Трухачев А.А. Радиолокационные сигналы и их применения (2005) (1151792), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Увидеть полезный сигнал можно лишь тогда, когда его доплеровская частота отличается от значений ~Х„где и — любое целое число. Таким образом, и на частотной оси всегда есть мертвые зоны. Одна мертвая зона расположена на нулевой доплеровской часто~с.
С я1еРнодом Е, относительно нее РасполагаютсЯ остальные меРтвые зойы. -, Обозначим через ф'половину ширины мертвой зоны. Будем пола1ать, что полезный сигнал не может быть обнаружен, если его доллер,~вская частота /, удовлетворяет условию — Л/+»Х„< /„, < /)/'~- м.Р;,. Ширина мертвой зоны зависит от ряда факторов. При определе- ...„,. цз)и ширины мертвой зоны необходимо учитывать конкретную рас';ф~,"':;:. ~новку каналов обнаружения по частоте. Кроме того, доплеровская :.,„'"~:,:,";",':,': частота помехи в действительности может отличаться от нуля.
Не ~:",~",";;:!;! 'вдаваясь в летали обсуясдаемого вопроса, примем условно, что ши- .,-„'::,:«1,:::,; 'рина мертвой зоны равна ширине ~лавно~о лепестка сечения взаимно ".,'~~".,':;:,.!,-':;Корреляционной функции вдоль частотной оси. Для определенности ',",'~;:.;:-;:":;:;,будем полагать, что эта ширина отсчитывается по уровню частотных ;; ';-,"-:":-::;, -боковых лепестков Если нет весовой обработки, то измеряемая в герцах ширина ':;„-~~".;!':мертвой зоны составляет величину, несколько меньшую, чем 2/Т, „:",!:,';:':!';:: (см, рис. 5.7), где Т, — длительность обрабатываемой пачки импуль,';.;~' с/ов. При введении весовой обработки ширина увеличится и будет ,-"."",;"''равна 2.о/'= й„/Т,, где А„ — уже встречавшаяся ранее относительная „".':„'::-,ширина главйого лепестка взаимно корреляционной функции (см ':,,;,,";рбл.
2.3 или табл. 5.2). Для весовой функции Дольфа-Чебышева при ,,;:,.";~:.~,::уовне боковых лепестков — 80дБ ...— 90дБ относительная ширина ::;!';,!",':-:;чепестка согласно табл. 5.2 составляет А = 6,325 ... 7,073 Доля мертвых зон на частотной оси определяется тем, сколько зон ,;,,„.; Уместится полностью или частично на интервале от — Г„„, до -ьХ„„, *"."~';:.-.;,'(К„„„, — максимальное значение доплеровского сдвига). При произ",,;-:...;-: ''Вольных соотношениях между Г„и тт„„, подсчет доли мертвых зон ".':;" ', хотя и не отличается сложностью, но оказывается немного громозд„;,"- кнм.
Поэтому мы приведем соответствующие формулы лишь для ",",;;;::. двух частных случаев Если в области обнаружения по доплеровской частоте укладыва,;!„=' ется целое число частотных интервалов неоднозначности (т. е -...".„'::; яГ„= 2л„„„где л — целое положительное число), то доля мертвых :~,:.-:-;,,;:: -'; зон на частотной оси составляет л 257 2/1/' /с /Т, (5.7.1 2Р;, Е, Г, Ж ,',:-::;,;'; где /У вЂ” число обрабатываемых импульсов, соответствующее частоте ,':,",:"'-:;.'-,', повторения Г.. Если длительность обрабатываемой пачки импульсов Т, фиксирована, то доля мертвых зон уменьшается с увеличением ..",:-"" частоты повторения. Выгоднее использовать более высокие частоты :;ъ,':.',.-' ' Если число интервалов нецелое, то доля мертвых зон будет не";;!'::;"'-'-'сколько другой по сравнению с долей по формуле (1) В случае, когда /г, > Е„,„,, + /1/; в области обнаружения располага- "~~~;-':;::;ется только одна мертвая зона (в окрестности нулевой доплеровской частоты).
