Трухачев А.А. Радиолокационные сигналы и их применения (2005) (1151792), страница 57
Текст из файла (страница 57)
гпшс ' ' при Т <т — т <Т, Т ч с о (11.4. 1) и А' при т — т, >Т., где Ь/ — число обрабатываемых импульсов, Т. = г/ ҄— длительность обрабатываемой пачки импульсов. Функция йцпс(х) выделяет целую часть вещественного х 1округление х в меньшую сторону). Значение т = 0 соответствует тем случаям, когда все Ь/ импульсов обрабатываемой пачки имеют ненулевую амплитуду. При т = // отношение сигнал/шум (или отношение помеха/шум) равно нулю. Взаимно корреляционная функция обрабатываемой пачки импульсов и взвешенной пачки опорных импульсов определяется формулой (5.5.3). Последовательность Ь, (н = О, 1, ..., А" — 1) в этой формуле представляет дискретную весовую функцию. Последователь- ность а,, задает амплитудную модуляцию обрабатываемой пачки им- пульсов.
В данном случае 10 при г<т, а,, =- 1 при м>т, (1 1.4.2) При т = 0 получаем т1 т — -Ь/,тот~ =О. На рис. ! 1. 1О представлены 1. Если т =Ф/2, то т1„,=(1/2)'. Если результаты расчетов по формуле (2). Рис. 11.10. Коэффициент энергетических потерь, обусловленный отсутствием в обрабатываемой пачке первых т импульсов Г л. — гя 0 80 00 90 120 где т определяется формулой (1) Далее рассматривается дискретная весовая функция ДольфаЧебышева Ь„„определяемая формулой (55.9). Представленные в данном параграфе графики соответствуют числу импульсов в обрабатываемой пачке Ф= 180 и задаваемому относительному уровню боковых лепестков взаимно корреляционной функции д = — 90дБ. Кроме того, при подготовке данных для рис.
11.13 полагалось, что длительность обрабатываемой пачки импульсов составляет Т, = 3 мс, скважность излучения Д = 20, а частота повторения импульсов Ь„= 60кГц При расчете отношений помеха/шум использовались приведенные в 8 6.2 параметры гипотетического радиолокатора. Полагая, что т > О, будем различать два случая. В первом случае подразумеваются отражения от цели, обнаружение которой является обязанностью радиолокатора. Во втором случае отражения от уда+ ленного объекта являются пассивной помехой. Применительно к удаленной цели на первый план выходят энергетические потери полезного сигнала. Имеют значение события, когда порог превышен в канале, настроенном на значения параметров принимаемого сигнала. Вероятность превышения порога в канале, настроенном на другие значения параметров, в данном случае не представляет особого интереса.
Если весовые коэффициенты Ь. определяются формулой (5.5.9), то для коэффициента энергетических потерь полезного сигнала справедлива формула !еперь переходим к пассивной помехе. Представляет интерес отношение помеха/шум в канале, настроенном на доплеровскую частоту, отличающуюся от доплеровской частоты помехи. Уровень частотных боковых лепестков взаимно корреляционной функции становится коэффициентом подавления пассивной помехи.
На рис. 11.11 представлены сечения нормированной функции !С„(т, а)~~. Эта функция определяется с помощью соотношения !С,,(т, а)! = !С„(т, а)~ /т1... гДе См(т, а) — взаимно коРРелЯЦионнаЯ функция, т! — коэффициент потерь из-за весовой обработки. Равенство !С,(О, О)! = 1 выполняется лишь в том случае, если сигнальная составляющая обрабатываемой пачки содержит все импульсы, т.е. при т = О. Вертикальная пунктирная линия на графиках рнс. 11.11 отмечает первый нуль взаимно корреляционной функции, соответствующей случаю т = О.
Горизонтальные пунктирные линии отмечают относительный уровень максимального бокового лепестка. Поскольку взаимно корреляционная функция не всегда имеет ярко выраженную лепестковую структуру (см., например, сечение при и = 90), то в качестве относительного уровня максимального бокового лепестка д' принималось максимальное значение функции !С„(о,а)1' в области, расположенной справа от вертикальной пунктирной линии.
Обращаем внимание, что термин "относительный уровень бокового лепестка" в данном случае означает то, что уровень частотного бокового лепестка при том или ином значении и отсчитывается от уровня главного лепестка взаимно корреляционной функции, найденного при ш = О. На рис. 11.12 показано. что при увеличении дальности до объекта, отражающего пассивную помеху, возможности отстройки от пассивной помехи по доплеровской частоте вначале ухудшаются. Но, когда дальность увеличивается настолько, что число отсутствующих импульсов гл превышает /т/2, влияние помехи начинает ослабевать.
