Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Структурная схема комбинированного обнаружителя 233 кретизации ди выбран равным 0,75', что при круговом обзоре дает п„= — = 480 элементов. Таким образом, сектор обзора РЛС по 360 0,75 дальности и азимуту делится на пр — — пр п, = 850 480 = 4 10» элементарных ячеек.
На одной дальности в течение времени поворота антенны на пи излучается 1О импульсов с частотой повторения Г„ь следующие 1О импульсов — с частотой Гп. Затем снова Г„, и т.д. Время излучения пачки из 1О импульсов с постоянной частотой повторения является интервалом когерентности. Именно в таком интервале осуществляется обработка сигналов в фильтре ЧПК и наборе допплеровских фильтров, позволяющих выделить восемь полос в спектре допплеровских приращений в окрестности нулевых частот. При смене частоты повторения импульсов сигнал цели, движущейся с малой радиальной скоростью, не только проходит через фильтр ЧПК, но также через один из допплеровских Фильтров набора.
Это значительно улучшает надежность обнаружения полезного сигнала движущейся цели, тем более что при такой обработке устраняются мешающие отражения, вызванные предыдущими зондирующими импульсами, задержка которых превышает 7'„. Весовая обработка в первом канале обнаружителя позволяет снизить величину боковых лепестков АЧХ набора допплеровских Фильтров, что улучшает разрешение по радиальной скорости. Дополнительно улучшение селективных характеристик обнаружителя обеспечивает управление (адаптацию) пороговыми уровнями при изменении помеховых условий и параметров движения целей. Для этого используется карта помех, формирование которой происходит во втором канале обнаружителя, состоящем из так называемого фильтра «нулевой» скорости, схемы формирования карты мешающих отражений и устройства памяти, хранящего эту периодически обновляемую электронную карту.
Фильтр нулевой скорости позволяет выделить сигналы с малыми допплеровскими приращениями, вызванные не только мешающими отражателями, но и воздушными судами (ВС), траектории которых пересекают направление на РЛС. Различие сигналов цели и помех заключается во времени их существования в данном элементе разрешения. Для каждого из элементов разрешения определяется уровень сигнала, записываемый в соответствующую ячейку памяти. Этот уровень устанавливается путем накопления сигналов за десять оборотов антенны, причем на каждом обороте добавляется 1/8 напряжения на выходе фильтра «нулевой» скорости.
Таким образом, для неподвижного объекта, расположенного в данном элементе разрешения, напряжение за десять оборотов ан- 234 тенны достигает уровня, установленного для помехи„тогда как ВС, имеющее радиальную скорость, близкую к нулевой, при движении по траектории, перпендикулярной к направлению на РЛС, будет находиться в данном элементе пространства сравнительно небольшое время и накопления сигнала в соответствующей ячейке памяти не произойдет. Это позволяет исключить или сильно ослабить подавление полезных сигналов движущихся целей в подобных ситуациях. На выходе схемы обнаружителя Формируется цифровой сигнал, код которою содержит координаты и скорость цели для тех элементов разрешения, где в данное время находится цель. Для формирования усредненных оценок на выходе обнаружителя предусмотрен процессор, интерполирующий получаемые данные по дальности, азимуту и скорости.
Оцениваются также амплитуды сигналов, что позволяет отделить сигналы, отраженные от ВС, от более слабых сигналов, вызванных отражениями от птиц или насекомых, при одинаковых значениях радиальных составляющих скорости их движения. Дальнейшая фильтрация данных осуществляется при вторичной обработке в компьютере, при которой вычисляются траектории движения целей в секторе обзора РЛС. Эти траектории воспроизводятся на экране дисплея или ИКО, позволяя оператору выделить те, которые соответствуют движению ВС.
С развитием цифровых технологий алгоритм и схемы обработки си~палов обнаружителей непрерывно совершенствуются, однако основные принципы их построения в основном сохраняются. Влияние собственной скорости перемещения РЛС на эффективность СДЦ. При расположении РЛС с системой СДЦ на движущемся носителе (корабль, самолет) задача выделения сигналов ДЦ на Фоне мешающих отражений сильно усложняется, так как отраженные сигналы объектов получат допплеровское смешение частоты за счет собственной скорости носителя РЛС п,.
