Трухачев А.А. Радиолокационные сигналы и их применения (2005) (1151792), страница 59
Текст из файла (страница 59)
В каждом такте сопровождения для зондирования необходимо среди имеющихся КН сигналов выбирать сигнал, удовлетворяющий ряду условий. Сигнал, отраженный от сопровождаемой цели, не должен попадать в мертвую зону на временной оси. Чтобы этого не произошло, отношение прогнозируемой (расчетной) задержки сигнала к периоду повторения импульсов используемого сигнала не должно быть близким к какому-либо целому числу. 293 В зондируемом угловом направлении помимо цели, наблюдаемой в текущем такте сопровождения, могут находиться другие цеди. Если эти цели имеют одинаковую с наблюдаемой целью радиальную скорость, то сигналы от них могут оказать мешающее воздействие, что приведет к увеличению ошибок измерений координат при сопровождении. Однако если подобные цели тоже находятся на сопровождении, то можно попытаться подобрать период повторения импульсов таким, чтобы обеспечить раздельное наблюдение (т.е.
в разных элементах разрешения по дальности) полезного и мешающих сигналов. Если осуществляешься сопровождение низколетящей цели и известно, что в данном угловом направлении есть местный предмет, дающий мощные отражения, то при выборе периода повторения импульсов необходилю учесть н это обстоятельство. При прочих равных условиях желательно, чтобы принимаемые импульсы располагались в конце интервала между излучаемыми импульсами. В этом случае можно ожидать меньший уровень пассивных помех, отраженных от подстилающей поверхности. Теперь рассмотрим один вопрос, связанный с весовой обработкой сигналов.
При обнаружении цели доплеровская частота полезного сигнала неизвестна, поэтому при обработке сигнала необходимо использовать такую весовую функцию, которая обеспечивает требуемый уровень частотных боковых лепестков во всей области обнаружения по доплеровской частоте. Этому условию удовлетворяют, например, весовые функции Тейлора и Дольфа-Чебышева. Однако обработка с подобными весовыми функциями связана со значительными энергетическими потерями. В !65! сообщается о весовой функции Тейлора с требуемым уровнем боковых лепестков — 90дБ. При таком уровне боковых лепестков коэффициент потерь равен — 2,70 дБ. При сопровождении цели цет необходимости анализировать все доплеровские частоты. Достаточно обеспечить подавление помех лишь при приеме сигнала с доплеровской частотой сопровождаемой цели.
Поэтому, при обработке сигнала в тактах сопровождения, целесообразно использовать весовую функцию, которая обеспечивает требуемый уровень боковых лепестков в небольшом и заранее заданном интервале доплеровских частот. Но обработка сигнала с этой весовой функцией должна выполняться с меньшими энергетическими потерями. В качестве примера далее рассмотрим весовую функцию косинус- квадрат без пьедестала. Эта весовая функция, а также ее первая производная обращаются в ноль на краях обрабатываемой пачки импульсов. Поэтому частотные боковые лепестки быстро убывают с увеличением отстройки от пассивной помехи по частоте. Вместе с тем, коэффициент энергетических потерь при обработке с весовой функцией косинус-квадрат без пьедестала составляет — 1,76дБ.
Потери оказываются меньше почти на 1дБ по сравнению с потерями при весовой функции Тейлора. Первые частотные боковые лепестки при использовании весовой функции косинус-квадрат без пьедестала оказываются сравнительно большими. Следовательно, эта весовая функция не подходит для обработки сигналов при сопровождении целей с малыми доплеровскими сдвигами. В таких случаях необходимо применять какую-либо другую весовую функцию. В крайнем случае, можно вернугься к основной весовой функции, используемой при обнаружении сигналов. Высказанные соображения об использовании весовой функции косинус-квадрат без пьедестала в тактах сопровождения иллюстрируюгся на рис.
11.16. Оценки производились для скважности Д = 20, однако результаты для других значений скважности будут практически такими же. Длительность обрабатываемой пачки импульсов принималась равной Т„= 3 мс. Точки для представленных на рис. 11.16 зависимостей находились из соотношения о(й) =- гпахЦ С, (О, Г2) ~~)/~ С,„(0, О)! На графике эти точки соединялись линиями. Функция шах (.) в дан ном случае означает максимальное значение квадрата модуля взаим но корреляционной функции на том или ином боковом лепестке.
