Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (1970) (1151795), страница 85
Текст из файла (страница 85)
всего на Ф, = ф„— фн. Значения ф„и Ф„находим из формулы (4): Фн Ф ("з ~и) вкг ('з ~и)+ е е ти1 'Ф,='Ф И.) =го,~.. (5) Чтобы избежать перемены знака за счет биений, требуют ~Ф.!=1Ф.— 'Ф.~=1 .— -~ °: —. (6) При этом возможны только небольшие скосы вершины видеоимпульсов за счет того, что напряжения в начале и конце ((I сов ф„ и У созф„) не одинаковы. При достаточной стабильности частоты сигнала и когерентного гетеродина даже при некотором скосе вершины можно добиться Рис. 7.43. Векторная диаграмма, иллюстрирующая возможность скоса вершины импульса за счет сдвига фаз за длительность импульса 473 дина при этом не меняется.
Это значит, что начальная фаза сигнала навязывается когерентному гетеродину, т. е. ~рн, = ~р„и остается навязанной ему в течение всего периода посылки. Если время запаздывания отраженного сигнала составляет величину ~, (рис. 7.42), то полная фаза отраженного сигнала во время его существования 1, — т„~~ Г ( ~, определяется вы- ражением удовлетворительной компенсации сигналов от неподвижных отражателей. Чтобы иметь возможность компенсировать отражения от дипольных отражателей, перемещаемых ветром, достаточно включить схему компенсации действия ветра, подобную схеме рис. 7.37, либо в цепь опорного напряжения фазочувствительного детектора, либо в цепь фазирующего импульса. $7.15.
Влияние нестабильностей на эффективность СДЦ в радиолокаторе с внутренней когерентностью Основными нестабильностями, влияющими на СДЦ в радио. локаторах с внутренней когерентностью, являются: — нестабильность периода посылки и длительности импульса; — нестабильность частоты задающего генератора при истинной внутренней когерентности; — нестабильность частоты когерентного гетеродина при эквивалентной внутренней когерентности; — нестабильность частоты сигнала (при истинной внутренней когерентности и стабильной фазовой характеристике усилителя мощности нестабильность частоты сигнала сказывается в меньшей степени); — нестабильность частоты лестного гетеродина (в условиях супергетеродинного приема основной гетеродин приемника в отличие от когерентного называют местным).
Все перечисленные виды нестабильностей могут привести к пульсациям компенсируемых сигналов, а следовательно, — к остаткам помехи на выходе схем компенсации. Поэтому принимают специальные меры для стабилизации всех перечисленных выше параметров. Особенно сложной является стабилизация частоты применительно к условиям эквивалентной внутренней когерентности. Поэтому именно на этом примере продемонстрируем один из возможных подходов к учету влияния нестабильностей и выбора требований к элементам когерентно-импульсной .аппаратуры. Считая для простоты форму импульса прямоугольной, будем исходить из того, что на выходе фазового детектора образовался скошенный импульс со значениями напряжения и„= У созф„ в начале и и„= У созф„в конце импульса.
Изменение угловф„и ф„за период посылки приведет к остаткам напряжения на выходе схемы череспериодного вычитания: би„= — У„, з|п ф„бф„, Ьи„= — У„, з1п ф„Ь~,„ 474 где 6фк и 6~[~к — нестабильности фазы, обусловленные влиянием нестабильности частоты. Используя формулы [(5), ~ ?.14), находим Ь~„= (~, — т„) 6о„„-[- тк 6а„ як = ~з 6гокг (2) Найдем среднее значение квадрата остаточного напряжения, например, для начала импульса (6и )' = ~/ з1пг ~Р [(1 — т )г (6в )' + + +т„(6го,)г+2 (1,— т„) тк 6вк,6в,).
Аналогично — = — 1, (6акг)г. (6ик)з 1 г У~~ 2 (5) Если потребовать, чтобы " = —, то при одинаковом (6и„)з 1 цг 400 влиянии нестабильностей частот сигнала и гетеродина их допустимые среднеквадратичные значения определяются величинами (61з)зкздоп= " (Вз)'= 1?) При максимальном времени запаздывания 1з = 1 мсек (дальность 150 км) и длительности импульса тк = 2 мксек соответственно получим: (6~кг) зкк к,к = 8 гг( и (6~,)„„„,„= 4 кгц. Стабилизация когерентного гетеродина особенно осложняется, поскольку требуется фазирование.
Поэтому, чтобы облегчить усло- 4?5 Усреднение по фк можно произвести независимо от усреднения по нестабильностям 6о)к„и 6о„при этом з[пг~к=1~2. В силу независимого характера флюктуапий частоты когкерентного гетеродина и генератора сигналов 6вк,6а„.=О. Таким образом, относительное значение среднего квадрата остатков будет — ~(~з ~и) (60'кг) + т~ (6~с) 1' (4) Рис. 7,44. Блок-схема когерентно-импульсного радиолокатора с эквивалентной внутренней когерентностью и с когерентньгм гетеродином на промежуточной частоте: ИМ вЂ импульсн модулятор; М вЂ” магнетрон; Кà †когерентный гетероднн; См — смеситель; Мà — местный гетеродин; ФД вЂ” фааочувствительный детектор вия его стабилизации, когерентный гетеродин ставят на промежуточной частоте и блок-схема когерентно-импульсного радиолокатора принимает вид, показанный на рис. ?.44.
