Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (1970) (1151796), страница 83
Текст из файла (страница 83)
Амплитудно-частотная характеристика рецир- кулятора стоты ~ = — + —. Амплитуды гребнеи нормированы к едии агЯ р Т 2яТ' нице. Между гребнями располагаются провали» с уровнем 1 1 — ~~~ Подбор необходимой ширины гребней и уровней провалов может быть осуществлен за счет выбора ф~. Чем ф ближе к единице, тем уже гребни амплитудно-частотной характеристики, что соответствует увеличению памяти рециркулятора. Для о п т и м и з ац и и фильтрации ш и р и н у г р е б н е й а м п л и т у д н очастотной характеристики согласуют с шириной гребней амплитудно-частотного с п е к т р а с и г н а л а.
Иначе, это означает согласование длительности импульсной характеристики рециркулятора с длительностью пачки. Положение гребней амплитудно-частотной характеристики рециркулятора вдоль оси частот необходимо совместить с положением гребней амплитудно-частотного спектра сигнала. Последнее можно обеспечить как за счет частотного сдвига каждой из спектральных составляющих сигнала, так и за счет подбора аргумента р.
Рассматриваемая схема не может быть, вообще говоря, оптимальной для целей, имеющих разные скорости. П р и и з м е н енин скорости цели изменяется положение г р е б н е й с п е к т р а с и г н а л а. Соответственно нужна новая настройка гребней амплитудно-частотной характеристики рециркулятора.
Задача одновременного обнаружения сигналов от целей с различными скоростями может быть решена путем п а р а л л е л ьн о г о с о е д и н е н и я р е ц и р к у л я т о р о в, рассчитанных на разные скорости, Сложность такой схемы явилась препятствием распространению рециркуляторов. В последнее время, однако, выяснилась возможность обнаружения целей с различными скоростями при помощи рециркулятора с одной линией задержки. Поясним возможность такого обнаружения. Предположим, одиночный радиоимпульс поступает на оптимальный для него 4Я В 7.10 Рис. 7.24, К пояснению малости потерь при стробирова- нии выходного напряжения оптимального фильтра фильтр.
Пусть выход этого фильтра периодически стробируется короткими импульсами с периодом т„, заметно меньшим длительности выброса сигнала на выходе оптимального фильтра (рис. 7.24). Стробирование не ухудшает отношения сигнал!помеха, поскольку вершина выходного импульса образовалась в результате когерентного накопления за время всей дл ительности входи о г о и соответствует отношению сигнал/помеха, близкому к Г2.Э пиковому ~г — '.
Поэтому короткие импульсы, полученные после ~~о стробирования, могут нести информацию об амплитуде и фазе более широких вершин импульсов на выходе оптимального фильтра. Они могут быть затем обработаны в рециркуляторе, если линия задержки и остальные элементы рециркулятора обеспечивают необходимую широкополосность, а время задержки кратно величине т„. Для указанной последовательности стробирующих импульсов может быть установлено необходимое значение агя р.
С щественно, что схема рециркулятора значительную часть времени остается н е з а г р у ж е н н о и и может производит У ь обработку д л я д р у г и х з н а ч е н и й с к о р о с т и, а значит, и агф. На указанном принципе основана схема, приведенная на рис. 7.25. Она представляет собой рециркулятор, в цепь обратной связи которого включено звено, обеспечивающее необходимое значение ф~, и звено, обеспечивающее изменение во времени агф. П еле нее достигается в схеме двойного преобразования частоты, о д 1 содержащей гетеродины с частотами ~, и ~, + —. Если на вход Рве.
7.25. Многоцелевой гребенчатый фильтр ыакоп- ления этой схемы поступает колебание соз 2лЦ,~, то на выходе получается колебание вида 1 соз2л 1~о + Ч, +, ) — 1г) г = сов ~2л ~о1 + агф), где агф = и = 2л1/т„. Последний через каждый интервал времени меняется на 2л, т. е. принимает повторяющиеся значения. Соответственно через интервалы т„следуют моменты максимального накопления для .некоторой.допплеровской частоты. Поэтому обработка (рис.
7.25) оказывается эквивалентной обработке в рвииркиляторв со стробированием. На. схеме рис. 7.25 показаны гетеродины, колебания их разностной частоты выделяются в смесителе и синхронизируют генератор вертикальной развертки растрового индикатора. Вертикальная развертка, синхронизованная с изменением агд р, является р а з в е р т к о й с к о р о с т и. На горизонтальные пластины индикатора подается обычная р а з в е р т к а д а л ь н ос т и, Яркостная отметка на индикаторе покажет положение цели в координатах дальность — скорость. Описанные выше рециркуляторы на линиях задержки обладают большим достоинством — возможностью одноканальной обработки как на различных элементах дальности, так и для различных скоростей движения цели.
Это преимущество тем больше, чем сложнее схема для элемента дистанции. Однако, как уже отмечалось, за последнее время намечаются пути значительного у п р о щ е н и я отдельных ячеек обработки за счет перехода к интегральным схемам. В этом случае вновь возрождается интерес к схемам корреляиионно-фильтровой обработки типа рис. 3.46, когда принимаемые колебания стробируются импульсами для каждого участка дальности. При известной допплеровской частоте, как было показано на рис. 3.46, для накоп- 454 ф ?.10 5 7.11. Принцип когерентной оптимальной обработки на видеочастоте В силу своей простоты широко используются схемы когерентной обработки на видеочастоте с череспериодным вычитанием.
