Радиоэлектронные системы Основы построения и теория. Справочник . Под ред. Я.Д. Ширмана (2007) (1151789), страница 130
Текст из файла (страница 130)
Ниже рассмотрены общие особенности неадаптивного разрешения-обнаружения, связанные с функциями рассогласования. 18.10. Согласованное разрешение Наличие мешающих сигналов, ие учитываемое при синтезе обработки, не сказывается на прохождении полезного сигнала через ее линейный тракт. Мешающие сигналы проходят через линейный тракт как нестационарные помехи с учетом имеющего место рассогласования. Если они описываются комплексными амплитудами Ь,А(Е а,) езн' (! = 1, 2, ..., н), где Ь, — случайные релеевские амплитудные множители (Ьг = !), !3, — равновероятные начальные фазы, то отношения их среднеквадратичных напряжений к дисперсии стационарного шума составляет (Йр(а,,а,).
г Здесь Н, = д,!2, где д, — параметр обнаружения ~'-го мешающего сигнала. 2 Снижение параметра обнаружения д, за счет наложения мешающих сигналов составит д /дс =1! 1з ,'ГН~р (ас,а,) . (18.38) ~=! Сигнал разрешается, если сниженный параметр обг 2 наружения д превышает пороговое значение 99 !Ег, Р1, выбранное для принятых показателей качества обнаружения Ег, Г, т.е. если 2 2 д >д,,в,р!. Меру разрешающей способности согласованного разрешения двух сигналов (н = 1) с одинаковыми и достаточно большими их энеРгиЯми (Ос = 9! = 2Н!» 1) 2 2 можно уточнить по увеличению пороговой энергии в некоторое число раз.
Практически, меры разрешающей способности определяют условно как ширину лепестков тела рассогласования на уровне, близком к 0,5: р(а„а ) < 0,5. (18.39) Меры разрешающей способности по различным параметрам когерентных сигналов. Характеризуют возможности согласованного разрешения по времени запаздывания, частоте, угловым координатам. По времени запаздывания (дальности) мера разрешающей способности определяется величиной, обратной ширине слвюлра часспот сигнала. По частоте (радиальной скорости) мера разрешающей способности определяется величиной, обратной общей длительности сигнала.
Мера угловой разрешающей способности в радианах определяется обратной величиной числа длин волн, содержащихся в проекции размера антенны на плоскость, перпендикулярную направлению прихода сигнала. Угловое разрешение улучшается за счет использования антенны на прием и передачу примерно в сГ2 раз. Наряду с истинной апертурой антенны когерентная обработка обеспечивает синтез ее апертуры (разд. 7.4, 18.12-18.13) [2.12, 2.20, 2.29, 2.30, 2.56, 2.60, 2.65, 2.205, 6.14, 6.104, 6.108 — 6.111, 6.113).
18.11. Прямой синтез апертуры Относительное взаимное перемещение РЛС с синтезом апертуры (РСА) и разрешаемых по углу объектов существенно повышает угловое разрешение. РСА обеспечивают анализ природных ресурсов и защиту экономических и военных интересов государств. Роль истинного раскрыва (апертуры) антенны РСА в условиях когерентной обработки приобретает синтезированный раскрыв, формируемый относительным перемещением реальной антенны за время когерентного накопления (разд.
7.4). Синтез называют прямым, когда РСА расположена на борту летательного аппарата (самолета, спутника и т.д.), закономерности движения которого известны по совокупности навигационных и локационных данных. Синтез называют инверсным или обратным, когда РСА наблюдает за перемещающимися объектами, закономерности движения которых устанавливаются только по располагаемой локационной информации 12.12, 2.20, 2.29, 2.30, 2.56, 2.60, 2.65, 6.104]. Общие соотношения прямого синтеза. Приводятся здесь для РСА обзора поверхности с летательных аппаратов с импульсным зондированием и частотой, достаточно высокой для неискаженного воспроизведения спектра доплеровских частот. Истинная характеристика направленности антенны (рис. 18.21) отклонена в ла общем случае на угол ао асс + — ао от линии пути.
Обзор при ао = 90' аО— сс 2 называют боковым, об- с зор при 0 < ао < 90'— г,,кг пврвднвбоковыми, л ...' д Пусть длина истинного раскрыва антенны Рнс. 18.21 вдоль линии пути равна с/. С учетом работы антенны на передачу и прием характеристике направленности, формируемой истинной апертурой с одноканальным выходом, можно приписать эквивалентную ширину в радианах Ьа = 1. о / с/сГ2 ~ зша о 1. (18.40) От каждого элемента А земной поверхности принимается пачка отраженных радиоимпульсов. Максимальная ее длительность Тасач при иеследяшем приеме зависит от величины Ьа «1 и дальности элемента гс до линии пути летательного аппарата. С учетом (18.40) Ьа) ( Аа) 2) ( 2) =(госозес ао)Ап/ч= гоХо/ц2 чН~з(пас ) . 2 Г 3 (18.41) За время наблюдения / / / «го )соаес ао! / ч радиальное расстояние до элемента г изменяется по закону, определяемому первыми тремя членами ряда Тейлора: г=1го +(гос18ао — ч') 2 2 22.