При этом доля мертвых зон не зависит от частоты повторения импульсов и равна 2Р„„,, 2Р„„.,У,' Теперь представим себе плоскость "задержка-частота". На этой плоскости мертвые зоны состоят из периодически следующих друг за другом вертикальных и горизонтальных полос (см. рис.5.22). Доля плоскости, закрываемая этими полосами-зонами, определяется формулой Е, = 1 — (1 — ~, )(1 — Р, т) .
ив 0 0 Ряс. 5.22. Мертвые зоны ва плоскости На рис. 5.23 показаны зависимости долей мертвых зон от частоты повторения импульсов. Расчеты велись для Д = 20, Р,„., = 50кГц, Т, = 3 мс. Относительная ширина лепестка lт в расчетах полагалась постоянной величиной, равной 7,073 (см. табл.5.2). На рис.5.23,а видно, что существует оптимальная частота повторения импульсов, при которой суммарная доля мертвых зон Р на плоскости (т, Й) минимальна.
При прочих равных условиях эта частота наиболее благоприятна для обнаружения полезных сигналов. Оптимальная частота повторения импульсов для условий, при которых был построен рис. 5.23,а, равна Р„= Р„„., -т Л1. А из рис. 523,б, видно, что при увеличении длительности бланка может оказаться оптимальной частота Р„, определяемая из уравнения 2Р„= Р„,,„+ А7: Скачки вниз в зависимостях 8 т происходят в тот момент, когда в результате увеличения частоты повторения из области обнаружения с !46 0,8 à — — 1-- —.
0,1 0,2 ОД г"„, кгц 40 60 80 100 Р„, кГц 0 20 40 60 80 100 0 20 а) Рис. 5.23. Зависимости долей при добавке Ьтв ;" ~;:! 1 — доля мертвых зон 8, на оси з 2 — доля мертвых зои 8., на оси допле 3 — суммарная доля мертвых зон ~ ва ::,~.-,';,!!::-'; -;-,,т Интересно отметить еще одну особенност ,;:; .'": йуго с мертвыми зонами. Представим себе, что перемещение цели '~':::::"",'::!:;::,;::-':' цикла обзора равно (или кратно) периоду и иий дальности.
Если в одном из циклов об „„,",Ё -Мертвой зоне по дальности, то в следующе жется в следующей мертвой зоне. Это може -",:;:,".;;:.-:, адьная скорость цели определяется сооз.но ';"."-',"=: где п — любое целое число, с — скорость св ' '!',.';;,,,",';:,-'Рения импульсов, Т;, — время цикла обзора ::='.':,, мйртвую зону, в следующих циклах обзора б ;:!тт:-;,';.,":."т зь!ваться в мертвой зоне. Предрасполагающи ::!'„': ситуации является постоянство времени цикл ,=„:.'.-.
рвдь это относится к радиолокаторам с вра . ';,:;.",~';;::.!'::использование при обзоре КН сигнала с одно вторения импульсов 5.8. Разрешающая способность при квазииепрерывных сигна Под разрешающей способностью обычн 'йт радиолокатора различать близко расположе .,", $;:: ' 'нельзя раздельно наблюдать, если они находя другу.
По мере удаления целей друг от друг ' щаться. = ! мкс (а) и 2 мкс (6): адержек; ренских частот; плоскости (.т, й) ь, так или иначе связан- по дальности за время еоднозначности измерезора цель находилась в м цикле обзора она окат произойти, если радишением ~'= п.сТ„,/(2Т,м), ега, Т, — период повтоЦель, попав однажды в уЛет снова и снова оками условиями для такой а обзора (в первую очещающейся антенной) и й и той же частотой по- применении лов о понимаегся свойство нные цели. Две цели тся очень близко друг к а они начинают разре- '; границами ->Р„„„начинает "выходить" какая-либо мертвая зона.
