Радиоэлектронные системы Основы построения и теория. Справочник . Под ред. Я.Д. Ширмана (2007) (1151789), страница 136
Текст из файла (страница 136)
19.3.2. Ислользоеание обобзценноао гетеродинироеания В соответствии с комплексным представлением ожидаемого сигнала Х(г)е~ Яе~ =Х1(г)е~ 'У Х2(г)е» '~". (196) предусматривается: ° обобщенное гетеродинирование с введением модулнрующего множителя Х1(г) в гетеродннное напряжение; ° корреляционная обработка на промежуточной частоте Я для сигнала Хз(1), которую можно заменить фильтровой обработкой, согласованной с колебанием Хз(г)ез '~в~ =1Х(!)!Х1(г))е~ "1'о й)в.
(19.7) Обработка, определяемая (19.7), показана на схеме (рис. 19.8). Предусмотрена преселекция, без которой отсутствовала бы защита от помех по зеркальному каналу приема. При снятой модуляции гетеродина Х,(г) = сопз1 обобщенное гетеродннирование переходит в обычное. Сигнал Х(г) фильтруется после переноса закона его модуляции на промежуточную частоту. Фильтр провкжвточкоя частоты ввЯ = к 0 — в) Рис. 19.8 19.3.3. Обобщенное гетеродинироеание с полной фазочастотной демодуляцией Если закон модуляции обобщенного гетеродина Х1(г) повторяет закон модуляции ожидаемого сигнала К1(1) = Х(1), демодулированный сигнал накапливается в узкополосном фильтре-интеграторе с импульсной характеристикой в виде немодулированного колебания. Демодуляция периодического ЛЧМ сигнала при частотно-независимой антенне.
Пусть мгновенная частота зондирующего сигнала изменяется по закону: Я) =авива-ь(йТ)Ц при 0 < гь 7; Яг-р 7) =Яр). (19.8) Закон изменения мгновенной частоты отраженного от цели сигнала (рис. 19.9,а) при запаздывании й имеет вид .7с (г в)=Мг гв). Если гв«Т, в качестве гетеродинного можно взять само зондирующее колебание.
Разностная частота колебаний — частоты датьности - на выходе смесителя (рис. 19.9,б) на большей части периода Тсоставляет 7 (г) 7 (1 - гв ) = — и = / (19 9) 2св) сТ Для выделения колебаний с частотами дальности (рис. 19.9) ранее предусматривался аналоговый спектроанализатор в виде набора фильтров с детекторами при полосах пропускания фильтров, обратных длительностям когерентно обрабатываемых сигналов. В настоящее время предпочитают цифровой спектральный анализ (см. разд. 13.6 и 19.6) для формирования отметок целей (и даже их дальностных портретов).
= /(онз) Лиа уаи ЙВМ~ Рнс. 19.9 Демодуляция периодического ЛЧМ сигнала при частотно-зависимой антенне. В этом случае обеспечивается частотное сканирование (разд. 7.3.5). Принимаемые от целей ЛЧМ колебания оказываются импульсными, что учитывается при подборе полос пропускания фильтров дальности.
Моменты прихода ЛЧМ импульсов соответствуют угловым координатам целей. Случай полной фазовой демодуляции фазоманнпулированиого сигнала. Обсуждается в связи с дискриминаторами измерительных устройств (см. разд. 21.4.6). 19.3.4. Обобщенное гетеродинироеание с частичной фазочастотной демодуляцией Рассматривается на примере ЛЧМ сигнала с большой частотной девиацией, обеспечивающего высокое разрешение элементов цели.
Имеется в виду неполное снятие частотной модуляции, остаточная модуляция снимается в процессе фильтровой обработке. Разрешение проводится в стробе дальности, выставляемом, например, по результатам узкополосной локации. В качестве обобщенного гетеродина используют генератор ЛЧМ колебаний: ° с длительностью, превышающей сумму длительностей сигнала н наблюдаемого строба; ° с производной в11; йй частоты)о близкой к производной в(1)с(г частоты 7 сигнала. Девиация частоты А)сигнала после гетеродинирования снижается до величины Ауиривб.
