Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (1970) (1151795), страница 84
Текст из файла (страница 84)
е. и (1) соз 2лРд р 1 = — ' соз 2лРд р ~+ 2 -]- ~~ — ~ [соз 2л (ЙР+Р„р) ~+ соз 2л (ЙР— Р„рМ]. Амплитудно-частотные спектры периодической (немодулированной допплеровской частотой) и двухполярной (модулированной) последбвательностей видеоимпульсов представлены на рис. 7.39. Характерным для двухполярной последовательности импульсов является расщепление каждой спектральной линии частоты ЙР(Й ~ь Π— номер гармоники) на пару спектральных линий (дуплет) йР+ Р„р и йР— Р„.
Для случая й = О имеет место замена нулевой частотй допплеровской. На тех же рисунках пунктиром показана амплитудно-частотная характеристика схемы однократного череспериодного вычитания. Как можно видеть, эта схема полностью подавляет все гармонические составляющие бесконечной периодической последовательности импульсов от неподвижной цели; соответствующие гармонические составляющие модулированной последовательности движущейся цели пропускаются. Поскольку эти составляющие в различной степени ослабляются в зависимости от значения допплеровской частоты, амплитуда пульсирующих импульсов (как и ее среднее значение после двухполупериодного выпрямления) зависит от радиальной скорости движения цели.
Зависимость отношения амплитуды пульсирующих импульсов (или ее среднего значения) на выходе схемы к амплитуде входных импульсов от радиальной скорости движения цели называют ам- 168 $ 7,13 платудно-скоростной карактерастакоа" схемы череспернодного вычитания. В случае однократного вычитания и при отсутствии обзора последнюю можно найти, составляя разность двух модулированных допплеровской частотой последовательностей видеоимпульсов единичной амплитуды — незадержанной и задержанной.
Выражение для этой разности имеет вид и (1) соз 2лЕд 1 — и (1 — Т) соз 2лР, р (~ — Т) = Т =иф( — 2)ьшпг,,тып2~г, (1 — — ) при и (1) ж и (1 — Т). Для рассматриваемого случая отношения амплитуды и среднего значения выходных пульсирующих импульсов к единичной амплитуде входных импульсов определяются выражениями: с/„ы, м„п, = 2 ( з1п лЕд р Т ~ == 2 з1п 2л — (о„п — п„п), (4) 2 4 ~ . Т Каждое из этих выражений можно рассматривать как амплитудно- скоростную характеристику схемы однократного череспериодного вычитания. Скорости о,"„= и И2Т + п,„по-прежнему можно назвать «слепыми» скоростями. На этих скоростях имеют место провалы амплитудно-скоростной характеристики до нуля. Значительное 0 г гг .тг ( Р г г-г, 2г-гд 3г-г, Чг-гд 5г-гд бг-гд 1|~» г г„гг.г, бг.г ог-~~ бг.г б) Рис.
7.39. Лмплитудно-частотные спектры последовательности видеоимпульсов на выходе фазочувствнтельного детектора (сплошные линии) и амплитудно-частотные характеристики схемы череспернодного вычитания (штрих- пунктир).' а — объект неподвижен; б — объект движется ~Г = — Г > др д> 4б9 спадание амплитудно-скоростной характеристики (например, на 10 дб и более) имеет место и в окрестностях о,„, называемых эо- (л1 нами «слепых» скоросией. При включенном обзоре вместо периодической последовательности радиоимпульсов от цели приходит пачка радиоимпульсов.
Соответственно этому после фазочувствительиого детектора будет наблюдаться пачка модулированных допплеровской частотой видео- импульсов. Спектральные линии при этом расплываются в спектральные области, которые подавляются не полностью. Компенсация видеоимпульсов будет при этом также неполной, особенно тех из них, которые соответствуют моментам нарастания или спадания пачки.
К аналогичным эффектам приводят амплитудные и фазовые флюктуации, связанные с разбросом скоростей отражателей. В этой связи могут применяться схемы двукратной череспериодной компенсации, имеюгцие синус-квадратные амплитудно-скоростные характеристики, их видоизменения с использованием обратных связей, а также схемы многократной компенсации, которые имеют более широкие области подавления амплитудно-скоростной характеристики (в данном случае на видео-, а не на промежуточной частоте). Следует обратить внимание на то, что форма пачки радио- импульсов после фазочувствительного детектора и схемы череспериодиого вычитания искажается из-за эффекта их пульсаций (рис.
