Трухачев А.А. Радиолокационные сигналы и их применения (2005) (1151792), страница 58
Текст из файла (страница 58)
— — 1 —: зо — 70 — 70 — 70 0 ЗОО 600 0 400 800 0 500 1000 а) Р, км 6) Я,км в) /1, км Рис. 11. 13. Зависимости остаточного отношения помеха'шум от дальности до зоны дождя. Кривые 1 и 2 построены соответственно для интенсивности выпадения догкдя 30 мм/час и 3 мм/час. Сплошные кривыеч а — т, = 0,5 мс; б — т, = 2 мс; в — г, = 3,5 мс. Пунктир: г, > 2к!с — 7„.
11.5. Квазинепрерывный сигнал с кодовой манипуляцией фазы от импульса к импульсу Одним из основных недостатков КН сигналов является неоднозначность измерения параметров. Наиболее оп;утимым образом этот недостаток проявляется при измерении задержки полезных сигналов. Чтобы устранить неоднозначность измерений, приходится расходовать определенные энергетические ресурсы и усложнять алгоритмы обнаружения сигналов.
Может появиться желание использовать фазовую манипуляцию излучаемых импульсов, когда начальная фаза сигнала в пределах одного импульса остается постоянной, но от импульса к импульсу изменяется в соответствии с заданной кодовой последовательностью. В таком случае можно было бы существенно увеличить период неоднозначности измерений задержки сигнала, или даже совсем избавиться от неоднозначности. Однако возникает опасение, что фазокодовая манипуляция КН сигнала повлияет на эффективность весовой обработки. Если возрастет уровень частотных боковых лепестков взаимно корреляционной функции, то ухудшатся возможности отстройки от пассивных помех по доплеровской частоте.
Если возрастание уровня боковых лепестков будет существенным, то от идеи использования фазокодовой манипуляции придется отказаться. В связи с этим, предметом обсуждения в данном параграфе являются свойства взаимно корреляционной функции манипулированного КН сигнала, определяющие возможность подавления пассивных помех.
Формулу для взаимно корреляционной функции манипулированного сигнала можно найти путем соответствующей корректировки аналогичной формулы (55.3) Чтобы было понятно, как использовать получаемую в конечном итоге формулу, рассмотрим рис. 11. 14. д) Рис.1!.!4. Последовательности импульсов с фазокодовой манипуляцией а — зондирующий сигнал; б — опорный сигнал в канале обнаружения, настроенном на задержку сигнала т,; е — отраженный сигнал, имевший задержку тс, г — отражвнный сигнал, имеющий задержку то — Т,; д — отраженный сигнал, имеющий задержку тс + Т„; е — обрабатываемая пачка импульсов Рядом с изображениями импульсов на рис.
11.14 приведены соответствующие амплитудные множители !ся (!с = О, 1, ...), !3, и а,, (л = О, 1, ..., Ас — 1). Под амплитудным множителем подразумевается безразмерное число, являющееся коэффициентом пропорциональности комплексной амплитуды реального импульса. Через Ас здесь и далее обозначено число обрабатываемых импульсов; Т, — период повторения импульсов. При бинарной фазокодовой манипуляции начальная фаза того или иного излучаемого импульса может принимать либо значение О, либо значение я.
Если начальная фаза !с-го излучаемого импульса равна О, 290 то !я = 1; если начальная фаза равна я, то /с =- — !. В общем случае, когда начальные фазы принимают любые значения, амплитудные множители будут комплексными Полагаем, что амплитудные множители опорной пачки импульсов ',": вычисляются по формуле (3,. = Й,Ь, (м = О, 1...., Ас — 1), где Ь, — дис- кретная весовая функция, используемая при весовой обработке :„' обычных КН сигналов (т. е.
когда фазокодовая манипуляция не при-;:; меняется). Методика вычисления коэффициентов Ь,, представлена в ~ 5.5 Обрабатываемая пачка импульсов формируется из принятой по- ~' следовательности импульсов. Для обработки отбираются те импуль';:- сы, которые попадают в интервал, занимаемый импульсами опорного сигнала. Обрабатываемая пачка характеризуется амплитудными " ,множителями а, Если принятая последовательность соответствует : случаю а, представленному на рис.!1.14, то а,.=/с, (з =О, 1, ..., Ас — 1). Для случая г а,, = )с„,, (ъ = О, 1, ..., И вЂ” 1). Если имеет место ':.
случай д, то в обрабатываемой пачке отсутствует импульс с номером ;:: л = О, поэтомуао — — О, а,,=!с,,, (и= 1,2, ...,Ас — 1). Аргументом т рассматриваемой далее взаимно корреляционной ,':. функции Сш(т, лс) является временной сдвиг между нулевыми им-':, пульсами обрабатываемой пачки и опорной пачки. Если задержка ) обрабатываемой пачки меньше задержки опорной пачки, то т > О. Ес( ли какие-либо импульсы обрабатываемой пачки фактически отсутст::: вуют, то пачка дополняется фиктивными импульсами с нулевой ам!, плитудой. Поэтому аргумент т всегда удовлетворяет условию , )т) < Т~2 Взаимно корреляционную функцию можно вычислить по форму'-::: лам Га ®,. з1п(л'(1-1х!)'(~а)) е ~~.6(й). при ~х~<1, ~ш (~ ) ну МАГД) 0 при 1с)х)<Д/2; я ~ 6(Й) = е л — ~ а" 13 еьа"'~~ .=о где х = т1Т; Т вЂ” длительность импульса; у = й/(2ЫТ„); Т.
