Финкельштейн М.И. Основы радиолокации (1983) (1151793), страница 49
Текст из файла (страница 49)
5ЛО. Интегратор с телек. тором дально- сти стрсиилующий импульс ние сигиал-шум, а следовательно, не повышает чувствительность приемника и дальность действия. Однако накопитель вместе с пороговым устройством сильно увеличивает контрастность изображения, так как повышение отношения сигнал-шум до индикатора позволяет в значительной степени устранить шумовые отметки на экране. Это облегчает работу оператора и уменьшает ошибки. Кроме того, накопитель является хорошим средством борьбы с несинхронными импульсными помелами, вызванными, например, действием других РЛС, у которых частота повторения отличается от данной. Об этом непорредственно свидетельствует форма АЧХ накопителя (рис.
5.4, в). 2. Коммутируемые гребенчатые фильтры. Простейшим накопителем является интегратор, например интегрирующая цепь )сС, подключенная через селектор дальности после СФ одиночных импульсов. Селекция обычно осуществляется во время действия импульса в момент времени, соответствующий определенной дальности до цели (рнс. 5.10). В зависимости от того, что набл1одаетсы на этой дальности„только шум нли полезный сигнал плюс шум, конденсатор заряжается выше или ниже порогового значения. При этом имеет место впдеочастотный вариант корреляционно-фильтровой обработки, рассмотренной в 0 4.3.
В случае только одного канала(рис. 0.10) поиск цели может осуществляться путем медленного перемещения по дальности стробирующего импульса, отпирающего селектор 280 дальности. Если время запаздывания цели и стробирующего импульса совпадает, на интегрирующую цепь поступает ряд импульсов полезного сигнала и шумов, после чего срабатывает пороговое устройство. Такой поиск требует значительного времени и связан с нерациональным расходованием энергии сигнала.
Поэтому целесообразно использовать целую систему селекторов дальности, перекрывающих весь диапазон дальности. Каждый имеет интегрирующую цепь !сС, а напряжение снимается коммутатором синхронно с разверткой дальности. 3 ьтхе~ Г г м !!асгИ ьатрИ П п= Рнс. З.! !.
Накошпеаь с коммутацией конденсаторов Однако систему, включающую множество цепей )тС и коммутатор, можно построить рациональнее. Если одновременно коммутировать вход и выход с частотой повторения Ео, то надобность в селекторах дальности вообще отпадает, так как каждый конденсатор будет соответствовать определенному участку дальности. Этот принцип нллюстрир)ется рис.
5.11, а, а на рис. 5.11, б показана электронная коммутация с помощью сдвиговых импульсов, «Щетка» коммутатора на рпс. 5.11, а вратцается с частотой Е„, т. е. каждый импульс .пачки в течение интервала ЬТ ц Т„синхронно заряжает один и тот же конденсатор. Точно так же действует система ключей (Кл) под действием сдвиговых импульсов (рис. 5.! 1, б). Зля определения АЧХ такой параметрической системы рассмо!рим пмпульсну!о харак!еристику одной ячейки накопителя (рис. 5.!2, а). Если при замыкании ключа в момент г' = О иа вход цепи подать б-импульс, то реакция на выходе соответствует импульсной характеристике )еС- фильтра, т. е.
дт (!) = (!ЯС) ехр ( — !!)еС). К моменту размыкания ключа в момент г = ЛТ напряжение на конденсаторе будет равно (1%С) ехр ( — ЬТ!теС) н будет оставаться таким до следующего замыкания ключа в момент времени Т„ (рис. 5.12, б). Как видно, импульсная характе- 22! ристнка данного устройства 1 ьдт 1-ат я Х ' е яс е яс при АТ <8< яс и ь-о а(!) = <йТ +(ьТ, О при йТ,)1)йТ,+йТ, 7 И рр О Л1 Ъ~ 2гя 4 Рнс. В.!2. Ячейка накопителя (а) и соответствующая импульсная характеристика (б) Частотная характеристика К (со) = ~ д (1) е-1 ' й =- 'Р' — Х т.е ! 2~ ДС ао ь(т дт) ьт +ьт Хе яс ~ е (яс ) й=' ьт 1 — ( — +1и~ дт 1 1-е ' Яс ' ч~ч — а (ьт1яс+кит 1 11 С 1/йС+ )ю (1 ре-1иьт) ~1!(1 ре !" п)~, (5 3 1) 1+1ммС где ~ =е-ьттяс.
