Радиоэлектронные системы Основы построения и теория. Справочник . Под ред. Я.Д. Ширмана (2007) (1151789), страница 131
Текст из файла (страница 131)
Широко используется представление рельефа линиями уровня с закраской промежутков :,'-",я, между ними разными цветами.: "„2,,';ш:;о'.!у '.,'«82 Трехмерные изображения чаще, . ";, .,",.„.о' за,',г всего дополняют использованием поляриметрии. Рис. 18.25 18.12. Инверсный и комбинированный синтез апертуры 18.12.1. Инверсный (обратный) синтез апертуры Проводится в наземных, надводных, подводных локаторах лля получения изображений движущихся целей на не очень больших расстояниях. Является предметом многочисленных исследований [2.56. 2.61, 2.72, 2.1! 1, 6.108-6.110, 6.! 12).
Траектория центра масс цели, угловые перемещения ее относительно центра масс определяются, в отличие от прямого синтеза, только по локационным данным, что осложняет обработку. Облегчающими инверсный синтез факторами являются: ° сужение области наблюдения до размеров, определяемых габаритами цели; ° повышение дальностного разрешения.
Модель отраженного сигнала. В пренебрежении движением цели вне плоскости «РЛС вЂ” цель» и выходом отражателей цели из своих «ячеек дальности», сигнал аппроксимируется моделью [6.108, 2.! 35) Г 4яГ Х(г) = 2 Аяехр ] — с — [г(!)асс»]п0(!)+ г)осоз0(г)) Г. л (18.47 а) Здесь М вЂ” число точечных отражателей цели; Ао — амплитуды отраженных от них сигналов; ~я, с)я — про- дольные и поперечные координаты точечных отражате- 285 дгпль = (Ло!чТ ып ао)го.
тать известными; Ед = 2йг 1)о. с зй +Ч2ай2 = ("2 Е! ) 2 Л 8 2 откуда 286 лей относительно выбранного начала координат; О(г) и г(г) — законы углового и радиального движения цели относительно линии визирования за малое время наблюдения, причем 2, 1 з О(г)=йтг+ — айгг +..., г(г)=го+ч Т+ — а г +... 2 г г (18.476) В свою очередь: й~ и айг — суммарные угловая скорость и угловое ускорение вращения цели относительно линии визирования за счет ее поступательного движения и маневра; ч, и а, — радиальные скорость и ускорение цели. Входящие в (18.47) тригонометрические функции за малое время наблюдения описываются первыми членами рядов Тейлора: созО(г) =1- — О'(г)..., з!пО(г)=О(г)+....
(18.47в) 2 Синтез с использованием одного опорного элемента. Рассчитан на неианеврирующую цель ( йт = й, сзй~ — — О), движущуюся поступательно и равномерно ( гз, = О ) в направлении, отличающемся от радиального. При широкополосном зондировании часто удается выделить нефлюктуирующий элемент отраженного сигнага, соответствующий одиночному доминирующему отражателю цели.
Фазу выделенного (опорного) элемента сигнала вычитают в каждом периоде следования из фаз остальных элементов сигнала (аналогично обеспечению внешней когереитности пассивной помехи, разд. 19.4.6). Из доплеровскнх частот отражателей вычитается тогда доплеровская частота доминирующего элемента: они заменяются на их разностные доплеровские частоты, определяющие кажущийся поворот цели относительно линии визирования опорного элемента. Это устраняет влияние осложняющих обработку факторов: ° квадратичного изменения фазы в процессе изменения дальности при нерадиальном движении цели; ° возможной неравномерности этого движения; ° возможной некогерентности зондирующего сигнала от импульса к импульсу.
За малое время наблюдения скорость вращения постоянна г!аЫг = й. Тогда радиальная скорость точечного отражателя, находящегося на расстоянии г от плоскости, проходящей через ось вращения и линию визирования, составит ч, = йг. Доплеровская частота отраженного сигнала составляет Определение поперечных расстояний г сводится прн этом к спектральному анализу пачек отраженных сигналов для разрешаемых дальностных сигналов. Мера разрешающей способности по частоте 1!Т при длительности пачки Т определяет меру линейной разрешающей способности г!гиль в плоскости, перпендикулярной линии визирования (плв), т.е.
УТ= 2йдгнль!Ло, гзгпль = Ло! 2йТ= Ло! 2(ба)о. Здесь (да)о = йТ кк 1 — угол поворота цели в радианах за время наблюдения Т. Пусть поворот цели относительно линии визирования происходит в процессе ее регулярного прямолинейного движения со скоростью ч в направлении, составляющем угол ао с линией визирования. Тогда (г!а)о = чТ гбп ао!г. Следовательно, Первый сомножнтель приведенного выражения характеризует ширину характеристики направленности в радианах для раскрыва чТ з1п ао, синтезированного в процессе движения цели относительно локатора, эквивалентного движению локатора относительно цели. С увеличением дальности г линейная разрешающая способность ухудшается. Для ее повышения приходится увеличивать время накопления Т.
