Кондратенков Г.С. Радиовидение (2005) (1151787), страница 59

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

Текст из файла (страница 59)

-' ' ' антенна использует для по- ' 2 ' . давления фона оба канала. Поэтому для измерения азимутального угла движущейся цели моноимпульсг)) ----с----,'-----.----!-.'-г--:-'4----.'.----;--- .:... ным методом необходимо рт иметь еще один канал со Ф а °, „„~ „. смещенной ДН.

цс Рис. 8.9. Характеристики Сдц Режим СДЦ с монос моноимпульсной антенной системой: импульсной антенной сис- 1 — бетон (сро — — -32 лБ); 2 — степь (ср, = -22 дБ). темой можно использовать 3 — луг (оо = — 1б лБ) совместно с режимом картографирования местности. С целью снижения вычислительных затрат обычно используется обработка сигнала методом гармонического анализа.

В этом случае алгоритм СДЦ имеет вид: г(1;) = ~и,(1;) -К(Ци,(1;)~, С) (Р;) О, ()). т',/2Ч ып 6„) где К(1)) — ~ ' — ~ ' " весовой коэффициент, формиОт (Р;) От (1).1:/2Уып9 ) рующий нуль ДН моноимпульсной антенны в направлении 1-го неподвижного объекта (фона): 13; = Х1;/12У ып О„) . Амплитуды сигналов фона суммарного и разностного каналов в 1-м доплеровском фильтре Тс )2 ))„))) = ) г,)~)Ь')азсср)-)гсрфс; -т,,)2 (8.21) (8.22) 3'36 т,,)2 )),.<)) = ) с,<~)С'р)с р)-)гс)р)рг, -т,)2 где Ь(2) — опорная функция, компенсирующая центральную частоту и квадратичную фазу траекторного сигнала. Алгоритм обработки траекторного сигнала в такой системе СДЦ состоит из согласованной доплеровской фильтрации (когерентное накопление траекторных сигналов в суммарном и разностном каналах, (8.22)) и пространственной режекции помехи (8.21), при которой формируется нуль диаграммы направленности приемной антенны на точку подстилающей поверхности, имеющей доплеровскую частоту, равную частоте полезного сигнала.

Режимы Рпботиы РСА зеылеобзора Структурная схема РСА, реализующей рассмотренный алгоритм СДЦ, представлена на рис. 8.10. Блок цифровой обработки (БЦО) производит обработку траекторного сигнала РСА способом гармонического анализа. На выходе БЦО суммарного (Х) и разностного (Л) каналов формируются векторы 1)г и 1)л комплексных отсчетов изображений, соответствующих амплитудам сигнала на выходе доплеровских фильтров (8.22). 1 1 Систеки обработки ,' Рис. 8.10. Структурная схема РСА, реализующая алгоритм СДЦ с моноимпульсной системой Для вычисления коэффициентов компенсации К(1;) необходимо априорное знание коэффициентов усиления ДН каналов моноимпульсной антенны в направлении, соответствующем 1-му неподвижному объ- М; екту р,- = ' . На практике точные знания о форме ДНА отсутст- 2ЧяпО„ вуют. В этом случае прибегают к адаптивному вычислению коэффициента компенсации на основе оценки отношения амплитуд сигналов фона в соответствующих доплеровских фильтрах и последующего усреднения его по каналам дальности: Х К~1;) = —',У'К„Д) = —,'У .'"~ '), и а (8.23) 317 где п — номер канала дальности.

Число И разрешаемых элементов дальности, по которым производится усреднение, выбирается так, чтобы сигналы движущихся целей не оказывали влияния на точность вычисления коэффициента компенсации. Так как мощность сигнала фона в элементе разрешения может превышать мощность сигнала цели, то выбирают М > 100. Возможно также исключение мощных сигналов целей. Исследования данного алгоритма СДЦ показывают его высокую эффективность.

При скорости полета носителя Ч=150 м~с, 20оЯ3~ 30, от- Глаеп 8 ношении мошности фона в элементе разрешения к мощности внутренних шумов приемника е1Ф, > 20 дБ и отношении мощности сигнала цели к мощности сигнала, фона е1, ф > 20 дБ возможно обнаружение целей, двигающихся с радиальными скоростями Ч„, > 1,5 м/с. Следует заметить, что так же, как и при методе остановленного фазового центра, наличие только двух каналов (суммарного и разностного) не позволяет однозначно измерять радиальную скорость и азимут движущейся цели. 8.2.5.

Селекция целей ио тангенциальной скорости Существующие методы СДЦ, которые оценивают только радиальную составляющую скорости объекта, позволяют выделить не более 60;4 движущихся наземных объектов военной техники. Введение режима СДЦ по тангенциальной скорости позволяет селектировать до 80...90Уо таких объектов. Основой режима СДЦ по тангенциальной скорости является формирование динамического фазового портрета объектов. Динамический фазовый портрет — это РЛИ, получаемое с высокой пространственной разрешающей способностью, интенсивность каждой точки которого пропорциональна разности фаз сигналов двух разнесенных во времени (а также в пространстве и времени) каналах РСА соответствующего разрешаемого участка поверхности. Динамический фазовый портрет чувствителен к изменению фазы функции отражения во времени. Это изменение может быть обусловлено движением отражающей поверхности либо изменением ее свойств.