Равенство т = /У достигается, ко!да объект удален настолько, что ни один из отраженных от него импульсов не успевает попасть на интервал обработки. Таким образом, уровень боковых лепестков может возрастать, когда увеличивается дальность до объекта, отражающего пассивную помеху. Но, вместе с тем, при увеличении дальности уменьшается и интенсивность входного помехового сигнала. Поэтому целесообразно рассмотреть влияние обоих этих факторов в совокупности. Необходимо выяснить, как меняется отношение помеха/шум на выходе канала при изменении дальности до объекта, отражающего помеховый сигнал. (При этом имеется в виду канал обнаружения, настроенный на доплеровскую частоту полезного сигнала, отличающуюся от доплеровской частоты пассивной помехи). Вначале определимся с природой объекта, который может находиться на большой дальности, и отражения от которого представляют собой интенсивную пассивную помеху.
286 ю !8 !с„(о, а).,' !о!8!с„(о, а)!' 0 — 30 — 30 — 60 — 60 !8 гя/~Т, — ЗО -зо -60 — 90 — 90 !8 2я/Т, !8 гк/Т вЂ” 30 — ЗΠ— 60 — 60 — 90 18 2п/Т !8 гя/Т, -30 — 30 -6О -90 ,:. — !20 -! 20 0 6 !2 !8 гя/Т', 0 б !2 !8 2я/Т Рнс. 1 !.1 !. Сечения нормированной взаимно корреляционной функции 287 -!20 ъ. 0 б !г ю18!с.(о, а)~' о ~! — 120 о 6 !г !0!я ,'С„(О, а)~г 0 †!20 О б !г 10!я 1С,(О, а)~' о — 120 0 б !2 10 !8 1с„(о, а) ~' 0 -!20 0 б !2 ю 18 1с„(о, а)!' -ио о 6:г !018!С„(0, а)! о 1018(а ) О Рис. 11.12. Зависимость относительного уровня максимального бокового лепестка от числа отсутствующих импульсов — 60 -80 -100 0 120 180 10 10 — 10 — 10 — 10 — 30 — 50 — 50 — 50 7)у з)Ф г р= г Я (11.4.3) В качестве удаленного объекта, отражающего интенсивную помеху, рассмотрим зону дождя.
При этом следует оговориться,что удаленная зона дождя, как правило, находится за радиогоризоитом. Сигнал, отраженный от удаленной зоны дождя можно наблюдать, если возникает довольно распространенное явление, называемое сверх- рефракцией. Влияние сверхрефракции на радиолокационное наблюдение обсгоятельно изложено в 134, 391. Там же содержатся сведения, из которых" следует, что при возникновении сверхрефракции дальность видимости наземных объектов может превышать 1000 км.
Будем рассматривать зону дождя без учета ограничений по дальности. Примем допущения, максимально упрощающие анализ. Считаем, что протяженность зоны дождя совпадает с периодом неоднозначности измерений дальности, т.е. число дальностных интервалов неоднозначности, укладывающихся в зоне вдоль линии визирования, равно 1. Угловые размеры зоны превышают ширину луча. В таких условиях максимальное отношение помеха/шум на выходе канала обнаружения, с учетом подавления помехи весовой обработкой, определяется формулой Здесь д' — относительный уровень максимального бокового лепестка взаимно корреляционной функции КН сигнала, Я вЂ” дальность ло зоны дождя. Остальные величины те же, что и в формулах гл.
б. На рис. 11.13 представлены результаты расчета отношения помеха/шум с учетом подавления помехи весовой обработкой. Пунктирные кривые построены по формуле (3) с учетом условия 101й(д') =- — 90дБ. Они соответствуют случаю, когда все импульсы обрабатываемой пачки содержат помеховый сигнал, отраженный оз зоны дождя. При построении сплошных кривых использовалась зависимость, представленная на рис.11.12. Число отсутствующих импульсов ьа определялось по формуле (1).
Значения т,. для формулы (1) задава- лись (см. подрисуночиую надпись), а задержка помехового сигнала вычислялась по формуле т = 2А/с, где Л вЂ” дальность до зоны дождя; с в скоросгь света По представленным данным можно сделать следующий вывод. Если в условиях сверхрефракции принимается помеховый сигнал, !.::; отраженный от удаленной зоны дождя, то степень подавления помехи методами весовой обработки может оказаться недостаточной. Для таких условий целесообразно реализовать два варианта длительности рабочего интервала.
В зависимости от того, на каком удалении находится зона дождя, используется тот или иной вариант длительности. Решение о том, какой вариант длительности рабочего интервала не,"-:-: обходимо использовать в текущем зондировании, принимается на '-.': — основании информации, полученной в предыдущих зондированиях. а 10 18Р 1018 Р 1О18Р зо зо — — -.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
