Трухачев А.А. Радиолокационные сигналы и их применения (2005) (1151792), страница 22
Текст из файла (страница 22)
5.8,а равно 2Д вЂ” 1. '...'«1«-':;':!',:хисло линеек в каждом из боковых лепестков огибающей на этом же )»; —;,.'Рйсунке равно Д вЂ” 1. ~ '~~"-'!':::" Теперь представим себе, что набор каналов обнаружения пере- '.„"~;:,;:: фывает диапазон доплеровских частот от 0 до г„. Увеличивать дна„,,:,:',:;::;,'~,":::,~он перекрываемых частот нет необходимости, так как сигналы с ;„"~„":-;.;.'Доплеровскнми частотами, находящимися вне этого диапазона, будут '-:~ь'.;::::;"Обнаруживаться имеющимся набором каналов. Так, например, если " '4Жплеровская частота сигнала лежит в диапазоне от Г„до 2Г„то отММсительно одного из имеющихся каналов обнаружения си~ пал расдтроен по частоте на величину Г„.
На рис,5.7,6 или рис. 5.8 ющпо 121 10 18 ~С(0, й)г 0 —,'-к — г „ -30 1018,'С(ц й)~~ --а', рс — Гс — 10 — 1~Т 0 1,'Т Р макс ~п б'макс Гп 2я смака 10 18 С'(т, й) 'Гщ~. рр — 30 -1б Т что при такой расстройке сигнал ослабляется незначительно. Однако, как видно на рис. 5.8, если доплеровская частота сигнала в несколько раз превышает частоту повторения Гар то сигнальная составляющая будет ослаблена существенно, Соответствующие энергетические потери назовем потерями из-за частотной неоднозначности. Коэффициент потерь обозначим через б) г Приведенная ниже оценка коэффициента потерь а)т выполнена в предположении, что расстройка по задержке отсутствует (с = О). — 2рТ вЂ” 1!Т 0 17Т 2/Т 2л Рис.
5,8. Взаимно корреляционная функция КН сигнала: а) при а =0; 6) при т = 712;а) при усреднении лот -::,,".;,„,Если доплеровская частота сигнала лежит в диапазоне от Р; до (2) ы то относительно одного из каналов обнаружения сигнал расстроЕан 'по круговой частоте на величину й = 2кГ,. Коэффициент потерь азввен з) = ~С(0, 2кг,)~'. Этот же коэффициент потерь соответствует и Реигналам с доплеРовскими частотами в диапазоне от — Тсс до О.
Анало'гично можно найти коэффициент потерь для других диапазонов доп.двровских частот сигнала. 'к1ьхз(,.';:::-:, ' Пример с результатами оценок представлен в табл.5.1. Эти ре..„.-рк.'-"'::;!:-':зультаты не зависят от числа обрабатываемых импульсов. Они спра- ~,';,~'-',!:;:., веддивы и в том случае., если производится обработка сигнала с весо=".~~-:. ~::::;выми функциями Тейлора или Дольфа-Чебышева Таблица 5.1. кбВрф р — б юб брбрб~ р а "" " ' с От Г„ло як и от — Ра ло О 1 -0 2Г„до ЗР; и от -2г"„до — Г„, — 2 ЗГ„до 4г"„и от -Зг „до — 2г„ 4Г„до 5Г„и от -4Г, до — ЗГ„ 5Р; до 6Г„и от -5Га ло -4Р а 6Г,до7Р; иот-6Г„до — 5Р; 7Е, до 8Г„н от -7К ло — 6Г„ 8Г, ло 9г",, и от -8г„до — 7Г, При достаточно высокой частоте повторения импульсов г„час".'", ', ': тотная неоднозначность теряет свою значимость.
Рассмотрим при:,',!,.,'.. 'мер„иллюстрируемый на рис. 5.9 Рис. 5.9. Доплеровские частоты: Х вЂ” диапазон частот принимаемых сигналов; 2 — диапазон, перекрываемый каналами обнаружения; 3 — — частоты, ла которые настроены каналы, обнаруживающие сигналы с отрицательными доплеровскнми частотами Предполагаем, что доплеровские частоты принимаемых сигналов лежат в диапазоне от — г"м„с до +г,„,с.
