Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 13
Текст из файла (страница 13)
з 2.4). В з 2.2 упоминалось, что при флуктуврующей ЭПР в уравнение дальности подставляется ее усредненное по времени зиаченае. В дальнейшем при построении графинов обнаружения сигнала (см. рис. 9, !0), используется именно такое зна- чение. Но в некоторых задачах (6 2.9) целесообразно использовать введевное в з 2.2 понятие о «времяпроцентном уроенел отрозгиюи(ед поверхности флуктуи- Руюи)ей цели, Длина волны (частота). Обычно никаких трудностей при определенви или оценке (измеренни) частоты, которая подставляется в уравнение дальпастн ра- диолокации, не возникает.
Однако в некоторых РЛС используются широкополос- ные сигналы или частота сигнала изменяется от импульса к импульсу. При этом возникает вопрос, для какого значения частоты вычислять дальность. Присут- ствие а (или Г) в уравнениях дальности определяет явную зависимость дальности от частоты, но этим зависимость дальности от частоты не ограничивается, так как и другие параметры в уравнении дальности иногда зависят от частоты, хотя ати зависимости и не выражены в явной форме.
Поэтому анализ втой зависимости мо- лкет оказаться давольно сложным и результаты его зависят н от параметров, ното- рые мы считаем зависимымн от частоты, и от параметров, не зависящих от нее. (Например, коэффициент усиления большинства антенн существенно зависит от частоты, но для некоторых типов антенн в довольношнрокой полосе частотои практичесни не зависит ат частоты). Ширина полосы пропускания и коаффицнеиты согласования.Ширина частот- ного отнлика В„ (ширина полосы пропускания селективных цепей приемника) в явной форме входит в уравнения (4) †(7); в других уравнениях дальности она ) чтена в коэффициенте Сй. Из уравнения (4) видно, что В„непосредственно влияет на уровень шума на выходе приемника. В общем случае В„влияет и иа уровень сигнала, хотя и не обязательно точно так же, как и на шулл,так как спектр сигна- ла обычно пер авномереи.
Согласно равенству (7) существует значение Вп (порядка !!т), которое оптимизирует отношение сигнал(шум на выходе. (Это утверждение применимо пе только к РЛС с простыми импульсами, но и к РЛС со сжатием им- пульсов, если под т понимать длительность сжатого импульса.) Уравнение дальности (6) и уравнения, полученные из него, записаны с уче- том, в явной или неявной форме, понятая о мощности шума, которая согласно (4) пропорциональна параметру В„. В соответствии с этим, как уже упоминалось в з 2.2, в уравнении дальности используется специально опрсделеиный параметр В», известный,как шумовоя ширина полосы пропускания. Ее определение, данное Парсом [!6], выражаетсь равенством (16) где 6« — коэффициент усиления на центральной частоте РЛС, а о (]) — в принсипе суммарный коэффициент усиления от антенны до детектора.
На практике б([) обычно эквивалентен частотной характеристике ПЧ фильтра приемника. Мощность шума в детекторе при таком определении В„равна йТ«ВиС«е. Зй 2.33 Определение оценки параметров уравнения дальности радиолокации Это определение задает О([) кчк частотную характеристику участка приемно го тракта только до детектора. Отсюда вытекает, что для получения наилучших результатов ширлна поло ы прапускания видеоусилителей (после детектора) должна быть равна по крайней мсрг половине шлрнны полосы пропускания тракта до детектора.
Если шлряна поло ы пропускания оидеоусилителей достигает такого значения или бйльшего, то ее точное значение влияет на возможность обнаружения сигнала незначительно или даже совсем не сказывается. На практине, однако, обычно за ширину полосы пропускания приемника до детектора принимают ширину частотной характеристики между точками половинной мощности. К счастью, это значение обычно очень близко к истинной шумовой ширине полосы пропускания, хотя точная связь этих двух определений зависит от формы частотной характеристнки (см. т, 3, гл.
2 и [15, с. 177]). Коэффициент коррекции ширины полосы Сп в уравнениях (10), (12), (13) введен для учета того факта, что при неоптимальном значении В„необходимо большее значение коэффициента различимоств )т, в тз время как Уэ соответствует оптимальной ширине полосы пропусканяя Вор!. Следовательно, Сн > 1.
