Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (с содержанием) (1151797), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Если даже ограничиться расчетом дальности в режиме обнаружения, то и в этом случае придется учесть большое число факторов, влияющих на величину Э„р „„„. Так, только к факторам, учитывающим реальные условия обработки, относятся: — неоптимальность тракта фильтрации по высокой и промежуточной частоте; — неоптимальность видеочастотиого тракта; — неоптимальность визуального или цифрового съема информа. ции. 246 $ 5.6 На величину Эир влияют также условия обнаружения— заданные величины условных вероятностей правильного обнаружения Р и ложной тревоги Р, наличие флюктуаций цели и т.
д. Поскольку приведенные ранее расчетные графики (см. рис.3.55, б) относились к пачкам радиоимпульсов прямоугольной формы, в расчет следует далее ввести поправку, связанную с учетом непрямоугольности пачки. Начнем с анализа величины Э,р „„„в случае когерентных сигналов и оптимальной обработки.
Определение Э„р „„„может производиться на основе графиков (см. рис. 3.53) по заданным значениям 0 и Р применительно к одиночным когерентным сигналам со случайной начальной фазой или пачкам таких сигналов (нефлюктуирующим или дружно флюктуирующим). Пусть производится оптимальное обнаружение пачки из М когерентных между собой импульсов. Когерентная пачка с прямоугольной огибающей по своей энергии эквивалентна одному импульсу длительностью т„= Мт„. Поэтому значение коэффициента разли. чимости ч = Э„, „„„хl)У, определяется для нефлюктуирующей и флюктуирующей пачек при заданных 0 и Р по графику (рис. 3.53).
Так, для значений 0 = 0,9 и Р = 10 — ' значение ч для нефлюктуирующей пачки равно !3,5 дб (22,4). Соответствующее значение коэффициента различимости для одного импульса пачки будет ч„= = Э„р,„„х/ММ, = ч)М или в децибелах ч„(дб)=ч (дб) — 10!д М. Эта величина может быть найдена расчетным путем или из графика рис. 3.55, б. Например, для Р = 0,9, Р = 10 — ', М = 10 значение ч„(дб) = 3,5 дб, а ч„= 2,24.
При этом дальность действия РЛС по сравнению с одиночным импульсом увеличивается в у'М раз. Пусть далее производится оптимальное обнаружение по пачке некогерентных импульсов. Потери на некогерентное накопление импульсов пачки будем обозначать ч,. При этом значение коэффициента различимости пачки увеличится в ч, раз или на ч, (дб), а дальность действия РЛС по сравнению с одиночным импульсом увеличится в ~/М(чг раз.
Значение ч, в децибелах можно получить из графика, приведенного на рис. 3.56. Так, для М = !О находим ч, (дб) = 1,5 дб. Коэффициент различимости для одного импульса пачки также увеличится на ч, (дб). Непосредственное определение коэффициента различимости для одного импульса пачки может быть произведено по кривым рис. 3.55, б для некогерентного суммирования (сплошная кривая). При числе импульсов в пачке М=!0 коэффициент различимости ч, составляет 5 дб против 3,5 дб для когерентной пачки, т.
е. потери составляют те же ч, (дб) =1,5 дб. Перейдем к поправкам, обусловленным изменением условий обнаружения оп1 принятых за начальные (Р = 0,9, Р = 10 — '). Начнем со случая, когда задаются 0 и Р, отличные от принятых при построении кривых рис. 3.55 и 3.56. Приближенно можно й 6.6 247 ввести поправку по кривым обнаружения (см. рис. 3.53). Так, для О = 0,9 и г" = 10 — ' коэффициент различимости возрастает на 0,8 дб. Если пачка дружно флюктуирует, необходимо учесть дополнительное возрастание пороговой энергии (при 0 = 0,9 и г" = 10 — ') согласно кривым рис.
3.53 примерно на 8,2 дб. Если коэффициент различимости для импульса нефлюктуирующей пачки (П = 0,9 и с = 10 — ') принять за начальный и обозначить ч„поправки, обусловленные переходом к новым 0 и г или к флюктуирующей пачке, целесообразно рассматривать как дополнительные потери ча (дб) или ма (дб).
Следует иметь в виду, что при определении начального значения то (дб) по графику рис. 3.55, б потери на некогерентную обработку ч, учитываются автоматически. Потери ча и ча (без потерь ч,) учитываются сразу же, если начальное значение коэффициента различимости то определять по графику рис. 3.53 с учетом заданных значений 0 и г и флюктуаций отраженного сигналае. Потери за счет неоптимальности полосы пропускания УПЧ (тч). Пусть полоса пропускания по высокой (промежуточной) частоте выбрана шире оптимальной в й > 1 раз (что используется при нестабильной работе передатчиков, гетеродинов и для лучшего воспроизведения формы импульсов).
