Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (с содержанием) (1151797), страница 86
Текст из файла (страница 86)
Принимакпся 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 1 частоты залаюЩЕго ГЕНеРатоРа (61в г)окв доп ж 1йй . 12еУн й 7.!5 й 7.16. Принципы построения радиолокаторов с внешней когерентностью Метод внешней когерентности состоит в том, что для получения информации о начальной фазе зондирую!цего 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 компенсации (череспериодного вычитания Ч)7 В). Схематически показан индикатор с амплитудной отметкой АИ, на который подаются колебания до (1) или после (2) схемы череспериодного вычитания. Соответствующие осциллограммы представлены на рис.
7.45, б. Ло 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 = 4п †(п„п — о„„), как и для ра- Т диолокатора с внутренней когерентностью при скомпенсирован- Рис. 7 45. Блок-схема радиолокатора с анешнеа когерентностью (а) н эпюры, поясняющие его работу (б) $7.! 6 ной скорости ветра. Характерно при этом, что какая-либо регулировка схемы для учета ветра не требуется.
Несмотря на указанное достоинство схема некогерентной компенсации обладает существенным недостатком. Для разрешаемых объемов, в которых отсутствует помеха, имеет место обычное (не фазочувсгтвительное) 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. Эффективность 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 З 7.5. При этом могут решаться задачи не только компенсации помех, но и одновременной компенсации помехи и накопления сигнала. Схема рис.
7.46 аналогична приведенной на рис. 7.8. Вместо элементов антенной решетки источниками подаваемых на нее напряжений служат отводы линии задержки. При весовых коэффициентах ае = ах = 1 Рис. 7.48. Многоканальная схема компенсации пассив. иых помех с использованием корреляционной обратной связи 478 5 7Л6 в случае т = 1 имеет место однократная череспернодная компенсация с самонастройкой. Если скорость цели известна, то путем подбора весовых коэффициентов можно настроить схему на величину этой скорости, чтобы одновременно с компенсацией происходило когерентное накопление.
Прн неизвестной скорости цели возможна замена когерентного накопления некогерентным (отдельные значения а заменяются нулевыми, используется накопление после детектора). Для обеспечения когерентного накопления сигнала требуется усложнение обработки, как например в 5 7.10. Общим достоинством схем с внешней когерентностью перед схемами с внутренней когерентностью являются значительно более низкие требования к стабильности частоты местного гетероднна, поскольку его фаза почти одновременно (т. е. через время т„, а не 7,) переносится на фазы опорного и принимаемого колебаний. Недостатком ряда схем с внешней когерентностью является расширение спектра помех вследствие нелинейного преобразования колебаний в детекторе.
Поэтому качество подавления помех может оказаться несколько хуже, чем для метода внутренней когерентности при скомпенсированной скорости ветра. Схемы же типа рис. 7.46 при достаточно большой постоянной времени корреляторов по качеству подавления приближаются к схемам с внутренней когерентностью. й 7.17.
Методы уменьшения числа зон «слепых» скоростей при селекции движущихся целей При любом способе обеспечения когерентности (истинная внутренняя, эквивалентная внутренняя, внешняя когерентность) и любом способе обработки (на промежуточной или на видеочастоте) характер амплитудно-скоростной характеристики определяется в первую очередь формой и параметрами зондирующего сигнала— его телом неопределенности. Периодическая структура зондирующего сигнала от импульса к импульсу и постоянство его огибающей на протяжении импульса приводят к периодической структуре тела неопределенности по оси частот и не позволяют в некоторых случаях разрешать цели, имеющие разные скорости, что и является причиной эффекта «слепых» скоростей. Нарушить периодичность тела неопределенности по скорости можно, например„следующими двумя способами: нарушая периодичность посылки импульсов или нарушая постоянство огибающей на протяжении импульса.
В любом из указанных случаев нарушается периодическая структура тела неопределенности по оси частот. Рассмотрим вначале влияние изменения периода посылки. На рис. 7.47 изображена периодическая последовательность импульй 7Л7 479 Рис. 7.47. Последовательность импульсов периодов Т, + Т« сов периода Т, + Т„в каждом из периодов которой излучается два импульса, разделенные промежутком времени Т,. Промежутки между посылками импульсов в этой последовательности принимают значения: Т;, Т,; Т;, Т, и т. д. Компенсация пассивных помех от неподвижного (или «остановленного» схемой компенсации ветра) объекта может быть осуществлена, например, с помощью схемы двукратной компенсации на линиях задержки, представленной на рис.
7.48, в которой за время интервала длительностью Т, переключатель должен находиться в верхнем положении, а за время интервала длительностью Т,— в нижнем. Схема образует вторую конечную разность. равную (в зависимости от положения переключателя) Ьт(1) 4 и (7)+и(1 — Т,— Т,) — 2и (7 — Т,) (1) или Ьа (() = и (1) + и (1 — Т, — Т,) — 2и (г — Т,). (2) Амплитудно-частотная характеристика независимо от положения переключателя определяется одним и тем же выражением ) К(1) (= 2ф — — соз 2п1Т,— соа 2пЛ«+ — соз 2п~(Т, + Т), (3) При Т»7Т» = лтlа + 1 эта характеристика существенно отличается от соответствующей частотной характеристики в случае. Рис, 7.48.
Схема двукратного череспериодного вмчигавв» с переменной задержкой $7. 17 480 !л/у/! !дня«с/у/! 7/ Тд О 7/т, Рис. 7.49. Нормированная амплитудно. частотная характеристика схемы двукратного череспернодного вы- читания с переменной вадержкой когда Т, = Т,. Для сравнения обе характеристики приведены на рис.
7.49: первая — сплошной линией для тlп = 6/7; вторая— пунктиром. Видно, что расстояния между нулевыми провалами при Т, чь Т, увеличиваются. Рассмотрим второй способ уменьшения числа зон «слепых» скоростей — переход от гладкой структуры огибающей каждого им. пульса к негладкой. В простейшем случае это может быть достигнуто путем одновременного излучения импульсов на разнесенных частотах, когда огибающая в течение длительности импульса принимает характер биений колебаний несущих частот. Одновременно с деформацией высокочастотной структуры серии импульсов при движении цели имеет место деформация огибающих биений несущих частот, которую можно использовать для селекции движущихся целей. На рис.
7.50 показана упрощенная блок-схема радиолокатора, который излучает импульсы одновременно на двух несущих частотах /, и /я. В момент зондирования образуются биения, колебания которых выделяются смесителем и используются для фазнрования когерентного гетеродина, работающего на разностной частоте. Операция получения биений осуществляется также после усиления и предварительной фильтрации принятых колебаний. Полученное таким образом напряжение сигнала разностной частоты биений подается на фазочувствительный детектор, на который в качестве опорного подается сфазированное при зондировании непрерывное колебание практически той же частоты. При отражении от неподвижного объекта н стабильной работе аппаратуры получится непульсирующая последовательность видео- импульсов.
В случае движения отражающего объекта наблюдается модуляция видеоимпульсов частотой, соответствующей разности допплеровских частот а 7.!7 4В! ~)д р = ~)дт — ~)ди = й" — ' (11 — 1«). с Разность допплеровских частот тем меньше, чем ближе друг к ДРУГУ частоты гт и гв. УменьшаЯ Разность частот гт — 7„а значит, и разность допплеровских частот, можно добиться, чтобы фазовый сдвиг на этой частоте за период посылки грг = 'ьа р Т для цели, движущейся с максимальной скоростью, не превышал 2я. В этом случае вообще не будет «слепых» скоростей среди реально возможных скоростей целей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