7.40, а, б) даже в том случае, когда сама цель не флюктуирует. г(т! а~су ~р.иь<ел ~д,с-ссд ~ Ш,,)~ ~~я)и/с~)ип~хл/ ~„с. у/~ Рис. 7.40. Пачки видеоимпульсов движущейся цели в квадратурных каналах (а, б) и на выходе схемы оптимальной обработки на видсочастоте (в) 470 $7. 13 Искажений можно избежать, если перейти к оптимальной схеме квадратурной обработки (см. рис. 7.27, б). В этой схеме используются два фазочувствительных детектора, на которые подаются сдвинутые по фазе на 90' опорные напряжения. После фазочувствительного детектора в каждом канале стоит своя схема череспериодного вычитания. Если огибающая в одном квадратурном канале модулируется по закону косинуса (рис.
7.40, а), то в другом канале она модулируется по закону синуса (рис. 7.40,б). Поэтому, поставив квадратичные детекторы (вместо двухполупериодных выпрямителей), суммируя напряжения двух квадратурных каналов и извлекая корень, можно получить пачку неискаженной формы (поскольку ~Гсозвт1 + з1п'тр = 1, где тр = 2пг" „1 — гр). Амплитуда пачки при этом зависит от скорости цели й определяется по амплитудно- скоростной характеристике. Такая же неискаженная форма пачки была бы, если бы обработка производилась на промежуточной частоте.
$ 7.14. Принципы построения радиолокаторов с эквивалентной внутренней когерентностью Наряду с передатчиками с независимым возбуждением в радиолокации широкое использование находят также передатчики с самовозбуждением, обычно значительно более простые. Для определенности в качестве такого передатчика будем иметь в виду магнетронный. Особенностью таких передатчиков является случайная начальная фаза зондирующего напряжения по отношению к произвольным колебаниям с фиксированной начальной фазой. Используя такой передатчик нельзя подавать на фазочувствительный детектор опорное напряжение с жестко фиксиро- Рнс. 7.41.
Блок-схема когерентно-нмнульсного радиолокатора с эквивалентной внутренней коге- рентностью: ИМ вЂ импульсн модулятор, М вЂ” магнетрон; КГ- когерентный гетеродин; ФЛ вЂ” фазочувствительный де. гентор 471 ! 7.14 Рис. 7.42. Пояснение принципа действия когерент- ного гетеродина Фн,(1)=го,1+~у, для 1 О. После окончания зондирующего импульса и отпирания в некоторый момент времени 1 = О когерентный гетеродин генерирует на своей частоте и его полная фаза Фк„(1) =-гои,1+<ри„для 1' О.
(2) Несколько идеализируя переход от режима вынужденных к режиму собственных колебаний, будем считать, что он имеет место только при 1 = О и полная фаза колебаний когерентного гетеро- 472 5 714 ванной фазой. В качестве источника опорного напряжеиия можно взять специальный генератор — когерентный гетеродин (на высокой или промежуточной частоте), которому навязывается начальная фаза магнетрона. При этом когерентный гетеродин запоминает фазу, осуществляя тем самым эквивалентную когерентность, о которой упоминалось выше. Упрощенная блок-схема радиолокатора с эквивалентной внутренней когерентностью, имеющего гетеродин на высокой частоте, показана на рис.
?.41. Когерентный гетеродин представляет собой генератор с само- возбуждением. Обычно его колебания искусственно срываются после приема отраженных импульсов от самых дальних целей. Для срыва достаточно запереть генераторную лампу. Работу когерентного гетеродина можно проанализировать, пользуясь эпюрами (рис.
?.42), где показаны зондирующий и отраженный сигналы и„н„(1) и и„р(1), напряжение когерентного гетеродина ик.(1), а также напРЯжение на выхоДе фазового ДетектоРа и4„(1). После начала зондирования в контур когерентного гетеродина поступает напряжение зондирующего сигнала. Вплоть до момента отпирания когерентного гетеродина этот контур работает в режиме вынужденных колебаний и полная фаза колебаний будет Ф„~(~) =,И вЂ” ~а)+Ч.. (3) Разность фаз колебаний когерентного гетеродина и отраженного сигнала является при этом функцией времени Ф И) = Вн„И) — Е.„(~) = ~„, ~ — ~е И вЂ” ~а).
(4) Поэтому при наложении напряжения сигнала на напряжение когерентного гетеродина образуется импульс биений, происходящих с разностной частотой. Поскольку обычно выравнивают частоты колебаний сигнала и когерентного гетеродина, то этот импульс содержит значительно менее одного периода биений. Образование скоса амплитуды результирующего напряжения и (1) (рис. 7.42) при наложении колебаний сигнала и когерентного гетеродина можно иллюстрировать векторной диаграммой (рис. ?.43), на которой угол сдвига фаз между напряжениями когерентного гетеродина и сигнала меняется за время длительности импульса от Фн в начале импульса до Ф„в его конце, т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