З агосозесао-шсозао+(ч / з(п ао)/2го. Отсюда находится относительная радиальная скорость ч„= с/г/с/г и доплеровская частота элемента поверхности 2ч, 2ч (2ч р = — ' = — соаао+ — чйп ао /. Х 1,год Изменение частоты гд по линейному закону за время наблюдения Т < Тасач соответствует квадратичному изменению фазы и приводит к частотной модуляции принимаемого сигнала с девиацией частоты: Ь(= 2ч Т!з(пас! /го)с..
(18.42) 18.11 1. Фокусируемая синтезированная апертура Соответствует согласованной обработке сигналов с частотными девиациями (18.42) в пределах колец дальности различной ширины Ь го Ь/2<го <го+Ь/2. Мера согласованной временной разрешающей способности при частотной девиации ф'составляет 1/ф: Мера линейной разрвисающвй способности вдоль линии пути (рис. 18.21) равна бгв..д =ч(1/М), где ч — скорость цели. С учетом (18.42) выражение (18.42а) сводится к произведению модулей трех дробей са 1 (18 43) Модуль первой дроби (18.43) соответствует мере угловой разрешающей способности синтезированного раскрыва чТ» с/, образованного перемещением антенны за время наблюдения Т < Тас,„.
Коэффициент 2 в знаменателе (а не эГ2, как в (18.40)) связан с учетом разностей фаз и при приеме, и передаче. Модуль второй дроби соответствует длине наклонной дальности элемента А. Модуль третей дроби пересчитывает меру линейного разрешения поперек линии визирования в меру разрешения вдоль линии пути РСА. Подставляя Т = Типх в (18.43), находим потенциальную меру разрешающей способности вдоль линии пути (18.44) 283 Повышение разрешающей способности РСА. Является важной тенденцией развития РСА в различных диапазонах волн. Разрешающая способность по дальности повышается за счет ширакополосности сигналов. Угловая разрешающая способность повышается за счет увеличения отношения размера синтезируемой апертуры к длине волны ).. Пример участка изображения здания рейхстага на панораме Берлина при полосе частот 1,8 ГГц в диапазоне К„, что укоротило 2., приводился на рис.
2.34. Тенденция многодиапазонности. Поясняется изображениями земной поверхности на волнах Х = 2,5 м (рис. 18.23,а) и 2 = 4 см (рис. ! 8.22,6) [2. 115]. а) 6) Рнс. 18.23 Несмотря на большие возможности разрешения в сантиметровом и миллиметровом диапазонах, в метровом диапазоне наблюдается меньшая маскировка наземных целей посевами и листвой. На этой основе разработана российская четырехдиапазонная РСА «ИМАРК-1» [5.114]. Многоканальная РСА ЯК-С/Х- БАК космического челнока Б)оп111е (США, 1994) [5.119].
Работает в диапазонах частот 1., С, Х на волнах 2=23,5 см„5,8 см и 3,! см при четырех комбинациях горизонтальной и вертикальной поляризаций на передачу и прием ГГ, ГВ, ВГ, ВВ. Расчетная высота картографирования 225 км. Разрешение 30 м «30 м. Масса аппаратуры 11 т, энергопотребление 3...9 кВт. Трехмерные изображения наблюдаемой поверхности. Получают путем мнагаканаоьнага интерферо.четрическаго приема. Фазовые центры А, каналов антенны 1= 0,1,2,... обычно размещают нормально (либо вдоль) наблюдаемой поверхности и траектории носителя РСА. Рис.
18.24 соответствует вормаль- А, Ы! ному размещению антенных каналов при к.. ак, Ао «плоской» модели Ло морской поверхности и грубой дискретной модели отражателей Ь Суша Мо о суши. Вычитая выраже- Рнс. 18.24 ния теоремы Пифагора (А В)2 (А С)2+(ВС)2 и (Аоб)2=(АоС)2+(ВС)2 для прямоугольных треугольников А,ВС и АоВС, после подстановки значений их сторон можно прийти к выражению (Коч-АК,) -К0 =(Но'-АН,-Ь) -(Н0-)2), 2 2 2 определяющему квадратичную связь искомого значения Ь с непосредственно оцениваемым значением АВ, . В случае ]оН,)«Н0 и ]оК,)«К0 квадратичная связь вырождается в линейную.
Из выражения АК, иЬН, (Но-Ь)/Ко следует, что ]о К) <]ЬН,!. В отсутствие (или после) устранения неоднозначности (разд. 9) можно использовать фазовый метод локациовных измерения 2Ь К, = Х Ь~р,! 2п. Тогда при использовании только одной базы Ао А, с номером ! находится линеаризованная оценка: =ИО-[,) Во~~~г При наличии нескольких баз А, А„)= 1,2„.. оценки можно усреднять с весами, пропорциональными квадратам размеров баз (см, разд, 20-21). Число используемых баз в настоящее время составляет 4... 5 [2. ! 58]. Одвако это полностью не снимает грубости представления суши дискретными отражателями. Эмблемой научных конференций 2004-2005 г.г. по проблеме исследования земной поверхности с использованием РСА явилось приводимое на рис. !8.25 трехмерное изображение рельефа местности в виде кратера.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