При этом возрастает роль не принятых во внимание нерегулярных составляющих движения цели. (2.57, 2.61. 2.72, 2,85, 2.96). Синтез обработки с использованием нескольких опорных элементов. Основан иа учете зависимостей (18.47а),(18.47 б), (18.47 в), согласно которым 4я Х(г) = 2,"А„ехР(-) — !г «-(ч, «.г)л йх)г л=! (18.47г) «- — (а, -Члйх+г1лапх)г )). 1 2 2 Производные фазы (18.47 г), деленные на 2я, соответствуют доплеровским частотам отражающих элементов Еь = — !чг «- г)нйх <-(аг - ~нйх + гь агзт )г). 2 2 Слагаемые последнего выражения, не зависящие от времени, учитывались„по существу, при фазированин от одного опорного элемента в отсутствие маневра цели.
Переходя к случаю маневрирующей цели, вводят производные доплеровских частот по времени аг 2 з Е = — Еь = — (а, -4йх +г1лаг~.- ). дг Л Существенно, что ° доминирующий опорный элемент к=! можно принять за начало координат, полагая г,! = г)! = О; ° при широкополосном зондировании продольные координаты ~й остальных элементов цели можно счи- ° каждая из поперечных координат г)2 З известна с точностью до масштаба, определяемого угловой скоростью йт, т.е. известно отношение г)З/г)2. Поэтому, используя трн опорных элемента к — '-':1,2,3, можно составить и решить систему линейных относительно переменных й и П а уравнений вида 2 г аг -4З~т+(ПЗ! Чз)г12 ГЗ2 = — (ЕЗ-Е1).
2 =Л Выявление доминирующих отражателей цели и оценнвание производных нх доплеровских частот. В процессе слежения за элементами цели по дальностям и доплеровским частотам;:, ч интервалы наблюдения делятся по элементам разрешения [6.108). Выходные амплитуды а) корреляционно-фильтровых следящих измерителей ран- , В.,ш,... ки я '~в" жируются, что позволяет Ф выделить доминирующие элементы. Производные до- .;Вч".[Р 88 Е88 плеровских частот опреде- ;я;, Ф ш:.:.- ляются в процессе слежения ч!)8» ,Хм за выделенными элементами (рис. 18.26,а, по оси абсцисс б) отложены доплеровские частоты, по оси ординат — текущее время, менее сотни секунд). После оценивания производных доплеровских частот согласно описанному алгоритму строится изображение цели (рис. 18.26,6), здесь самолета Во1п8-727.
Синтез на основе преобразования Внгнера — Вилле и его разновидностей. Рассчитан на упрощение обработки при достаточно полном учете мешающих факторов [6.109). За длительное время наблюдения запоминаются отраженные сигналы для всех разрешаемых элементов дальности. На каждом интервале дальности вычисляются прот изведения 1'(«+ — )1' («- — ) текущего и комплексно- 2 2 Рис. 18.26 по данным [2.135) сопряженного предыдущего отсчетов дальностного портрета. Результат подвергается фурье-преобразованию по переменной «, т.е.
оценке текущих доплеровских спектров мощности вида (13.7 б) для различных временных запаздываний в пределах отраженного от цели сигнала. В развитие описанной методики разработан [6.109) ряд эвристических приемов дальнейшего улучшения воспроизведения спектра мощности доплеровских частот. Так, аномально большие пики спектров в окрестностях нулевых разностных доплеровских частот устраняют с помощью узкополосной фильтрации. Известным недостатком всех этих приемов является повышение порогового сигнала и снижение разрешения ниже потенциального предела вследствие перемножения зашумленных и не отфильтрованных напряжений. Оценка йт определяет поперечный масштаб изображения цели.
Значение координаты «)2 совместно с оценкой агзт позволяет устранить размытость изображения цели. Если отказ от учета углового ускорения а!1т не ведет к повышению размытости изображения, можно ограничиться использованием двух опорных элементов вместо трех. Суммарная скорость вращения цели составляет Й =Де, -хД 18.12.2. Комбинированный синтез апертуры Обеспечивается при взаичном перечещении и локатора, и цели, причем каждгвй из них совершает свое движение. 18.13. Оптимальное разрешение-обнаружение (без привлечения вторичной обработки сигналов) Рассматриваются задачи оптимизации обнаружения на фоне мешающих сигналов, относящиеся к задачам разрешения с рассогласованием обработки полезных сигналов для подавления мешающих [19, ! .
10, ! .30). Первая задача (разд. !8.3.!) сводится к обнаружению-разрешению единственного сигнала, когерентного по времени и пространству. Обнаружение названо кваэиполпы.ч, поскольку обнаруживается всего один полезный сигнал, хотя процедуру можно распространить и на другие сигналы, поочередно считая их полезными. Вторая задача (разд.
18.3.2) реализует указанный переход от квазиполного к полному разрешению на примере сигналов, когерентных по пространству, но некогерентных по времени. Корреляционные матрицы помехи в первом случае и сигнала плюс помехи во втором считаются известными. Оценнвание неизвестных матриц отнесено в разд.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