(рис. ! 9,10,а,б). АГир / = О си г а) б) Рис. 19.10 Несмотря на сужение полосы частот, разрешение по дальности не ухудшается. Растяжение сжатых импульсов из-за сужения полосы частот сопровождается общим растяжением масштаба времени Ьг= (вв(1а1;р) Ат. Уменьшение же частотной девиации упрощает фильтр сжатия и последующий тракт обработки (1.30, 2.84]. Это явление можно использовать при получении дальностных портретов целей. 19.3.б. Обобщенное гетеродинироеание с дополнительной частотной модуляцией Представляет интерес прн спектральном анализе колебаний источников излучений в пассивной локации- радиотехнической разведке и других применениях.
Амплитудные спектральный и спектрально- временной анализаторы с фильтрами сжатия. Такие анализаторы оптимизируют прием сигналов с неизвестной несущей частотой (рис. 19.11), позволяя наблюдать амплитудно-частотные спектры с высоким разрешением. Высокая скорость обработки дает возможность отслеживать динамику изменения текущего спектра, осуществляя двумерный спектрально-временной анализ. Пусть гармоническая составляющая анализируемого сигнала за время Т описывается выражением (7,(г)е'~'~~ =е'~"ме'~ А' = е' в . Поисковый по часто- те, обобщенный гетеродин вырабатывает ЛЧМ колебания — ы' с комплексной амплитудой И„(г) еу ~" = е 1 ез ~', где Ь =ядрТ (18.20). Прогетеродинированный сигнал на несущей частоте Тик = Я~> — Тт имеет комплексную ампли- ТУЛУ Ич(!) = еу с частотой — 1+ р.
Частоты Та у(ы'+2 ьт) Ь п и,Уа лвух гармонических составшпоших до и после преобразования частоты показаны на рис. 19.11. Наряду с преселектором и смесителем на том же рисунке показан фильтр сжатия, согласованный с гетеродииным ЛЧМ колебанием. Расстановка сжатых импульсов УЬ=УВ(т) во времени воспроизводит расстановку колебаний на различных частотах Р. Временной маспттаб пересчитывается в частотный масштаб с коэффициентом 6~/ Т. У ар О Рис. 19.11 Фильтры сжатия с произведениями ТАТ порядка нескольких сотен и с длительностями Т импульсной характеристики в 1 мкс и менее обеспечивают практически беспоисковое обнаружение сигнала: ° в полосе порядка сотни или сотен МГц со временем когерентного накопления около Т (если Т меньше длительности сигнала); ° с мерой разрешающей способности по частоте около ИТ вЂ” один или несколько МГц.
Для протяженных сигналов и больших Т разрешение по частоте можно довести до единиц и долей кГц [1.30, 2.84). Амплитудный спектроанализатор с полосовым фильтром. Содержит поисковый гетеродин с медленным поиском по частоте и обычный паласовой (не дисперсионный) фильтр. Разрешающая способность по частоте определяется оптимальной полосой пропускания фильтра около,~26~(Т, что хуже теоретического предела ИТ примерно в,~2Т6~ раз. Ниже и чувствительность приема на фоне шума.
Пока такие спектроаналнзаторы еще продолжают применяться в измерительной технике и радиотехнической разведке из-за их простоты и большого динамического диапазона. Амплитудно-фазовый спектроанализатор с фильтром сжатия. От аналогичного амплитудного отличается дополнительного гетеродинирования после фильтрации, обеспечивающего перенос сжатых импульсов на постоянную частоту (рис.