В этом случае высокие требования должны предъявляться к стабильности не только когерентного, но и местного гетеродина, даже более жесткие требования, поскольку наряду с прежними источниками нестабильностей добавляется еще один источник — местный гетеродин. Однако эти требования выполняются несколько легче, так как исключено фазирование на высокой частоте. Тем не менее, нужно по возможности исключить влияние на местный гетеродин всех источников нестабильности.
В частности, в радиолокаторах с внутренней когерентностью не допускают быстрой автоматической подстройки частоты местного гетеродина, предпочитая ей, например, скачкообразную, механическую перестройку. Возможно также использование автоматической подстройки частоты магнетрона под местный гетеродин взамен автоматической подстройки местного гетеродина под частоту магнетрона. Принимаются меры по устранению влияния вибраций, пульсаций источников питания и резких перепадов температуры на работу местного гетеродина. В радиолокаторах с истинной внутренней когерентностью обеспечить стабильность частоты несколько (но не намного) легче.
Так, вдвое меньший средний квадрат остатков по сравнению с предыдущим примером (1/800) может быть обеспечен, если уход частоты заДающего генеРатоРа (61 ),„,д,„=— 1 1251а 476 э 7.15 $7.!о. Принципы построения радиолокаторов с внешней когерентностью Метод внешней когерентности состоит в том, что для получения информации о начальной фазе зондирующего импульса используется сама пассивная помеха. Известны несколько разновидностей метода внешней когерентности. На рис. 7.45 представлена схема и эпюры, поясняющие возможности некогерентной компенсации пассивной помехи.
В соответствии с изображенной схемой колебания от УПЧ с большим динамическим диапазоном (например, логарифмического) поступают на обычный детектор Д, за которым следует схема череспериодной комценсации (череспериодного вычитания ЧПВ). Схематически показан индикатор с амплитудной отметкой Ао, на который подаются колебания до (1) или после (2) схемы череспериодного вычитания. Соответствующие осциллограммы представлены на рис. 7.45, б. До схемы череспериодной компенсации наблюдается продетектированная пассивная помеха, сравнительно медленно флюктуирующая вследствие взаимного перемещения отражателей в каждом разрешаемом объеме. Если внутри некоторых разрешаемых объемов имеются быстроперемещающиеся относительно этих объемов цели, то имеют место значительно более быстрые флюктуации. Поэтому после череспериодного вычитания можно обнаружить пульсации импульсов цели на фоне остатков помехи.
Таким образом, благодаря одновременному приходу отраженных сигналов от разрешаемых объемов, содержащих мешающие отражатели, и от целей обыкновенный амплитудный детектор приобретает свойства фазочувствительного детектора. Опорным для него напряжением оказывается напряжение пассивной помехи. Поскольку фаза этого напряжения и фаза отраженного сигнала одинаково зависят от начальной фазы колебаний зондирующего импульса, последняя не влияет на разность фаз сигнала и опорного напряжения. Она зависит лишь от радиальной скорости перемещения цели относительно помехи и определяется по формуле ~рт — — 4Л вЂ” (о„п — о„н), как и для ра- Т диолокатора с внутренней когерентностью при скомпенсирован- и, ~'ГА~И Рис, 7.45.
Блок-схема радиолокатора с внешней когерент- иоствю (а) и эпюры, поясняющие его работу (б) $7. 16 477 ной скорости ветра. Характерно при этом, что какая-либо регулировка схемы для учета ветра не требуется. Несмотря на указанное достоинство схема иекогерентной компенсации обладает существенным недостатком. Для разрешаемых объемов, в которых отсутствует помеха, имеет место обычное (не фазочувствительное) детектирование и при отсутствии флюктуаций сигналы от целей повторяются каждый период и компенсируются в схеме ЧПВ. Таким образом, цель на участках пространства, свободных от пассивных помех, может оказаться потерянной, если не приняты против этого специальные меры. Чтобы избежать потери цели, в схему вносят те или иные видоизменения.
Одно из описанных в литературе видоизменений состоит во введении быстродействующего устройства анализа помехи и коммутатора выходного напряжения. При отсутствии помехи на индикатор подается напряжение не с выхода схемы компенсации, а непосредственно с детектора. Наличие или отсутствие помехи определяется по превышению установленного порогового уровня в течение определенного времени. Зффективность коммутации возрастает, если напряжение на детектор подать через небольшую линию задержки, а на анализатор помехи — без задержки.
Описанный способ не является единственным. Одним из методов учета свойств помехи является использование корреляционных обратных связей, как в ~ 7.5. При этом могут решаться задачи не только компенсации помех, но и одновременной компенсации помехи и накопления сигнала. Схема рис. ?.46 аналогична приведенной на рис. 7.8. Вместо элементов антенной решетки источниками подаваемых на нее напряжений служат отводы линии задержки. При весовых коэффициентах сс, = сс, = 1 Рис,?.46. Многоканальная схема компенсации пассивных помех с использованием корреляционной обратной связи 5 7л6 в случае т = 1 имеет место однократная череспериодная компенсация с самонастройкой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