При сканировании ДНА РЛС изменяется не только величина допплеровского смешения Г„вместе с изменением радиальной составляющей собственной скорости„но и ширина спектра допплеровских частот. Для упрощения рассмотрим расположение РЛС кругового обзора на движущемся корабле при обнаружении морских объектов, когда направление на неподвижный отражатель (точка О на рис. 6.13) определяется только азимутом. Если в рассматриваемый момент ось вращающейся ДНА составляет с вектором скорости у, угол а, а направление на объект (в пределах ширины ДНА ах) с ее осью угол Аи, то допплеровское смещение частоты 2и, Е' = — 'сох(а - Аа), Х и 235 РЛС Рис. 6Л3.
Схема для определения допплеровского смещения при враще- нии ДНА РЛС а ширина допплеровского спектра на уровне половинной мощно- сти 2е, гхоз = — 'а я1па. о 3 А И Как уже упоминалось, задача выделения сигнала ДП, в этой ситуации может быть решена при использовании в качестве опорных колебаний сигналов, отраженных неподвижными обьектами, т.е. системы СДЦ с внешней когерентностью. Такая система позволяет автоматически устранить влияние собственной скорости РЛС, но обладает низкой эффективностью из-за неустойчивости опорных колебаний. Поэтому предложен ряд методов компенсации влияния собственной скорости применительно к системам СДЦ с внутренней когерентностью, позволяющих получить достаточную эффективность функционирования таких систем при движении РЛС. Первый из таких методов разработан для самолетных обзорных РЛС и заключается в подстройке когерентного гетеродина системы СДЦ под усредненную частоту сигналов, отраженных на протяжении некоторого отрезка дальности неподвижными объектами или окружающими ДЦ облаками, морскими волнами.
Другой, более эффективный, метод компенсации влияния собственной скорости РЛС ((3РСА — Оьдр!асей Риале Сепгег Апсеппа) заключается в периодическом смещении фазового центра антенной системы при передаче и приеме си~нала. Рассмотрим этот метод на примере антенны с двумя смещенными ДН (как при равносигнальном методе пеленгования). При излучении зондирующих импульсов используется суммарная ДНА, т.е. импульсы излучаются одновременно обоими излучателями, а при приеме отраженных сигналов образуется сумма 236 или разность из суммарного и разностного сигналов по правилу У, +/И/„. Здесь/ означает сдвиг фазы разностного сигнала на я/2, а весовой коэффициент /г зависит от скорости носителя о„частоты повторения импульсов РЛС Е„и угла а между вектором скорости т, и осью вращающейся ДНА (см.
рис. 6.)3), при этом знак суммирования изменяется через период Т„. При череспериодном вычитании получаемых сигналов происходит компенсация допплеровского смещения собственной скорости, если весовые коэффициенты изменяются в соответствии с формулой 4Т„ /с = — "з)па, ~ А где дх — размер апертуры антенны. Таким образом теоретически можно скомпенсировать влияние собственной скорости РЛС на эффективность подавления мешающих отражений. На практике, однако, эффективность снижается за счет изменения амплитуды сигналов при сканировании, изза наличия боковых лепестков ДНА, изменения ширины допплеровского спектра отраженных сигналов при сканировании ДНА.
Применение ФАР позволяет снизить потери эффективности путем изменения формы ДН в зависимости от изменяющейся помеховой обстановки в процессе обзора. При этом создается пространственно-временной фильтр подавления нежелательных отражений. При наличии необходимого вычислительного ресурса бортовой ЭВМ и многоэлементной ФАР принципиально возможно создать адаптивную систему СДЦ, сохраняющую достаточно высокую эффективность и при движении РЛС.
Действие такого адаптивного пространственно-врсменнбго фильтра заключается в изменении положения нулей (провалов) ДНА ФАР в зависимости от величины допплеровского смещения принимаемых сигналов так, чтобы мешающие отражатели оказались на нулевых направлениях и сигналы, отраженные от них, были подавлены или существенно ослаблены.
При этом одновременно осуществляется изменение весовых коэффициентов а„„ трансверсальных фильтров (рис. 6. !4), которые включены на выходе каждого из Ф элементов (Э) ФАР. В процессе обзора РЛС происходит сравнение сигналов на выходах каждого из К фильтров с напряжением на выходе сумматок я ра !/х = ,'~ ,'~ а„~!/м для установки весовых коэффициентов филь- ~-~ л-~ тров ам, обеспечивающих максимальное отношение сигналов ДЦ к помехе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
