Трухачев А.А. Радиолокационные сигналы и их применения (2005) (1151792), страница 28
Текст из файла (страница 28)
В книге приведены методики оценки интенсивностей пассивных помех различного рода„а также примеры оценок. Прием полезных сигналов на фоне пассивных помех представляет собой одну из важнейших радиолокационных задач, Наиболее эффективным способом решения задачи является отстройка от помех по :доплеровской частоте. Обеспечить разделение по доплеровской час"фуге полезных и мешающих сигналов удается в радиолокационных .станциях с непрерывным или квазинепрерывным излучением.
Квазинепрерывное излучение предпочтительнее непрерывного в ':«ом отношении, что позволяет обеспечить излучение и прием сигна'лов единой приемо-передающей антенной. Возможность борьбы с пассивными помехами при использовании 'В~!ь;.:=;.КН сигналов основывается на разности доплеровских частот пассив-.;-'~~~<!:;":,' ных помех и полезных сигналов. Сигналы, отраженные от неподвиж- , ~','-...,:,",-.иых объектов, наблюдаются на выходах каналов обнаружения, на„;,';:-.',',:;: 'строенных на нулевую скорость (на нулевую доплеровскую частоту) .;,"~~;::,';.
Сигналы, отраженные от дипольных помех и гидрометеоров, движу",'",;","„щсихся со скоростью ветра, наблюдаются на выходах каналов, настро::--:;:;:;: еиных на радиальную скорость ветра. Полезный сигнал наблюдается '-:-'... в,каналах, настроенных на радиальную скорость цели Пассивные помехи, имеющие нулевой или близкий к нулю допле- ровский сдвиг частоты, присутствуют и на выходах каналов, настро- ',:-';:„: Ванных на скорость цели.
Однако эти сигналы будут существенно по.:;:.-".„' давлены. Уровень подавления пассивных помех при использовании :,:-,:,,';;.:КН сигналов соответствует уровню боковых лепестков взаимно кор„-„!:;." йеляционной функции принимаемого и опорного сигналов Применением весовой обработки КН сигналов удается увеличить ;;,"'",—;,: степень подавления помех, действующих по боковым лепесткам час-: .,: тотной характеристики приемного фильтра. Нет никаких теоретиче- .; ":,.- ских ограничений для осуществления любого уровня подавления ''""-: ' Озграничения возникают при технической реализации, но, тем не ме:. нее, можно достичь необходимых результатов По имеющимся в литературе сведениям [65], в действующих ра'.::".: ' диолокационных станциях для КН сигналов, обрабатываемых в циф"':;:-"' '.:ровом процессоре, обеспечивается уровень боковых лепестков до г,'!;;:-::.':",,::.;;:-:::; —:: 90 дб.
Важным параметром, характеризующим помехоустойчивость ра- Диолокатора, является динамический диапазон приемного устройст- ';-.:" ва. Динамический диапазон приемника определяется, в основном, :;,'":-', -.. 'техническими характеристиками применяемых аналого-цифровых ;:::;.:: -йреобразователей. В дальнейшем под динамическим диапазоном приемного устрой- ~'"-".,.'!":::::=':ства будем подразумевать максимальное отношение помеха'шум для '=,:,: '., 'помехового сигнала, при обработке которого еще не нарушаются ус'ловия линейности приемного тракта (по отношению к столь мощному сигналу). При этом будем иметь в виду отношение помехЫшум на ;$:::;::: выходе канала, настроенного на доплеровскую частоту помехи Разумеется, подобное упрощенное определение динамического ;,~!!',::-э диапазона нельзя считать идеальным.
Оно не учитывает в полной ме- - ~~.,"",:;,.Ре возможного ограничения входных сигналов при их аналого:;:~3:,, цифровом преобразовании. Тем не менее, это определение позволяет '.: ~~!':: Решить ряд задач по оптимизации условий работы приемного уст- оугольного составляет Внутриим- последовааксной пои„= 100, :«1Т яет 80дБ. ка диаграм- щности со- и антенны, ажений от тенны) саад высотой яет на инменяет угол ой дальноот облаков ет 0,03 м. вались зна- ом исполь- следующем Таблица 6.2 Потенциал гипотетическа~ а радиолокатора 155 райства, осуществляющего обнаружение полезных сигналов на фоне интенсивных пассивных помех. Подавление мешающих сигналов до требуемого уровня можно обеспечить лишь в там случае, если отношение помеха/шум для них не превышает критического значения„которое называется динамическим диапазоном приемного устройства.
Эта обстоятельство является определяющим при выборе условий работы радиолокатора. Условия должны быть такими, ~пабы отношения помеха/шум укладывались в динамический диапазон. Еще одним фактором, имеющим отношение к выбору уровня подавления помех, является фазовый шум передатчика 1531. Помимо полезного сигнала в спектре излучения есть шумовые боковые полосы. Отражения излучаемого шума от земной поверхности содержат спектральные составляющие с частотой настройки канала обнаружения.
Эти спектральные составляющие не могут быть подавлены. Следовательно, боковые лепестки взаимно корреляционной функции имеет смысл уменьшать лишь до некотарога предела. В дальнейшем наличие фазовых шумов не будет приниматься во внимание. Тем самым полагаем, чта интенсивность помех, порождаемых фазовым шумом передатчика, является нсзначимой (при выбранном уровне подавления пассивной помехи). 6.2. Исходные данные для оценки интенсивностей пассивных помех (гипотетический радиолокатор) В 1331, а затем в 134; 36; 51, стр. 18|„для представления получаемых результатов рассматривались конкретные радиолокационные станции.