По: сле выхода этой зоны число мертвых зон в области обнаружения ос'ттабтся постоянным до тех пор, пока частота увеличится настолько, что из области обнаружения начнет выходить следующая мертвая -зона. Две цели могуг наблюдаться раздельно, если выполняется условие разрешения хотя бы по одной координате. Трудно ответить на вопрос, на каком именно удалении друг от друга цели начинают раздельно наблюдаться. Так как процессы приема радиолокационных сигналов носят случайный характер, то и факт разрешения целей при заданном удалении является случайным. Будут ли цели разрешены или не будут разрешены при обнаружении в данном зондировании, в сильной степени зависит от того, какие реализовались значения отношения сигнал/шум для каждой цели.
А если отношения сигнал/шум не флуктуируют, то будут сказываться собственный шум приемного устройства и различного рода помехи. Мы не будем вдаваться в детали точных оценок разрешающей способности. Зададимся простыми н наглядными правилами, которые легко дают ответ, разрешаются цели или нет. Зти правила будем использовать при анализе свойств КН сигнала. Отвлечемся на время от КН сигнала и представим себе, что имеем дело с прямоугольным импульсом.
Считаем, что две цели разрешаются по дальности 1задержке), если задержки сигнала от этих целей отличаются друг от драв на величину, превышающую, длительность импульса Т. Разрешение по скорости наступает, если доплеровские частоты отличаются более чем на 1/Т. Для обобщения этого постулата на другие сигналы целесообразно ввести в употребление термин "интервал разрешения". Б>дем считать, что близко расположенные цели разрешаются по данной координате, если разность координат целей превышаег интервал разрешения. А в качестве интервала разрешения по этой координате примем наиболее характерный размер, ат когорого на самом деле зависит разрешающая способность.
Так, например, в качестве интервала разрешения по задержке для ЛЧМ импульса можно принять величину !/ЛГ, где Лà — девиация частоты в пределах длительности импульса. Возвращаясь к КН сигналам, примем, что для КН сигналов интервал разрешения по задержке равен длительности излучаемых импульсов Т, а по доплеровской частоте равен 1/Т„если нет весовой обработки, или Л/= 0,5.Я/Т,), если весовая обработка применяется. Здесь, как и прежде, Т„, — длительность обрабатываемой пачки импульсов КН си~нала, /г0 — коэффициент для вычисления ширины главного лепестка взаимно корреляционной функции. Если иметь в виду близко расположенные друг к другу цели, то и для КН сигналов можно считать, что цели разрешаются, если разность их задержек превышает интервал разрешения.
Однако по мере увеличения разности задержек рано или поздно окажется„что эта разность станет равной периоду неоднозначности измерений задержки. Цели уже нельзя считать близкими, а раздельно наблюдать их нельзя (если, разумеется, одинаковы их доплеровские частоты). Классическое определение разрешающей способности относится к близким целям и не учитывает ситуаций, порождаемых неоднозначностью измерений координат. Чтобы устранить возникшую из-за 143 :!Энтого неясность„подкорректируем определение разрешающей спо:.собности. Уберем из определения прилагательное "близкие".
Под :разрешающей способностью будем понимать свойство радиолокато:.ра различать цели. : ' Две цели нельзя раздельно наблюдать, если они не разрешаются ' как по задержке, так и по доплеровской частоте. Цели не разрешают.„~~т~~-;;,"::;,: ся по той или иной координате, если разность их координат кратна ':.,:-~"~~„":";:',':соответствующему периоду неоднозначности измерений. На языке ..",~~~~;:,';;!,.:„'-::,,:формул это означает, что две цели не разрешены, если найдутся та'::-;-„,~~-::;;;.',:; .
кне целые 1з и ч, при которых выполняются неравенства ~т, — т, — рТ~ (Л, ~ /; — /, — ~Р'„~ < Л/ / где т„т,, /н /, — задержки и доплеровские частоты сигналов; Л„, ,:,,: Л/ — интервалы разрешения по задержке и доплеровской частоте Сигналы не разрешены по задержке, если задержка второго си~- 'нала т, попадает в один из интервалов от т, + рТ, — Л, до т, + рТ„з- Л,, где 1з = ... — 1, О, +1, ....
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