Увеличение мощности шума на выходе приемника приводит к соответствующему проигрышу в пороговом сигнале. Последний, однако, может быть частично скомпенсирован. В самом деле, при более широкой полосе пропускания переходные процессы протекают быстрее, выбросы шума сужаются. Тогда за время длительности импульса вместо одного укладывается й независимых выбросов шума.
Иначе, импульс сигнала и шума длительностью тн разбивается на я таких независимых более коротких импульсов, для каждого из которых полоса оптимальна. Некогерентное интегрирование этих импульсов после детектора до некоторой степени скомпенсирует проигрыш в пороговом сигнале. Последнее достигается путем сужения полосы пропускания по видеочастоте до величины порядка 1(т,. Нескомпенсированный проигрыш в пороговом сигнале для одиночного радиоимпульса определяется потерями некогерентного суммирования к импульсов (см. график рнс.
3.56). Например, если й = 3, то потери составят ч, (дб) 0,8 дб или о, = 1,2 раза. При обнаружении пачки из М некогерентиых импульсов и неоптимальной полосе УПЧ после детектора фактически накапливается не М, а М' = йМ ) М импульсов. Например, если М = 20, а й = 3, то М' 60. Разность потерь для М' = 60 и М = 20 импульсов составит 4 — 2,25 = 1,75 дб, что соответствует увеличению энергии порогового сигнала в ч4 — — 1,5 раза. Потери, обусловленные плохой разрешающей способностью индикатоРа или потенчиалоскопа (ча) и сцжением полосы видеотРакта * полее точная методика расчета, нак отмечалось ранее, описана а (нм), 948 $ з.а (ч,).
За счет конечной ширины пятна изображение импульса на экране растягивается. Коэффициент растяжения й при заданных скорости развертки о (мм(мксек], длительности импульса т„1мксек] и диаметре пятна трубки й [мм] определяется соотношением ьт„+в чти При этом в каждом цикле развертки налагаются яркости й соседних независимых выбросов шума (или сигнала и шума). Это значит, что за М циклов будет налагаться М' = йМ таких выбросов, т. е. дополнительные потери интегрирования будут определяться разностью потерь для М' = яМ и М импульсов. Например, если т„=2 мксек, о=-О,!мм(мксек, й=!мм,М=20,той=6, а чь (дб) = 2,8 дб. Аналогичные потери имеют место при сужении полосы пропускания П, видеотракта приемного устройства.
Соответствующий коэффициент растяжения выбросов помехи (или сигнала и помехи) в видеотракте будет ((ч + ((в ((в где П, = (1,2 — '1,4)(т„— практически оптимальная полоса. Например, если П,(П, = 1(5 (т. е. й = 6), то ч, (дб) = 2,8 дб, так же как и в предыдущем случае. Потери за счет неоптимальной формы частотных хараюперистик приемника (ч,). Уже в случае использования пслосовых фильтров с оптимальной полосой (см. 93.12) пороговое значение энергии принимаемого сигнала увеличивается в 1,2 раза или на ч, (дб) = 0,8 дб по сравнению со случаем чисто оптимальной фильтрации. Потери, зависящие от оператора, или потери на цифровую обработку (ч,).
Способность оператора наблюдать за экраном индикатора и распознавать отраженные импульсы ограничена. Так, индикатор кругового обзора, насчитывающий 180 элементов разрешения по азимуту и 20 элементов по дальности, при темпе обзора 1О— 20 сек выдает в секунду 180 — 360 двоичных единиц информации.
Информационная же способность оператора не превышает 20 двоичных единиц информации в 1 сек. Такое несоответствие приводит к потерям в энергии порогового сигнала. Как следует из экспериментальных данных, эти потери зависят от вероятности правильного обнаружения в каждом цикле обзора. Лля значений Р, заключенных между 0,9 и 0,5, потери могут изменяться от 2,0 до 7,5 дб.
Потери на цифровую обработку можно определить по графику рис. 3.57. При и = и„, дополнительные потери по сравнению со случаем квадратичного накопления не превышают 1 — 2 дб. Поправка, обусловленная неточным учетом формы диаграммы направленности (ч,). До сих пор предполагалось, что форма импуль- 9В за к ~ зов 249 сов пачки прямоугольная, а их амплитуда соответствует максимальному коэффициенту усиления антенны. Реально же пачка прн заданном максимальном коэффициенте усиления модулируется непрямоугольной диаграммой направленности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