Используем это обстоятельство в качестве прецедента. В данной главе и в следующей главе рассмотрим численные оценки интенсивностей пассивных помех на выходе приемного устройства некоторого гипотетического радиолокатора. Перечислим основные параметры рассматриваемого далее радиолокатора. Оговоримся, чта совпадение того или иного параметра этого радиолокатора с соответствующим параметром какой-либо реальной радиолокационной станции, следует считать случайным. В гипотетическом радиолокаторе используются КН сигналы, ЛЧМ и ФКМ импульсы, а также прямо> гольный импульс без внутри- импульсной модуляции.
Будут рассматриваться два варианта КН сигналов; значения параметров для этих вариантов представлены в табл. 6.1. Приведенные в табл. 6.1 период неоднозначности измерений дальности и импульсный интервал определяются формулами /1Я = сТ, /2; Т„= 1/Е„; Гк = с 772, где с — скорость света; ҄— период повторения импульсов.
Скважнасть излучения импульсов КН сигналов равна 20. Уровень боковых лепестков взаимно корреляционной функции КП сигналов составляет — 90 лБ. ,;::.~7...:, Длнгельность ЛЧМ и ФКМ импульсов, а также прям ',„'.~"::.",::;::-'.:.:иынульса, равна 50 мкс. Девиация частоты ЛЧМ импульса :.:-::",',.;,Я,МГц Длительность дискрета ФКМ импульса равна 0,5 мкс. ,"-,';.;:;.:;„",',:-:;::,:~льсное заполнение ФКМ импульса — реьуррентная ": ';::;:::.:...,"',;;:,зольность, минимаксная на плоскости (т, Г)). Поиск миним ': ~-:,-',;~~:-;:;:!~едавательности осуществлялся при параметрах р = 7 ,,„:);"";:::,.::,у„:"„, = 8 (расшифровку параметров см.
в гл. 3) '"! '.;-;.-,;-::;:;::::,;::.'-'- Динамический диапазон приемно~о устройства составл ,",;„',,~::,."!'::;": Ширина луча радиолокатора (ширина главного лепест .:;,.„:,,-;, мы направленности антенны) по уровню половинной мо , ':,;"-::,, оживляет 1' ф"';,--; Уровни боковых лепестков диаграммы направленност ,.-.'~-;:::;::.")таторьте используются при оценках интенсивности отр :.,::;- !)еьтной поверхности, приведены в 9 7.1. Т;:"-,';,' Высота радиолокатора /т (высота фазового центра ан '"'-;:;-';~;:~~:"::шввляет 5,5 м. Подробнее о том, чзо подразумевается п иолокатора, см, з 7.2 '.— ',::«'.";!!';;, Неаоходимо отметить, что высота радиолокатора вли "":~~;:-; З'енсивность помехи от земной поверхности, поскольку тп ,!(!'-;, я)адения радиоволны на облучаемый участок с определенн ,",:~:."-;:":.ежа.
На интенсивность помехи от метеообразований или -';:,,~.;::-',Жпольных отражателей высота радиолокатора не влияет : '„.Х Длина волны гипотетического радиолокатора составля В расчетах по оценке интенсивностей помех использо '!.,';";;:;!",::.,"'чения потенциала П, представленные в табл.
6.2. Пример :;:!!:- аования потенциала П служит, например, приведенная в .ятараграфе формула (6,3.1) 1" 1 :«5 1 0.1 4 '« По8'(Р,е)(С(т, л))! (6.3.1) го сигнала; 8„„(Р с) ей и приеме направлеместа цели; аимно корреость между задержкой — дальность 10-14 лб ~)4 г), = 1,2 х 10 ' х 1 /).", длина волснега под- результате 156 В колонке для КН сигнаюв (габл.6.2) упомянута весовая обработка. В данном случае это ожначает, что энергетические потери из-за весовой обработки учтень«в значении потенциала. Поэтому в расчетах для КН сигналов вместо квадрата модуля взаимно корреляционной функции )С,о(т, й))~ будет использоваться функция )С„(т, а))з = )С,о(т, (2))о/ц„, где г1„— коэффициент потерь из-за весовой обработки.
В результате подобной нормировки (ГХ(0, 0)!' = 1. Для импульсных сигналов, в том числе для ЛЧМ импульса, приведен потенциал без учета энергетических потерь из-за весовой обработки. В оценках при наличии весовой обработки соответствующие энергетические потери учитываются естественным образом, т. е. путем использования исходного выражения взаимно корреляционной функции С,о(т, Й), когда (С,о(0, 0)~' является коэффициентом потерь из-за весовой обработки. В дальнейшем подразумеваем, что при использовании КН сигналов приемлемыми могут быть отношения помеха/шум до 80дБ.
Имеется в виду, что такая помеха за счет скоростной селекции будет подавлена на 90 дБ. Уровень неподавленных остатков составит не более — 1ОдБ. Такой уровень остатков не помешает успешной работе по сигналам, отраженным от движущихся целей. В случае ЛЧМ сигнала условия другие -- скоростная селекция отсутствует совсем. В ч11.2 показано, что приемлемыми можно считать такие помехи, когда отношение помеха/шум на выходе канала обнаружения не превышает — 10дБ. Если в каком-либо угловом элементе сектора обзора пассивная помеха более интенсивная и закрывает большой интервал дальностей, то в этом угловом элементе вместо ЛЧМ сигнала необходимо использовать КН сигналы.
6.3. Импульсные сигналы и метеообразования Амплитуды сигналов, огражаемых от метеообразований (дождь или снег) и от дипольных отражателей, являются случайными величинами, распределенными по рэлеевскому закону. Поэтому дальнейшие оценки интенсивности помех представляют собой средние значения отношения сигнал/шум для помеховых сигналов. Само отношение сигнал/шум ранее ооозначалось символом б/.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
