Финкельштейн М.И. Основы радиолокации (1983) (1151793), страница 54
Текст из файла (страница 54)
/д//)и1 сж~и„(/) 1/чпк = /ед соз ер = /ед х и уссоз 2п Чпч ~ Рд)Тн. (5.5.8) и) гс д/г/ру,~р) /() Компенсация в данном случае может отсутствовать, т. е. (/чик ~ О при Рд= О;допол- 4~ ЬЮрснаЫ нителъное условие:2п/пч Т,= = (2й + 1)я/2, где й = О, 1, ) 2, ... Отсюда следует, что ПЧ должна быть связана с Рнс. В.аз. К устранению сдечастотой повторения импуль- ныд фаз с помощью наадратурсов соотношением /пч = (2/г+ нса системы СДЦ + 1)Р„/4. Кроме того, при компенсации по ПЧ предъявляются более жесткие требования к точности задержки, чем при компенсации по видеочастоте. Если для видеочастоты достаточно, чтобы отклонение задержки не превышало доли длительности импульса, то в рассматриваемом случае требуется, чтобы отклонение не превышало доли периода ПЧ.
Наряду с указанными более жесткими требованиями в схемах компенсации по ПЧ имеются и определенные упрощения по сравнению со схемами по видеочастоте. Не требуется, например, идентичность задержанного и незадержанного каналов. Кроме того, не нужны модулятор и детектор, необходимые при задержке в УЛЗ видеоимпульсов. Как видно из формулы (5.5.8), амплитуда импульсов на выходе подавителя (/чпк в отличие от сигнала, описываемого формулой (5.5.2), не изменяется со временем т. е. эффект слепых фаз отсутствует. 6. Скоростная характеристика подавителей.
Скоростной характеристикой подавителя назовем зависимость коэффициента передачи амплитуд импульсов от скорости (или доплеровского сдвига частоты). Найденные выше АЧХ подавптелей. т. е. зависимость отношения амплитуд гапмо- нических составляющих иа выходе и входе, являются так. же отношением амплитуд импульсов при бесконечной посследовательности. На практике важно, однако, знать скоростные характе-. ристики как зависимость коэффициента передачи амплитуд импульсов от частоты (скорости) при разном числе импульсов в пачке Аг и заданной форме огибающей пачки (определяемой ДН сканирующей антенны). Сопоставление спектральных линий пачки, сдвинутой относительно частот О, Р„, 2Р, (слепые скорости) иа Рю с АЧХ РГФ, показывает, что изменение формы результирующего спектра мало при Р„ж Р„~2, но становится заметным прн Р„- О, т.
е. вблияи слепых скоростей. Поэтому, за исключением областей, близких к слепым, скоростные характеристики мало зависят от числа импульсов в пачке, т. е. подобны АЧХ. 7. Методы уменьшения числа зон слепых скоростей. Согласно формуле (2.4.15) слепая скорость и,„= иМ2Т,. Если имеются две РЛС, работающие на одной несущей частоте, то для того чтобы их слепые скорости отличались одна от другой, необходимо использовать различные периоды повторения импульсов Т,. Это позволяет избежать пропадания сигналов движущихся целей. Вместо двух РЛС можно использовать одну с вобуляцией межимпульсных интервалов либо от импульса к импульсу, либо от одного периода сканирования к другому.
Последний способ реализуется проще, но связан со значительными потерями полезного сигнала. На рис. 5.33, а показаны импульсы синхронизатора, следующие через интервал Т„а на рис. 5.33, б — импульсы запуска модулятора с так называемой двухпериодной вобуляцней, при которой интервал между импульсами составляет Т„= Т, + ЬТ„и Т„= ҄— ЬТ,. При трехпериодной вобуляцни интервал составлял бы Т, + ЬТ„ Т вЂ” ЬТ, Т„и т. д.
Возможный способ формирования таких импульсов показан на рнс. 5.33, д, Синхронизатор вырабатывает импульсы с периодом Т,. С помощью переключателя, управляемого синхронизатором, между ним и модулятором через один период повторения подключается ЛЗ с задержкой ЬТ, так что один интервал между импульсами возрастает иа АТ„а второй уменьшается на этот же интервал времени. На рис. 5.33, в изображены видеоимпульсы цели, снимаемые с выхода фазового детектора (вход ЛЗ на рис. 5.33, д). При положениях переключателей, показанных на схеме рис. 5.33, д, в периоды, когда импульсы передатчика задер- 3!О живаются на время ЬТ„в цепи фазовый детектор — подавитель задержка отсутствует и наоборот.