= г! ҄— ',: длительность обрабатываемой пачки импульсов; Д вЂ” скважность .'-;: излучения; сс — нормировочный множитель, определяемый из усло:.. вия, чтобы энергия опорной пачки импульсов была равна 1 1см. фор':' мулу (5.5.4)1; звездочка означает комплексно сопряженную величину. Если все излучаемые и обрабатываемые импульсы имеют единич'=,' ный амплитудный множитель, то ~Св(0, 0)~ = т1, с де т1„. — коэффи', циент энергетических потерь из-за весовой обработки обычного (не;:" манипулированного) КН сигнала. На рис. 11.15 представлены результаты расчетов для квазинепрерывного сигнала, в котором для манипуляции фазы применяешься рекурреитная кодовая последовательность.
Число импульсов в обрабатываемой пачке Ф =- 180; скважность излучения Д = 20. Использовалась дискретная весовая функция Дольфа-Чебышева при задаваемом относительном уровне боковых лепестков а! = -90дБ. Показаны зависимости для сечения нормированной функции (С„(т, й)~' = )Сю(т, й)!'1т) „.. !018!С„(0, !2)!з 0 — 30 — 60 й — — 120 й б 12 !8 2я!Т, О б 12 18 2гаТ, -120 О а) б) Рис.
1 !.15. Сечения нормированной взаимно корреляционной функции КН сигнала с манипуляцией фазы от импульса к импульсу: а — кодовая последовательность обрабатываемой пачки импульсов совмещена с кодовой последовательностью опорной пачки (случай рис. 11.14,а); б — кодовая последовательность обрабатываемой пачки импульсов смещена иа одну позицию относительно кодовой последовательности опорной пачки (случай рис. 11.14,г) 292 Как видно из рис. 11.15,6, если дальность, на которую настроен канал обнаружения, не совпадает с дальностью до объекта, отражающего пассивную помеху, то весовая обработка перестает выполнять свое предназначение по подавлению помехи.
При наличии интенсивных отражений от объемно-распределенных или от поверхностно-распределенных источников помех полезный сигнал будет маскироваться помехой во всей области обнаружения. Рекурреитная последовательность, которая использовалась в расчетах для рис. 11.15,б„задается следующими параметрами (см. 8 3.1): число каскадов генератора кода р = 8; генератор кода А =- 142; начальный код ()„„, = 1. При других последовательностях график сечения, разумеется, изменится. Однако уровень "боковых лепестков" останется примерно таким же.
Принципиальных отличий не будет и в том случае, если изменить смещение кодовой последовательности обрабатываемой пачки относительно кодовой последовательности опорной пачки. Заметим в заключение, что высказанные утверждения справедливы, когда начальная фаза меняется от импульса к импульсу по псевдослучайному закону. Если же изменения фазы носят ре~улярный характер, результат может бы гь другим. Так, например, если начальную фазу менять по квадрагичному закону, то у сигнала будут такие же свойства, как у КН сигнала с линейной модуляцией несущей частоты. При этом характеристики весовой обработки практически не будут отличаться от соответствующих характеристик для КН сигнала без какой-либо модуляции.
Сохранится и неоднозначность измерений. 11.6. Управление частотой повторения импульсов квазииепрерывного сигнала при автосопровождении целей В данном параграфе рассматриваются требования, предьявляемые Ф. к параметрам КН сигналов, используемых при автосопровождении целей. Особенность выбора сигналов для зондирований при автосопровождении целей состоит в том, что приблизительно известны дальность до цели и радиальная скорость цели, для которых нужно обеспечить прием сигнала. При обработке сигнала не нужно устранять неоднозначность измерений.
Однако при подготовке к зондированиям свойства сигналов необходимо учитывать в полной мере. Варьируемым параметром при выборе сигнала является в первую очередь частота повторения импульсов. При этом необходимо учитывать реализующиеся ошибки измерения координат цели и мертвые зоны на плоскости 'задержка-частота". Наиболее предпочтительными для автосопровождения оказываются высокие частоты повторения импульсов. При высоких частотах длительность импульсов будет наименьшей. Следовательно, будут наименьшими ошибки измерения задержки сигнала. Если длительность обрабатываемой пачки импульсов постоянна, то ошибки измерения доплеровской частоты не будут зависеть от частоты повторения импульсов.
При постоянной скважности от частоты повторения импульсов не будет зависеть и разрешающая способность радиолокатора по дальности. При высоких частотах повторения импульсов доплеровские частоты полезных сигналов располагаются на интервале, который содержит лишь одну мертвую зону. Эта единственная мертвая зона закрывает окрестность нулевой доплеровской частоты. Остальные мертвые зоны находятся вне рабочей области доплеровских частот.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