Частота повторения импульсов '.,,'"~-'.::;.'",'.'ЗУдовлетвоРЯет неРавенствУ Р; > 2гма,с. Каналы обнаРУжениЯ пеРекрывают диапазон частот от О до г„,. Анализируются выходы каналов, настроенных на частоты от 0 до т" .„, и от г', — г м с до Е„ Чтобы доплеровская частота обнаруженного сигнала определя- '-'~~-':,:-,':,'алась однозначно, необходимо руководствоваться следующим прави- "~~"': лом. Если сигнал обнаружен в канале, настроенном на частоту г, то 123 при Е "» Е„„, частота обнаруженного сш нала принимается равной частоте Е.
Если же Е > ń— Т;«„„., то частота обнаруженного сигнала принимается равной Š— Е,, Заметим, что в (65) описана радиолокационная станция, в которой Е, > 2Р;,„,, Мы провели анализ взаимно корреляционной функции для случая, когда при приеме КН сигнала весовая обработка не используется. При весовой обработке взаимно корреляционная функция изменится. Но все соотношения., характеризующие неоднозначность измерений задержки и частоты сигнала останутся в силе. Поэтому при рассмотрении вопросов неоднозначности измерений можно и в общем случае использовать сформулированные вьш»е вь»воды. Мы видим, что при применении КН сигналов неоднозначностью обладают как измерения задержки сьп нала, так и измерения доплеровской частоты.
Целесообразно рассмотреть оба измеряемых параметра в совокупности. Координатну»о плоскость, на которой откладываются задержка и частота сигнала, разобьем на элементарные прямоугольники. Размер прямоугольников вдоль оси задержек равен периоду неоднозначности измерений задержки, а размер вдоль оси частот — периоду неоднозначности измерений частоты. Интуитивно ясно, что сложность проблемы устранения неоднозначности измерений определяется тем, сколько таких двумерных элементов (прямоугольников) уместится в области обнаружения. Предположим„что доплеровская частота сигналов может меняться от -Е„,,„, до я Е„.„„„а задержка —.-- от 0 до т„.„,. Тогда число интервалов неоднозначности по частоте, умещающихся в области обнаружения, будет равно 2Е,„,, пь„а по задержке т„„,,, ,''Т„.
Учитывая равенство Е„,У;.,= 1, получаем, что число двумерных элементов неоднозначности не зависит от частоты повторения импульсов и равно 2~и«кс тыиксНа этом основании можно сделать предварительный вывод, что в первом приближении безразлично, какую применять частоту повторения импульсов. Выбор частоты повторения в каждом конкретном случае определяется на основании детального учета всех сопутствующих факторов. Число элементов П зависит от рабочей длины волны радиолокатора Х.
Если радиальные скорости целей могут меняться в диапазоне от — г'„„„до +Г„„„„а дальности — от 0 до А,,„, то Е„.„„., =-2!«„.„.,!),, т,,„„., =-211«.„.,!г, где с — скорость света. В конечном счете получаем П= 81«. )! . ~(),г) Чем больше длина волны. тем меньше порядок неоднозначности, а при ) > 8 1;„„)1„.„,„./с неоднозначность измерений совсем устраняется (при соответствующей частоте повторения импульсов).
Однако подобный способ устранения неоднозначности непригоден. Поясним на конкретном примере. 124 одны тавим вольсов разудет 3мс что в— тся но- на- ет- н об- од- об- ка- иг- моса с войне шеовая Час- Дли- ной ьса аТ еся т -! ( ил« д(»)=1. 2 > Р'„соа~2кт — ~= ~ Е„,,е ' (5.4.1) 125 ,,... Предположим, что для радиолокатора с некоторой длиной в задано Е,„.„„,.—. 50 кГц, т„.,„., =. 1 мс.
В )том случае Ь' — !00. Сопос с этим радиолокатором другой, с увеличенной в 100 раз длиной йы. В этом радиолокаторе выберем частоту повторения импул 3зН сигнала 1 кГц. Неоднозначность устранится Однако новый 'мер области обнаружения по лоплеровской частоте («0,5 кГц) б сравним с интервалом разрешения по частоте (0,33 кГц при Т, = и при отсутствии весовой обработки). В результате оказывается, ; '~$~:,:::.в новом радиолокаторе утеряно главное достоинство КН сигнала ;-'",'-:;,~'-:: -":способность отстраиваться от помех по доплеровской частоте Неоднозначность измерений неизвестных параметров являе ,-'::1:;::.:::.'одним из недостатков Кг! си»палов. Чтобы получить истинные (од ::":,"1!;::;:"::.8значные) координаты пели„приходится усложнять процедуру об ; '-.«!;!:,:,::-'.:,:::ружения сигналов ' ';.г':,",.";;.
