Трухачев А.А. Радиолокационные сигналы и их применения (2005) (1151792), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Если о = 10'м', то при Р = 3,2км для :~ 1:;: ' гипотетического радиолокатора получим 10 189 = 120 дБ. При ,'!( ":::: Я = 32км получим!0189 = 80дБ. При размещении радиолокатора иа равнине дальность до радио- ";-', горизонта составляет 9,7 км. В этом случае дальность й = 32 км нахо'„:-,; дится за пределами прямой видимости Из приведенных данных видно, что мешающие сигналы от мест';;: иых предметов не укладываются в пределах динамического диапазо- 'на приемного устройства.
Дальностные каналы, в которых в текущем :-':.~ 'угловом положении сектора обзора наблюдаются местные предметы, .=,"'':;:подлежат алгоритмическому бланкированию. Чтобы можно было применять операцию бланкирования, необхо- Я ~~:-'" димо в процессе формирования карты пассивных помех (см. 9 12.3) выявлять местные предметы и для каждого КН сигнала определять их ;,;;:;:: координаты (азимут, неоднозначная дальность).
+ Не исключено, что достоверно определить наличие местного ,';.,'' предмета можно в том случае, если когереитная обработка отражен";-". ного от него сигнала выполняется без каких-либо нарушений. Поэто;;; му при формировании карты помех может потребоваться специаль";; ный этап измерений, при котором искусственно занижается потенци.";-: Фл радиолокатора. Занижение должно быть достаточным, чтобы по(!,;-'::-" меховый сигнал оказался в динамическом диапазоне приемного уст.: ройства Может оказаться, что выявление местного предмета будет успеш.: - ным и при прос~ом уменьшении коэффициента усиления приемника, . когда дисперсия внутренних шумов приемника на входе аналого.'"гь ~!!:;-,,'цифрового преобразователя мала по сравнению с интервалом кванто.::"' вания по уровню. Доплеровская селекция помех в этом случае будет нарушена, но при формировании карты помех она и не нужна 217 8.
ОБЗОР МЕТОДОВ УСТРАНЕНИЯ НЕОДНОЗНАЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ 8.1. Введение Квазинепрерывные сигналы давно используются в радиолокационной технике. Радиолокаторы, применяющие КН сигналы, называются 'импульсно-доплеровскими РЛС*' [34; 37, т. 31. Значительным достоинствам КН сигналов сопутствуют недостатки. Измерения задержки отраженных от цели КН сигналов, а также измерения доплеровской частоты, обладают неоднозначностью. Измеренные значения параметров сигнала отличаются от истинных значений на целое число периодов неоднозначности, причем число этих периодов является неизвестным.
Опубликовано значительное количество работ, в которых излагаются те или иные методы устранения неоднозначности измерений. В данной главе проводится обзор этих методов, а также анализируются их преимущества и недостатки. Наиболее перспективный метод будет подробно исследован в следующих двух главах. Чтобы устранить неоднозначность измерений, необходимо произвести несколько зондирований, используя КН сигналы с разными параметрами.
Это является непременным для всех методов, рассматриваемых в данной книге. Рассматриваемые методы устранения неоднозначности можно разделить на две части. Первую часть составляют методы, в которых от зондирования к зондированию меняется частота повторения импульсов. Модуляция несущей частоты не используется. При разработке таких методов необходимо надлежащим образом выбрать параметры КН сигналов (длительность импульсов, скважность), от которых зависят частоты повторения.
Затем необходимо составить вычислительный алгоритм, с помощью которого по полученным в нескольких зондированиях замерам находятся однозначные координаты цели. Ко второй части будем относить представленный в 137, т.3, стр. 3831 метод, использующий два зондирования с высокой частотой повторения импульсов. Частота повторения импульсов от зондирования к зондированию не меняется. В первом зондировании модуляция несущей частоты не осуществляется.
Во втором зондировании несущая частота меняется линейно. По замерам, полученным в двух зондированиях, также можно определить однозначные координаты. Дальнейшее изложение ведется, в основном, применительно к методам первой части. Метод, использующий линейное изменение несущей частоты, рассматривается только в З 8.7. 218 8.2. Постановка задачи и общие положения На вход вычислительного алгоритма поступают измеренные ко' .ординаты обнаруженных целей.
Результаты получены в нескольких : зондированиях в одном угловом положении луча. Зондирования производились с разными частотами повторения импульсов. Число целей, обнаруженных в том или ином зондировании, может быть произвольным. В частности, могут быть зондирования, в которых не об,' 'наружено ни одной цели. Измерения задержки и доплеровской часто..„: ты сигналов неоднозначны.
По имеющимся данным необходимо уст:":.~~<,':~'::,'- - ранить неоднозначность, т. е. принять решение о количестве обнару- -~~,-:;.::,. женных целей и восстановить для каждой цели однозначные коорди',я!!!;:::„наты. Задача устранения неоднозначности измерений включает в себя и -'!ф:; другие не менее важные вопросы. Успешное восстановление коордиф~ф.'=",:, нат в полной мере зависит от того, какие КН сигналы использовались „.'~~~'=::.::, при зондированиях в данном угловом положении.
Важно и то, по ка'Ф~!:,"",'-: ' кому алгоритму при обзоре углового сектора осуществляется выбор и ;:~~~~",~!: чередование зондирующих сигналов. Отсюда следует, что необходи- мо сформулировать требования, предъявляемые к параметрам КН :,-'';,:~~:-',;,. сигналов. Задача сложная и многогранная, поэтому на первых порах целесо- :!~':::„образно ед упрощать. Затем по мере выяснения различных обстоя- '~::;:.: тельств, влияющих на решения, можно постепенно, шаг за шагом, ,,;,~~Ж'= ' переходить к общим исходным условиям. Предположим, что в наличии есть только одна цель.
