимута а и радиальной скорости и„, а также разрешением по этим параметрам А0,„, А0«,„и Аи„мм. Для рассматриваемой РЛС 0 измеряется от 0 до 75 км, А0,„90 м и число разрешаемых элс- 1ОЗ ментов по дальности лл — — '" -- = 850. По азимуту шагдись0,„90 ройство раження Рис. 6.12.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