Вместе с тем, неоднозначность измерений неизвестных парам '.:-';" ";-, р)зв имеет и положительную сторону. Для обнаружения сигнала ' „~:.;;::".' пбходимо иметь набор каналов, перекрывающих не всю область "!"";; -~=; йаружения, а лишь ее часть с размерами, равными интервалам не :;„::,,-:;)1Взначности измерений задержки и доплеровской частоты. Это . "',:,!~:,":-'~:;.:;~ятельство позволяет существенно сократить требуемое число '"1!:;,-:; йалов многоканальной системы ' 1!8 5,4. Обработка квазннепрерывного сигнала с весовой функцией Тейлора — Временная весовая обработка наиболее эффективна для КН с ,="!!~,;';»';:".-:«'' В гл.2 рассматривалась временная весовая обработка пря угольного импульса. При обнаружении прямоугольного импуль -",;,'':-,':;,:,;:~: неизвестной задержкой весовая обработка утрачивает полезные с ства.
Если задержка, на которую настроен канал обнаружения, ррвпадает с задержкой принимаемого сигнала, то часть поступаю ;,;,':::;-.;:::-,-:гзз'на обработку импульса бланкируется опорным сигналом. Вес -::,'::;~'::::::::;:";функция сглаживает лишь один край укороченного импульса. .тотные боковые лепестки не будут подавляться ';;;:!:,„.'»';,' При обнаружении КН сигнала положение совсем другое '-;!'-„,; тельность сигнальной составляющей обрабатываемой когерент "~:;;;:;:"-:.';":пачки импульсов, как правило, не зависит от дальности до цели и, ' ',",:!::;:)1- следовательно, всегда остае гся неизменной (см.
Рис. 5.2) :-'»'.:"! Весовую функцию Тейлора (2.5.1) для прямоугольного импул ::-'-'-»1 Обобщим на КН сигналы. В (25.1) заменим длительность импульс ;"':,',::;,":,".;йа длительность обрабатываемой пачки импульсов Т,. Получивше :;-:::;:,::;:,:;,='.,выражение примем в качестве весовой функции Лля опорной пачки импульсов. Прежние формулы для расчета коэффициентов Р„, остаются в силе.
Остается прежней и методика выбора параметров А и Х. Взаимно корреляционная функция, когда при обработке КН сигнала используется весовая функция Тейлора (1), имеет вид См(т,(2).=а ~~г Р;„,,С~ г„йч и — ~. «=-гоч~ (5.4.2) (5.4.4) Можно высказать утверждение, .что практически всегда выполняется условие Аг > 2(Х вЂ” 1). Если Аг> 2(Х. — 1), то в формуле (4) лишь одно слагаемое во внутренней сумме отли ~но от нуля, а для нормировочного множителя а справедлива более простая формула (2.5,2). 126 Здесь а — нормировочный множитель; С(") — взаимно корреляционная функция, определяемая формулой (52.4). Автокорреляционная функция опорного сигнала при ~ т1< Т, — Т определяется формулой Сп(т,й) =- =- а ~) ! Р~„,,е ~ Х.„С~ т„т1 и — - и — ~ ~ (5.43) .=-гг-п~ .=-а-л В частности, если Т = ~ т ~ < ҄— Т.
то Сп(т, ь!) = О. Функция С(т, (2) используется в формуле (3) в качестве автокорреляционной функции когерентной пачки с конечным числом импульсов. Это правомерно лишь при ~ т ~ < ҄— Т. Поэтому для случаев ~т~ > ҄— Т, формула (3) непригодна. Однако это обстоятельство можно считать несущественным. Поясним., что для КН сигналов не возникает необходимость вычислять автокорреляционную функцию опорного сигнала при значениях ~ т ~ > ҄— Т. В гл.1 показано, что автокорреляционная функция Си(т, (2) используется для определения коэффициентов корреляции шума в каналах обнаружения. При этом аргумент т выступает в роли временнбго сдвига между опорными сигналами в двух анализируемых каналах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