Покажем, что видеочастотная схема в принципе может быть выполнена оптимальной и осуществлять те же самые операции, что и схема (см. рис. 7.17) обработки на промежуточной частоте'. На рис. 7.26 пунктиром выделена часть схемы на промежуточной частоте, которая будет переводиться на видеочастоту. Если импульсная характеристика схемы череспериодного вычитания в полосе частот сигнала описывается выражением о (1) = Р (1) сов 2зт~, 1, (1) то частотную характеристику этого фильтра можно представить в виде К„ (?) = ~ Р(1) сов 2зт?в1 е ~'"~' Й .
(2) Используя формулу Эйлера, интеграл (2) сводим к сумме интегралов Ка (г) = Кк (г+го)+ Кг' 1г гв) 1 1 2 2 (3) где Кь Д) = ~ Р(1) е ~""'й. На видеочастоте возможно не только когерентное подавление, но и когерентное накопление. Схема оптимальной фильтрации на фоне небелого шума (см.
рис, ?.16) также может быть реализована на видеочастоте. ?.1 1 455 ления достаточно иметь только один контур. С учетом различия в допплеровских частотах потребуется число контуров порядка числа импульсов в пачке. Такая схема должна производить накопление для каждого элемента дистанции. Продетектированное выходное напряжение контура с наибольшей амплитудой повторно стробируется после детектора.
Состыкованные импульсы для различных элементов дистанции поступают на выход схемы. Наряду с накоплением таким же образом может быть решена задача режекции по частоте. Переходя к подобным методам, рассчитывают на более высокое качество режекции, чем при использовании памяти в виде линий задержки, потенциалоскопов и т. д. Г ! ! Дьл7гь'- Некоаерен~пныи ! ач Ои лтпР чаь-аписе,ть ! ! рис. 7.26. Пояснение перехода от обработки иа промежуточиоб к обработке на иидеочастоте Если на вход гребенчатого фильтра подавления поступают коле- бания ц(1), то на его выходе получим ы(~)= ~ у(з) о(1 — з) тЬ= = Ф', (т) соз 2тт~о ~+ %', (фш 2~х1е 1 = = ~/ %'~1 (1)+ К (~) соз (2п~,1 Ф(ц (4) где и'1 2 (ь)= ~ Д(Б)$ (ь — 3) Дя соз Ф(1) = Ут (1) ~ ',(О+1Р,'(1) (5) Огибающая этого напряжения, соответствующая выходному напряжению линейного детектора, будет (~~ (ь) = ! Ж ! (ь) + ~72 (ь) Полученным соотношениям соответствует схема, представленная на рис, 7.27, б.
В этой схеме напряжение с выхода оптимального фильтра одиночного импульса у(1) поступает на два умножителя, на которые поданы квадратурные гармонические колебания на несущей частоте ~,. После умножителей стоят гребенчатые фильтры подавления на видеочастоте с импульсными характеристиками У(1) и частотными характеристиками Кг(~) (рис. 7.27, в). На выходе этих фильтров получаются напряжения Ж',(1) и Ю',(1), определяемые формулой (5).
После операции извлечения квадратного корня из суммы квадратов этих напряжений получается напряжение Ю'(1), такое же, как на выходе схемы обработки на промежуточной частоте. На рис. 7.27, а показана частотная характеристика гребенчатого фильтра подавления промежуточной частоты. Последний вместе с детектором обеспечивает ту же обработку, что и квадратурная схема (рис, 7.27, б) при частотной характеристике фильтров видеочастоты, представленной на рис. ?.2?, в.
Операции умно ке- 456 э 7.11 б/ Рис. 7.27. Лмплитудно-частотные характеристики гребенчатого фильтра подавления иа промежуточной (а) и видеочастоте (в)", схема оптимальной обработки на видеоча- стоте (б) ния, которые предусматриваются схемой оптимальной обработки на видеочастоте, в каждом квадратурном канале приводят к образованию двух составляющих: двойной частоты 2)"., и видеочастоты, например, И Я сов (2л~, 1 — ~р (1)) сов 2тт~, 1 = 1 = — У (1) сов (4л~ 1 — ~р ®1+ — У(1) соз ~р (1). 1 2 2 На выходе каждой видеочастотной цепи действует только видео- частотная составляющая. Эта составляющая зависит не только от амплитуды поступающего на умножитель напряжения, но и от его фазы по отношению к опорному напряжению, т.
е. каждый умножитель ведет себя как фазочувствительный детектор. Подобный же результат может дать схема фазочувствительного детектирования, показанная на рис. 7.28, а, в соответственно в небалансном и балансном варианте, если амплитуда опорного напряжения, подаваемого на эту схему, У, )) (/. Например, для схемы (рис. 7.28, а) переменное напряжение, снимаемое с разделительного конденсатора, в соответствии с векторной диаграммой (рис. 7.28, б) составит $7.11 457 у юг) со5 ~и~ т-<р(~)1 ЩЦсоз~ы~й-РМ3 Усоар и, о5 СР СО55О а/ Е/ д/ Рис. 7.28.
Фазочувствительный детектор (а), векторная диаграмма напряжений (б) и балансный фазочувствительный детектор (в) Л(/,е, = (/„,— и, =(/ Р, где (/реа — — (/о+(/соз(р при сделанном допущении (/о~~(/. В качестве гребенчатого фильтра подавления на видеочастоте (так же, как и на промежуточной) могут использоваться схемы череспериодного вычитания с элементами памяти на линиях задержки, потенциалоскопах и т. д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