Производи:;.у)>,';:.'::, лось два зондирования, в каждом из которых эта цель была обнару- ,:А""!' жена. Ложных превышений порога не было. Зондирования произво- '-:~;,:,:::,-':,:: дились КН сигналами с высокой частотой повторения, при которых ';Я-,,;:;-;:::..измерения доплеровской частоты однозначны. Для такой упрощенной ситуации можно выявить особенности ".';,:~~'.!' "; устранения неоднозначности измерений задержки сигнала. Пусть т, — неоднозначная задержка сигнала, полученная в пер- вом зондировании, т„— во втором, Тм и Т,1 — периоды повторения !.-".=~~!;:,'".; импульсов КН сигналов в первом и во втором зондированиях.
Пел~~~~,:.:.;:, риоды повторения импульсов одновременно являются периодами :-~:1~э~',-'!, . неоднозначности измерений (см. з 5.3). В обоих зондированиях доп- ~~-"--4::,;:. перовская частота измерялась однозначно, поэтому предполагаем, что используемые здесь значения т, и .с, предварительно пересчита:',ь~.:";::„: ны на единый момент времени. "'~4'~!'',: Истинная задержка сигнала с погрешностью, определяемой ~!р,-,,:,' ' ошибками измерения, может быть выражена формулой т' = т1 + р, Т„ :;-Ь";:, или формулой т"= т,->ц,Т,з Здесь ц1 и р,— неизвестные целые числа, удовлетворяющие условиям т„„, < т' < т„., и т„,„< т" < т,„„, -,".
т„„.. т„,„, — интервал задержек, в котором находится искомая задержка сигнала. 219 Если удастся подобрать (г, и 1гг такие, что т' = т", то будем говорить, что измерения т, и т, отождествились. В этом случае значения т' и т" используются в качестве однозначных замеров задержки отраженного сигнала. В З 5.9 отмечалось, что периоды повторения импульсов КН сигнала принимают дискретные значения. Имеют место соотношения Т„| — — р, с,„и Т„г — — рг с,„, где р; и Р, — целые числа, а т,.
— период колебаний опорной частоты. Величины р, и р, будем называть целочисленными периодами повторения импульсов использующихся КН сигналов или, в зависимости от обстоятельств, целочисленными периодами неоднозначности измерений. Считаем, что р, и Р, являются взаимно простыми. Смысл этого условия раскрывается в з 8.5 при обсуясдении китайской теоремы об остатках. Временной интервал т,„иногда целесообразно использовать в качестве единицы измерения задержек. Тогда с, = Й,т,„, с, = Йгт,„, где сг', и с1 — безразмерные неоднозначные задержки сигнала. Критерий отождествления имеет вид сГ ж с1", где с1' = а', + )г, р„с1" =- а, + 1гг р, . В дальнейшем будем использовать арифметическую операцию деления по модулю.
Операция деления по модулю хорошо известна как операция, выполняемая над целыми числами, когда результатом является остаток, полученный при делении исходного числа на модуль. В данной книге деление по модулю обобщено на любые вещественные числа, а также на числа, имеющие размерность. Деление по модулю определяется соотношением Мос)(с; р) - =с — т.р, где с не обязано быть скоростью света (но может ею быть), а т— такое целое число, что 0<с — тр<р. Остатком от деления 14 на 5 является 4.
Этот результат записываем в виде Мос1(14; 5) = 4. Кроме того, Мос((32,1 км; 3,2 км) = 0,1 км; Мос)( — 1; 5) = 4. По аналогии с целочисленным делением величину Мой(с; р) будем называть остатком от деления или просто остатком. Заметим, что в языке Мас)гсас) имеется встроенная функция гпос1(с, р), вычисляющая остаток от деления с нар, которая отличается от Мос1(с; Р) тем, что шос1(с, Р) имеет тот же знак, что и с. Например„шос)( — 1, 5) = --!. Пусть с1 — истинная безразмерная задержка отраженного сигнала, с11 = Мос)(с1; Р ~), с1г =- Мос)(с(; Рг). Если 4 и с(г известны, то неизвестную задержку с( можно попытаться найти в результате решения системы уравнений 220 с(, = Мос1(с(., р,),1 сгг =' Мос)(с1' Рг) ) , Если бы не было ошибок измерений, то неоднозначные замеры сс, и 0, совпадали бы соответственно с с(с и с1г. Поскольку в реальных ус:ловиях вместо с(1 и юг в распоряжении имеются Й, и с(„отличаю' щиеся от с(с и сггг ошибками измерений, то задержку сигнала с( необхо:димо искать путем приближенного решения системы уравнений с1, — -Мос1(с1„р,),~ Й, = Мос)(с1; р,).( (8.2.1) Пусть с1 — решение системы уравнений (1) относительно неизвестного с1, гс — любое целое число.
Так как Мос)(с1 + 1с. Р,рг; Р;) =- Мос)(с1 ' Р1)' Мос)( с1 + /с ' Р~ Рг ' Рг) =- Мос1( с1 ° Рг) то Й+ 1с. Р,Р, тоже является решением системы уравнений (1). От: сюда следует, что система уравнений (1) имеет бесконечное множе:.ство решений, расположенных на числовой оси с периодом, равным - Р!Рг. Величину Й, найденную в результате решения задачи по устра: нению неоднозначности измерений, будем называть вычисленной ' 'задержкой сигнала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