19. 12), Рве. 19.12 Вводя квадратурные каналы, наряду амплитудно- частотным, при этом можно анализировать фазочастотный спектр. Алгоритм обработки поясняется путем преобразования интеграла Фурье: я „( Т) = ) у(г) е "чв ац = т ь~ (,) -~ь! ~„~ьо-в>,~, -тье т в=утlф' где Ь = хбрТ. Тогда фурье-преобразование сводится к ° гетеродинированию анализируемой функции у(т) ЛЧМ напряжением (см. в квадратных скобках); ° фильтрации прогетеродинированного напряжения в функции от 0 в согласованном с ЛЧМ напряжением фильтре (см. интеграл по 1); ° ЛЧМ гетеродинированию во времени 0 отфильтрованного сигнала (см.
конечную операцию). Фильтр, согласуемый с произвольной наперед заданной модуляцией сигнала. Основан на выражении выходного напряжения линейного фильтра (16.41) после перехода в частотную область. Последнее осуществляется амплитудно-фазовым спектроанализатором СА1 (рис. 19.13), аналогичным спектроаналнзатору рис. 19.12. Синхронно с работой спектроаналнзатора СА| на смеснтель подается гетеродинное напряжение, соответствующее частотной характеристике К(т), требуемой для согласования с заданным сигналом.
Преобразованное напряжение подается на спектроанализатор САь переводящий результат фильтрации во временную область. Схему рис. 19.13 можно использовать и при цифровой фильтрации. Ряс. 1943 19.4. Аналоговая обработка сигналов на фоне коррелированных (пассивных) помех при простейших методах адаптации Пассивные маскирующие помехи (см.
разя. 13.3.4) являются примерами коррелированных помех. Селекторы сигналов, отраженных от целей на фоне пассивных помех, называют селекторами движунцихся целей (СДЦ). Они основываются на различиях радиальных скоростей двилсения полезных и мешающих отражателей. В настоящем разделе ограничимся устройствами СДЦ, основанными на межпериодной обработке при простейших методах адаптации. Принципы межобзорной обработки изображений рассматриваются в разд. 23.! 1.
Адаптация более полно рассматривается в раэд. 25. К синтезу обработки (синтезу СДЦ) возможны несколько подходов, уже развитых в разд. 13 и 17: ° решение дискретизированных нестационарных задач скороотной селекции в гауссовском приближении; ° решение отдельных задач с учетом элементов негауссовости; ° анализ обнаружения сигнала на фоне стационарного гауссовского небелого (коррелированного) шума. [0.3, 1.15, 1.57, 2.12, 2.18, 2.20, 2.22, 2.29, 2.44, 2.52). 297 19.4.1.
Синтез обработки для дискретизироеенных нестеционерных решений Оправдан в РЛС с ФАР, прекращающих обзор пространства во время локационного контакта с целью, повышая тем самым межпериодную корреляцию и качество компенсации пассивной помехи. Основывается на соотношениях разд.17.4 и 17.9, отличающихся представлениями корреляционных матриц сигнала Ф, В случае нефлюктуирующих сигналов применима достаточная статистика вида (! 7.35): У К", где В=Ф Х, (19.10) приводящая к схеиаи череснериодного вычитания. Так, задаваясь сильно-коррелированной гауссовской помехой с квадратичной параболической вершиной корреляционной функции и элементами корреляционной матрицы помехи Фл = 1 — а(1 — 1), где 0 < а «1, для 2 двухэлементных выборок момсно прийти к схеме однократного„ а для трехэлементных — двукратного череспериодного вычитания (разя.
17.9.2). Негауссовость взаимосвязи отсчетов помехи (разд. 17.!0) приводит к нелинейной обработке результатов вычитания отсчетов до последующего их накопления. При оптимальной обработке дискретных выборок сигнала для этой модели помехи возможны «краевые эффектьш, за счет чего обработка неодинакова в центре и на краях помеховой пачки. Ограничиваясь моделью помехи в виде вырезки стационарного небелого шума (разд. ! 9.4.2), этим эффектом пренебрегают. 19.4.2. Синтез обработки нг основе модели стационарного небелого шума Пассивную помеху наземной РЛС в виде отражений пачки радиоимпульсов от местных предметов (участков земной поверхности, деревьев и зданий), сводят к небе- лому шуму со спектральной плотностью У(7).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
