Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (1970) (1151796), страница 82
Текст из файла (страница 82)
Эта схема соответствует линейным операциям обработки и,„, (г) = и„(г) — и„Я вЂ” Т) (1) и поэтому представляет собой линейный фильтр. Частотная характеристика этого фильтра может быть найдена из соотношения Кд) "ы~ (1) 1 ивх (1) 1ввх ОЧ Амплитудно-частотная характеристика ~ К (1") ! = 2 ~ з1 и и~Т ~ (2) изображена на рис. 7.19, а. Она обращается в нуль для частот /г 1 ~д — — — и достигает максимума для частот ~д+ —. т 2Т Положение нулей этой характеристики изменяется при изменении периода посылки на некоторую величину ЛТ.
Поскольку практический интерес представляет участок гребенчатой характеристики в пределах полосы частот одиночного радиоимпульса, где величину 2лДТ + ЬТ) = 2п~Т+и можно считать по- 446 $ 7.9 с л е д е т е к т о р н ы м (некогерентным). При использовании этой схемы не требуется настройка накопителя на скорость цели, достаточно настроить гребенчатый фильтр подавления на среднюю скорость помехи. Частотная характеристика додетекторных каскадов определяется в данном случае по формуле К д) ~аи(0 ~ л' (О А Г Ю ЧУ иа пах~~l Рис. 7 18.
Схема однократного (а) и двукратного (б и в) череспериодного вычитания — гребенчатые фильтры подавления г!а1п Г/Г! а/ о г/т г/т рг/~/! б/ 0 У/T 2/Т Рис, 7.19. Амплитудно-частотные характеристики схем однократного (а) и двукратного (б) череспериодного вычитания стоянной, то изменение положения нулей в нужной полосе частот (пунктир на рис. 7.19, а) можно обеспечить, включая последовательно с нерегулируемой линией задержки регулируемый фазовращатель. Поясним работу гребенчатого фильтра подавления (рис. 7.18, а), полагая, что на него воздействуют различные последовательности радиоимпульсов (бесконечная периодическая последовательность; пачки периодически следующих радиоимпульсов, отраженные от точечной цели и от импульсного объема отражателей при наличии разброса скоростей).
Пояснение может быть дано как на основе спектральной, так и на основе временной трактовки воздействия. Бесконечная периодическая последовательность импульсов имеет линейчатый спектр. Меняя несущую частоту спектра либо смешан по частоте области подавления, можно подвести спектральные линии под эти области и тем самым полностью подавить отражения от местных предметов, представляющие собой периодически следующие импульсы на несущей частоте ~,.
С временной точки зрения полное подавление периодически следующих импульсов объясняется их временной компенсацией на промежуточной частоте, поскольку задержанный на период импульс не отличается от не- задержанного. В случае пачки периодически следующих импульсов, образуемой при обзоре, разные импульсы пачки имеют неодинаковые амплитуды. Поэтому при использовании череспериодного вычитания (ЧПВ) нельзя добиться полной компенсации, особенно на краях пачки. Чем больше количество импульсов в пачке, тем качество компенсации лучше. Качество компенсации ухудшается при увеличении скорости обзора, когда уменыпается число импульсов в пачке.
Со спектральной точки зрения ухудшение качества компенсации объясняется расширением гребней спектра пачки. Ширина каждого гребня по уровню, близкому к 0,5, определяется величиной 1~МТ, где Т вЂ” период повторения; М вЂ” число импульсов в пачке. Чем меньше количество импульсов в пачке, тем хуже качество подавления. Качество подавления ухудшается и в том случае, если ширина гребней помехи увеличивается за счет разброса скоростей отражателей (см. ~ 7.18). Существенное ухудшение качества подавления в обоих случаях можно пояснить со спектральной точки зрения заостренной формой провалов амплитудно-частотной характеристики схемы однократного ЧПВ,(рис.
7.19, а). Для расширения областей подавления была предложена схема двукратного вычитания., которую можно представить последовательным соединением двух схем однократного ЧПВ (рис. 7.18, б). При этом первая схема однократного вычитания вырабатывает первую конечную (не бесконечно малую) разность Л, (~) = и,„ф — и,„(1 — Т), а вторая схема однократного вычитания вырабатывает вторую разность Л, (1) = Л, (1) — Л, (1 — Т) или Л, (1) = и„, Я вЂ” 2и „(г — Т) + и,„(1 — 2Т). (3) Тот же эффект дает и схема (рис, 7.18, в), построенная на основе линии задержки на время 2Т с отводом, соответствующим задержке на время Т, и схемы весового суммирования.
Амплитудно-частотную характеристику схемы двукратного вычитания можно получить, перемножая амплитудно-частотные характеристики (2) схем однократного череспериодного вычитания, ф (~)~ = 4 зим Л~Т, (4) 448 $ 7.9 т. е. амплитудно-частотная характеристика (рис. 7.19, б) в отли- Г чие от (рис.