Последний множитель (5.3.1) повторяет частотную характеристику ПГФ (5.2.12) с периодом т" „=- 1!Т „и коэффициентом обратной связи р, а два первых характеризуют огибающую тГ 1 — 2Р сок саЬТ+Р* (5 3 2) !+Да Са юа Заметим, что при р ж 1 (т. е. о Те КС) числитель (5.3.2) бл~зок к ! з!и п~ЬТ! что соо~ве~ствует Кщах (ЫЬТ) = О, 282 где й =!,2,... Таким образом, в данном случае ПГФ сочетается с преднакопительным фильтром (5.3.2), имеющим ширину полосы пропускания примерно Ья'АТ. Аналогичная идея синхронного )гС-накопителя реализуется в потенциалоскопе, где электронный луч коммутирует микроскопические конденсаторы диэлектрической мишени.
К накопителям со статической памятью относится также магнитный барабан, время оборота которого выбирается равным периоду повторения импульсов. Данные устройства, в отличие от накопителей на УЛЗ, не имеют жесткой связи между временем задержки и периодом повторения импульсов, но обладают ограниченной полосой пропускания частот и специфическими недостатками в виде, например, засорения соседних участков мишени и магнитного носителя, что снижает их динамический диапазон. 5.4.
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ДИСКРЕТНЫЕ (ЦИФРОВЪ|Е) ОБНАРУЖИТЕЛИ 1. Двоичное накопление. В связи с развитием цифровой техники и успехами микроминиатюризации элементов значительно возросло внимание кустройствам дискретной обработки радиолокационных сигналов. Этому способствуют ограниченное число эффективно накапливаемых импульсов в аналоговых накопителях [см., например, (5.2.4)). При дискретной обработке сигнал преобразуется нз непрерывной (аналоговой) формы в дискретную путем разбиения на дискретные значения как по амплитуде, так и по времени. Дискретизация по амплитуде сводится к разбиению сигнала на несколько уровней (квантование).
Простейшее квантование — двоичное (бинарное). При превышении принимаемым колебанием некоторого порогового уровня (Г, (первый порог) ему приписывается уровень 1 и образуется стандартный импульс. В противном случае образуется О, Далее производится счет стандартных импульсов. Если из числа ожидаемых импульсов число единиц достигает некоторого порогового значения й0 (второй порог), то принимается решение о наличии цели.
Так как счет числа импульсов не имеет каких-либо технических ограничений, то в отличие от аналоговых накопителей, кроме потерь, вызванных самим двоичным квантованием„ отсутствуют потери, связанные с ограниченным временем накопления и другими факторами. Вместе с тем в дискретном накопителе отсутствует такое важное свойство накопителя с запаздывающей обратной 883 связью и других подобных устройств, как естественная многоканальность по дальности. Здесь дискретизация по времени должна быль связана с числом требуемых каналов дальности. На рис.
5.13, а изображена структурная схема двоичного накопителя, а на рис. 5.13, б показаны временные диаграммы напряжения. После ограничителя снизу, при условии превышения порога У„вырабатываются стандартные ар Рнс. ЗЛЗ. двоичное накопление импульсы (1 при наличии такого импульса и 0 прп отсутствии).
Далее в зависимости от своего временного положения единицы и нули «выбираются» определенным селектором дальности (т. е. тем, у которого положения стробирующего и стандартного импульсов совпадают). Все селекторы охватывают некоторый диапазон дальностей, а интервал селекции целесообразно взять соответствующим разрешающей способности по дальности. Подсчет числа единиц, поступающих через период повторения импульсов РЛС в течение длительности пачки, производится счетчиком для каждой дальности.
Если за М периодов счетчик даст число и = ~~'„~ Хе нл не~ (5,4.1) г 1 Г11 где х, = ~ ~, то вырабатывается импульс цели (метод «е из Ф»). Алгоритм обработки (5.4.1) можно называть безвесовым. Он является оптимальным для пачки импульсов с прямо- ааа угольной огибающей. Для непрямоугольной пачки согласно формуле (4.3.12) следует произвести весовое суммирование, которое сводится к алгоритму й = ~ч~„(~~ х, ~~ йо ю 1=- ! (5.4.2) откуда вероятность превышения порога У, шумом (при линейном детекторе) р = ) (У/о')е ~"' ЙУ=е ~~~~, (5.4.4) е где о' — дисперсия шума, а порог в первом пороговом устройстве у,= г~ тгр (5.4.5) Вероятность превышения порога У, сигналом и шумом обозначим р„ . Для определения по вероятностям р и р, вероятностей г и Р необходимо выбрать определенный критерий обнаружения.
Для случая (5.4.1) по теореме Бернулли совместная вероятность превышения порога А им- 288 где У, — весовой коэффициент, равный амплитуде 1-го импульса полезного сигнала. При некогерентной обработке в случае больпюго отношения сигнал-шум коэффициенты О, аппроксимируются диаграммой направленности (ДН) по мощности, а при малом отношении снгнал-шум квадратом ДН по мощности. Однако алгоритм (5.4.2), требующий программирования весовых коэффициентов У, в пределах пачки, связан на практике с определенными трудностями. Поэтому часто оптимальную весовую обработку предпочитают квазиоптимальной безвесовой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