Поэтому, как видно из рис. 5.33, г, на входе подавителя (точка В на рис. 5,33, г) отраженные импульсы следуют с одинаковым периодом Т, (девобуляцня), что обеспечивает обычный режим подавителя. ищ„ а) О гта Зт. и„к б) и иы ду "са р тз+д 1п Рис. 6.3З. Вобуляция и девобуляция периода повторения Рассмотрим теперь скоростную характеристику системы СДЦ с учетом вобуляции периода повторения. Каждой паре отраженных импульсов с интервалом Т„= Т, + удТп и интервалом Тп, = ҄— гаТп соответствуют разные слепые скорости.
В частйости, первые слепые скорости равны пель = Д72Тв, и сеча =- ДАТ„е. При этом имеются как бы две скоростные характеристики. Одна соответствует СЛЦ с частотой повторения гпг = 1~Т „а вторая— с частотой повторения г"'и, = ИТпа (рис. 5.34, а, где ЗТ„, = = хтп,). Следует иметь в виду, что точкам 1, 3, б и 7 характеристик соответствуют одинаковые амплитуды в смежных периодах повторения, а в точках у, 4 и 6 импульсы в одном нэ периодов повторения зы равны нулю. Остальным тонкан соответствуют импульсы разной амплитуды.
Вместе с тем первая слепая скорость (для которой импульсы цели в каждом периоде повторения равны нулю) заметно возрастает по сравнению с каждой кз двух слепых скоростей. Л,ут„, Цгт„ух)ут„ а) уйгтаг Ур Лйл),дб -20 2,О йй б,б Рлт„ б/ ~Выа Ур Рис. $.34. Скоростные хараитеристнки системы СДЦ: а, б — сиотомы с аобтаиииоа иориоаа повторении, а — система с разносам аастот Результиру|ощая скоростная характеристика может быть определена иак результат усреднения этих импульсов по напряжению или по мощности (последнее характерно для индикатора с яркостной отметхой). Соответственно согласно (5.5.2) имеем 1 К (Тк) = — 2Со ()з)п пРн Тщ)+)з!п и Ед Та 1), 2 312 нли ! К (Рл) = — 2(>е )' Пп» пра Т„>+ Пи» прл Т„, )> 2 В ряде случаев скоростная характеристика ь>о>хат быть получе на непосредственна нз импульсной. Согласно (5.5.5) для двукратной ЧПК импульсаая характеристика (на входе действует дельта- функция из (1) = 6 (1)) я (1) = 6 (1) — 26 (1 — Ти) + 6 (1 — 2Тг) При двухпернодной вобуляции (Т„„Тию Тш, ...) импульсная характеристика имеет внд л (1) = 6 (1+ (Тп — 6 Тя)) — 26 (1) + 6 (1 — (Тп'+ ЬТв)) Для определения частотной характеристики воспользуемся формулой (4.2.8).
Учитывая свойства дельта-функции () 1(1) 6 (!в — т) ь>1 = ( (т)), получаем !»> (т — аг„) — >а (г фаг ) -!мзгя = — 2 (! — е и соз юТп)), т, е К (е>) =2 Уг! — 2 соз ыЬТв соз шТв+соза шТп, (5.5.9) Есин отношение периодов й = Т„,!Т„, очень близко к единице, то слепая скорость (при которой соз юТп и соз юЬТя одновременна равны + ! или — !) сильно возрастает.
Например, при й = = 63/65 частота, соответствующая слепой скорости, увеличивается по сравнению с гл = Гп = ЫТа в (63+ 65)12 = 84 раза. Однако при этом имеет место множество близких друг к другу ччастных» слепых скоростей, что приводит к глубоким провалам скоростной характеристики, особенно вблизи главных зон режекцни. Зависимость К (Ря) от отношения й показана на рис. 5.34. б, где представлены скоростные характеристики, построенные по формуле (5.5.9) (нормировка относительно 2)12). Переход к трехпериодной вобуляции позволяет уменьшить провалы.