10 !я 5(Г2) ) — 60 — 90 '\ -!20 ' — —, кГц 12 92,8 2л -150 7,2 25 75 Рнс. !!.16. Огибающие боковых лепестков взаимно корреляционной ункцин квазинепрерывного сигнала прн обработке его с весовой ункцией косинус-квадрат без пьедестала при частоте повзорения импульсов ! 00 кГц (сплошная кривая) и 60 кГц (пунктир) Сигнал с доплеровской частотой -7,2 кГц при частоте повторения импульсов 100 кГц наблюдается фильтром, настроенным на частоту 92,8 кГц.
Поэтому, если доплеровская частота сигнала сопровождаемой цели лежит вне диапазона от — 7,2 кГц до 7,2 кГц, то при обработке сигнала с весовой функцией косинус-квадрат без пьедестала подавление пассивной помехи будет составлять не менее 90дБ (см. рис. 11.16). Заметим, что при обработке сигнала с весовой функцией Тейлора (или Дольфа-Чебышева) мертвая зона„определяемая уровнем — 90 дБ, располагаегся в диапазоне частот от — 1,2 кГц до 1,2 кГц.
12. ПРИМЕНЕНИЕ СИГНАЛОВ В РАДИОЛОКАЦИОННОМ ОБЗОРЕ ПО УГЛОВЫМ КООРДИНАТАМ 12.1. Введение Идеальных сигналов нет. Каждый вид сигнала обладает не только определенными преимуществами, но и какими-то недостатками. В некоторой обстановке предпочтительнее один сигнал, в другой обстановке предпочтительнее другой сигнал. В данной главе рассматриваются основные свойства сигналов. По результатам сравнительного анализа преимуществ и недостатков будут оценены перспективы использования тех или иных сигналов в различных условиях.
Предполагается, что в радиолокаторе имеется возможность оперативной смены сигналов при обзоре углового сектора. Причем, такая смена происходит автоматически от зондирования к зондированию. Выбор сигнала для текущего зондирования осуществляется по определенным правилам. Эти правила предусматривают использование информации, получаемой в процессе работы. 12.2.
Выбор длительности импульса (импульсные сигналы) Применением импульсных сигналов достигается сравнительно быстрый обзор углового сектора. Если есть возможность обойтись без КН сигналов, то этой возможностью целесообразно воспользоваться. Применение КН си~палов ведет к увеличению времени цикла обзора. При постоянной средней излучаемой мощности увеличение длительности импульса приводит к уменьшению частоты следования зондирующих импульсов. При зондировании импульсными сигналами это ведет к снижению скорости обзора углового сектора.
Ясно, что при чрезмерно заниженной скорости обзора нельзя получить приемлемые характеристики обнаружения цели, так как пока радиолокатор медленно осматривает одну часть сектора, цель может пересечь весь контролируемый интервал дальностей в другой части сектора. При очень малой длительное~и импульса (при высокой скорости обзора) цель облучается много раз, но затрачиваемая на осмотр цели конечная порция энергии поделена на Большое число зондирований. Из-за энергетических потерь, обусловленных некогерентным дроблением энергии сигнала, эффективность обнаружения цели и в этом случае будет невысокой.
Следовательно, при использовании импульсных сигналов существует оптимальная скорость обзора, обеспечиваемая при оптимальной длительности импульса. Основополагающие идеи по выбору оптимальной скорости обзора изложены в [25). Представленные там результаты затем были уточнены [261. В качестве дальности обнаружения приближающейся цели в [251 принимается дальность, при достижении которой целью накопленная (накопительная) вероятность ее обнаружения будет равна заданной величине. Цель считается обнаруженной к данному моменту времени, если она обнаружена в текущем цикле обзора, либо хотя бы в одном из предыдуших циклов.
Вероятность того, что цель обнаружена хотя бы в одном из циклов обзора, называется накопленной вероятностью обнаружения цели (в отличие от вероятности обнаружения в одном заданном цикле). При оптимальной скорости обзора дальность обнаружения приближающейся цели достигает своего максимального значения. В [25, 261 представлен обширный графический материал, предназначенный для нахождения оптимальной скорости обзора и опгимальной длительности импульса. Однако в этих работах были сделаны упрощающие предположения, из-за которых результаты могут не подойти для каких-либо практических приложений. В расчетах полагалось, что цель приближается издалека и конструктивная дальность не вносит никаких ограничений по ее наблюдению. При отсутствии ограничений по конструктивной дальности участки области обнаружения с большими дальностями все равно необходимо исключать из расчетов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