Изменение фазы функции отражения приводит к изменению параметров траекторного сигнала объекта. Так как в данном случае нас интересуют объекты, движушиеся с малой скоростью, то можно считать, что за время синтезирования амплитуда отраженного сигнала постоянна ![$ м — е Цель и вся информация о движении /,' объекта (цели) заключена в зако/' не изменения фазы траекторного сигнала. , 'Е„ Рассмотрим вариант боковог(0 го обзора (9„= О). Точечная цель движется с постоянной тангенциальной скоростью, Чц~ = соп51, и радиальной скоростью Ч = 0 Х,= ЧТ, (рис.

8.11). Траекторный сигнал, отраженный от цели в элементе Рис. 8.11. Система кооРЛииат разрешения по дальности, описыпРи измеРении тангеициальной скоРости вае ся выражением цели 318 Режимы работы Рв.А землеобюра з„(1) = А„ехр()2гК))в) ехр()кг(г)+урв1, (8.24) Ч~г2 вида г)(г) =ехр )к ), траекторный сигнал на выходе фазового де- 2В.« тектора описывается выражением вида (2ЧЧ +Ч')г' з„(1) = А„ехр )(с + ур„ 2К„ (8.26) где вр„о — начальная фаза сигнала, определяемая расстоянием до цели К„ и свойствами функции отражения цели.

Учитывая тот факт, что скорость наземных целей много меньше скорости носителя (Ч„, «Ч), выражение (8.26) можно представить в виде .4л ЧЧ„, з„(г)=А„ехр ) — "' г'+(р„ в (8.27) Сигнал, принимаемый от фона местности в пределах элемента разрешения по дальности, представляет собой сумму сигналов от независимых элементарных отражателей фона со случайной амплитудой, распределенной по закону Рэлея, и фазой, распределенной равномерно на интервале от -к до гп л 5,)~)= ) в)в)в)в)е~р)-)вг)в~))вв, 319 где А„, врв — амплитуда и начальная фаза отраженного от цели сигнала; Х вЂ” длина волны РСА; à — несущая частота; к = 4к/Х вЂ” волновое число; г(г) — закон изменения расстояния «РСА — цель».

Закон изменения расстояния «РСА — цель» для случая бокового обзора можно представить в виде (Ч+ Ч„)'г' г(г) = К„+ ' (8.25) 2К„ где К„ — расстояние от РЛС до центра кадра синтезирования в момент времени 1= О. В случае необходимости формирования радиолокационного изображения с разрешениями лучшими, чем! м, необходимо учитывать не только квадратичные члены, но и коэффициенты разложения более высокого порядка (третьего, четвертого). Однако следует отметить, что при решении задач селекции движущихся целей такое высокое разрешение как правило не требуется.

После компенсации квадратичного фазового набега, обусловленного собственным движением РСА (умножения на опорную функцию Глава 8 где е(О) — комплексная функция отражения фона в элементе дальности; Π— азимутальная координата отражателя; б(6) — диаграмма направленности антенны, г(0,1) — расстояние от отражателя до фазового цен- Интервал корреляции траекторного сигнала цели определяется размером цели д„: 1 ХК„ О 2 д„ Таким образом, интервал корреляции траекторного сигнала, отраженного от местности, много меньше интервала корреляции траекторного сигнала, отраженного от сосредоточенной (точечной) цели (5, «5„).

При однородной местности в районе цели математические модели квадратурных составляющих сигнала фона можно представить в виде гауссовского белого шума: ~3ф,(1) = п,($); Сф,(~) = п,(~). (8.30) Такая же модель соответствует внутреннему шуму приемника РСА. Полагаем, что мощность шума много меньше мощности фона.

В этом случае траекторный сигнал на входе системы обработки представляет собой аддитивную смесь сигнала, отраженного от точечной цели, и белого гауссовского шума, обусловленного отражением сигнала от подстилающей поверхности: 4(1)=А„ехр ) к " ~ +~р„а +й, (г). Синтезированию апертуры соответствует когерентное накопление траекторного сигнала на интервале от — Т,/2 до Т,/2: т,р т,д ЧЪ'„, п=А„~ е~р ~ р„,+к — ~ в-:- ~ и Ив.

-т,д (8.31) Сигнальная часть т~ равна: 320 тра антенны. В качестве модели функции отражения местности обычно используют пространственный комплексный неоднородный некоррелированный шум. В этом случае интервал пространственной корреляции траекторного сигнала местности равен половине размера апертуры антенны д,: 1 Ьф --д,. (8.28) Режимы рабояы РСА землеобзора чч, 3=А„ / е р 1 ~р„.~к "'1~)~о=р(е~. -т,р о (8.32) Чог = аг8[)г) = 9,о+ — агст8(РТ„); (8.34) 2 т где х = [ц„т121 — вектор наблюдения, включающий в себя сигналы, сфор1т...

т мированные первой и второй апертурами; Л = ~),, 3~ ~; и = [й,, б21 . Двухмерное распределение плотности вероятности процесса х описывается четырехмерным распределением его квадратурных составляющих. Для гауссовского случайного процесса эта плотность вероятности описывается выражением р(т') = ехр — — (Ъ'-гв)К '(Ъ' — т), 4я /даК ( 2 где У = [Уы, У~„У~„У2Д~ — вектор сигнала на входе двухканальной системы обработки системы обработки; К вЂ” корреляционная матрица квад- 321 Анализ выражения (8.32) показывает, что однозначное определе- ние тангенциальной скорости цели по фазовой характеристике выход- ного сигнала невозможно, так как фаза выходного сигнала ~р„зависит не только от параметров движения цели, но и от начальной фазы цели.

Характеристики

Список файлов книги