Возможен и более высокий порядок вобуляции. Осуществление таких систем стало реальным в связи с использованием цифровой техники прн реализации подавителей (см. 45.7). Наряду с вобуляцией межимпульсных интервалов возможен метод уменьшения числа зон слепых скоростей, основанный на использовании различных частот несущих колебаний зондирующих импульсов.
Можно, например, излучать две последовательности импульсов, несущие частоты которых отличаются на несколько процентов. Больший разнос связан с техническими трудностями (работа на одну антенну и т. д.). Использование двух несущих частот!» приводит к возникновению двух последовательностей слепых скоростей осл = псря121», ннтеовал между которыми растет с увеличением номера слепой скорост>> (рис. 5.34, в). Применение раздельных систем СДЦ н смешнвааве вь>ладных сигналов обеспечивает в принципе исключение полностью слепых скоростей.
Однако эффективность этого достаточно 3!3 высока лишь при больших скоростях. Вместе с тем полезность разно. са частот иесомнеина, так как флуктуации, вызывающие неполное подавление, являются случайными и независимыми в каждом из каналов. Нетрудно видеть из анализа частотной характеристики, что переход к двукратной ЧПК или к более сложной влечет за собой уменьшение степени изменения сигнала вблизи слепых скоростей.
8. Помехи на дальности, превышающей интервал однозначности. Отражения с временем запаздывания гз) Т, возникают при аномальном распространении радиоволн. Эффект может проявиться, например, в районах, где дальность до гор превышает однозначно измеряеМую для данной РЛС. Сигналы от таких целей иногда именуют помехами «второго хода развертки». В случае псевдокогерентных РЛС, когда когерентный гетеродин поддерживает начальную фазу передатчика в течение лишь одного периода повторения, невозможно одновременно подавить сигналы помех в следующем периоде повторения. Поэтому для эффективного подавления данных помех следует использовать истинно когерентную систему, в которой фаза когерентного гетеродина сохраняется от импульса к импульсу.
Использование вобуляции периода повторения для борьбы со слепыми скоростями приводит к тому, что сигналы помехи, приходящие с дальности, превышающей однозначную, смещаются на втором ходе развертки дальности (наподобие движущихся целей). Поэтому требуется постоянная частота повторения импульсов по крайней мере в течение интервала времени, требуемого для обработки сигнала в данном типе подавителя. б.о. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ И ВНУТРЕННИХ ФАКТОРОВ НА КАЧЕСТВО РАБОТЫ СИСТЕМЫ СДЦ 1. Коэффициент улучшения подавителя. Флуктуации мешающих отражений от малоподвижных целей приводят к возникновению на выходе подавителя нескомпенсированных остатков.
Их целесообразно характеризовать коэффициентом подавления гп = Р„х!Рп,„„(отношение мощностей помехи на входе и выходе подавителя). Как известно, мощность случайных колебаний характеризуется интегралом от энергетического спектра 3, ()). Вместе с тем как амплитудно-частотная характеристика подавителя, так н спектр отражений от местных предметов являются периодическими функциями с периодом, равным 3гй частоте повторения зондирующих импульсов РЛС г п.
Учи тывая, что энергетический спектр на выходе подавнтеля~ имеющего АЧХ К (/), равен 8в (/)Кв Д)„а также симметричность АЧХ и спектра относительно середины зон режек" ции /еР, и то, что среднее квадратическое значение ширины спектральных линий отражения от местных предметов ог ~ г"„получаем гп/и 3в(/)а/ )Бойе/ г и вв о о и— рп выв ги!о ~' 3, (/) К (/) и/ 1 3. (/) К (/) (/ о (5.6.1) Для ЧПК, когда К Я = 2[ з(п и//г"и[, а энергетический спектр помехи на основании (3.9.3) (на видеочастоте) 3 (/) =3во ехр [ — а (///о)в[, [ ехр [ — а (///о)'[ й/ о ги— (5.6.2) 4 ~ ехр [ — а (///о)') в(и' (и//ги) 4 Воспользуемся выражением ) ехр ( — а'х') соз Ьхо(х = о =( [Гп/2а) ехр ( — Ьв/4а).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