7.19, а) оказывается + ! не синусной, а синус-квадратной. Эта схема лучше компенсирует ! расширенные гребни спектра помехи, т. е. гребни спектра при уменьшенном числе импульсов в пачке или при разбросе скоростей отражателей. Улучшение качества подавления в этих случаях можно пояснить и с временной точки зрения. Если при линейном нарастании амплитуды импульсов первая схема однократного вычитания даст постоянный уровень остатка, то вторая схема однократного вычитания этот остаток полностью скомпенсирует. Поэтому схема двукратного вычитания в меньшей степени реагирует на амплитудную модуляцию импульсов в пачке, обусловленную обзором по угловой координате или разбросом скоростей отражателей.
Таким же образом можно убедиться, что схема двукратного вычитания в меньшей степени реагирует не только на амплитудную, но и на фазовую модуляцию (при малых изменениях фазы от импульса к импульсу). Наряду с определенными достоинствами схема двукратного вычитания характеризуется следующими недостатками: увеличением объема аппаратуры и расширением области провалов частотной характеристики.
Последнее может ухудшить условия обнаружения цели при некоторых ее скоростях. Области провалов можно сузить, сохраняя при этом параболическую форму последних. Для этого могут быть использованы обрати ы е с в я з и, например, с выхода схемы двукратного вычитания на ее вход, как это показано на рис. 7.20, соответствующем использованию отрицательной обратной связи.
Для расчета частотной характеристики К~,а (1) этой схемы используем обычную методику, полагая ~л'Рез Я~ Рнс. 7,21. Амнли~уцно-частотная харакзсристика схемы "1ПВ с отрицательной обратной связью К ~д ~вых (1) ~ Реа ч I (1) 1и (О е12х7Ф ' Учитывая последовательные циркуляции входного сигнала, получим + ( — р)'Кв (~) е' + ...1. Сум мируя члены бесконечной геометрической прогрессии, найдем Крее (О = К(0 () 5 При КД) =1 имеем К ев(7) = —. Вводя нормированную ре- 1 реа + зультирующую частотную характеристику Крее „(О, окончательно получим: (6) (1+ 1)) К® Крее н(0 формула (6) справедлива не только в том случае, когда фК(1)~ ( 1 и геометрическая прогрессия является убывающей, но и когда величина ~ р ~ ) 0 достаточно велика.
В этом можно убедиться, составляя баланс напряжений для установившегося режима гармонических колебаний: и,ы, (1) = К Я (и,х (1) — ~и,ых (1)1, откуда и 1 = () и вых()=1+ К .) вх() что с учетом нормировки приводит к (6) без ограничения на величину р. Если 1) достаточно велико, а частоты таковы, что',~К(~) ~ ) 1, то ~К еа„(~) ~=1, т.
е. результирующая частотная характеристика (рис. 7.21) имеет уплощенные вершины. Для тех же частот, для которых ~~Кф~ <<1, Кре.в У) =(1+1) К(1), $7,9 т. е. сохраняется параболический характер областей подавления, хотя ширина провалов сужается, Наряду с использованием обратных связей по схеме (рис. 7.20), т.
е. с выхода на вход, возможны и более сложные случаи, когда используются обратные связи от промежуточных точек схемы череспериодного вычитания. За счет этого возрастают возможности коррекции амплитудно-частотной характеристики. 450 ф 7.10. Гребенчатые фильтры накопления Гребенчатые фильтры накопления могут быть построены на основе схемы рециркулятора, включающей линию задержки, поставленную в цепь обратной связи (рис. 7.22). В этой схеме выходное напряжение определяется по формуле и,„„®=и,„(11+ ри,„(1 — Т)+ р'и„(1 — 2Т)+ ... (1) Суммируя члены геометрической прогрессии, находим КУ)= ае — 12и~Т (2) Переходя к нормированной амплитудно-частотной характеристике ! К. (О!= получим 1Каб!— т/ 1+ ! Р )' — 2! р ! еоа [2лтТ вЂ” агд Р1 Амплитудно-частотная характеристика рециркулятора имеет гребенчатую структуру (рис.
7.23). Ее гребням соответствуют ча- Рис. 7.22. Рециркулятор — гребенчатый фильтр накопления 451 $1.! О Коэффициент обратной связи р считаем при этом комплексной величиной с модулем, меньшим единицы. При воздействии на вход рециркулятора импульса на его выходе получается последовательность периодически следующих импульсов с убывающей амплитудой, причем убывание амплитуды тем меньше, чем ближе к единице величина ф~. Если на рециркулятор подать периодическую последовательность импульсов, например, с периодом, точно равным времени задержки, будет наблюдаться накопление импульсов. Частотную характеристику рециркулятора найдем по обычной методике Рис. 7.23.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