На основании данных, полученных при экспериментальном изучении проблемы обнаружения сигнала во время второй мировой войны в Военно-морской исследовательской лаборатории США, Хоэфф [20] вывел эмпирическое соотношение (17) глс  — ширина полосы пропускания приемника до детектора; т — длительность импульса, и а = Верст. Фактвчески Хоэфф предполагал, что В р! = 17т, а и = !. Однако на основании экспериментов, проведенных несколько позднее в Лаборатории излучений МТИ, был сделан вывод, что а = 1,2 при визуальном обнаруженви сигналов оператором на элране электронно-лучевого индикатора [!5). Впоследствии эта величина широко использовалась для расчета Вор! при разработке РЛС и при вычислении коэффициента Сп, входящего в уравнение дальности [11, 12). Тем не менее Норе*' высказал предположение, что сх = 1,2 получено на основании неправильной интерпретации опытных данных Лаборатории излучений.
Он указал, что прп изучении зависимости мощности минимального обнаруживаемого сигнала от про изведения Вт в результате получается кривая, имеющая несимметричный характер. При этом предполагалось, что «мысленный строб по дальчости» наблюдателя выбирается оптимальным образом для каждого значения Вт; при анализе использовалась теория, развитая Норсом в его отчете 1943 года [2]. Эта асимметрия имеет такой характер, что если экспериментальные данные, подправив, привесюь к симМетричной форме, то они, по-видимому, будут минимальны при более высоких значениях а.
Следовательно, величина и при визуальном обнаружении цели оператором на экране индикатора должна быть ближе к 1, чем значения, указанные Лоусоном и Уленбеком. К счастью, в обычно встречающемся диапазоне величин Вт точная величина сх не играет существенной роли. На рпс. 1 и 2 приведены кривые, соответствующие уравнению (17) и результатам экспериментов в Лаборатории излучений. Интерпретация Св как коэффициента, учитывающего только неоптимальность ширины полосы пропускания преддетекторного фильтра, допустима в тех случаях, когда импульсы имеют простую форму или когда нас интересуют только нриближенные результаты.
В принципе этот коэффициент должен также учитывать полную амплитудно-фазовую характсристику фильтра (его отклоненге от характеристики согласованного фильтра). Условие согласованной фильтрации, ь> Это предположение сделано в личной беседе с автором в !933 г. Гл г. Расчет дальности РЛС ~~ у сз г ),У 'ут(дар в Рнс. ). Зависимость казффнниентв «оррекнии ширины волосы пропускзннв ьв от отношении ширины полосы В и оптимальной ширине по- лосы В,рь Грзфик построен па змпнрнческай формуле ()7) Хазффз.
ь. к й Ф В 0 ш-4 ~Ж -г л) йг ([л ([г(у г 9 ув)а гу УГ Рис. 3 Эксперимеитззьные результаты, вака. зыезшшне влияние ширины полосы пропускапн» (произведении Вт) нв хзрзктеристикн обнзруменин (нв козффнпиент рззлнчнмастн У(м() при веровтности обнаружении залы в точ- ке минимума кривой У(ш ш~ Уиш. В качестве параметра нспользавзнз чзстатз павтареивв импульсов (ЧПИ) (!(81, рис.
8.7). каи установил Норс [2), заключается в выполнении требования, чтобы передаточная характернстнкз приемника была комплексно сопряжена со спектром отрзженного сигнала на входе приемной антенны Энзчения СВ, вычисленные на основании такого подхода для некоторых наиболее типичных характеристик отклика и форм импульсов, можно получать из представленных на рис. 3 кривых по формуле С —— ап1 !!ой [т/(о (у — 3)] (18) где у — значение ордннаты кривой, дБ. Следовательно, СВ в) — — у — 3. ()на) Одна из кривых рнс. 3 соотвегствуег гауссовой характеристике отклика и гауссову импульсу. В этом случае условие согласованной фильтрации может быть выполнено, н прн оптимальном знзчении ширины волосы пропускання (в точке минимума кривой, где у = 3) имеем СВ = 1, чему соответствует сз = 0,44.
Этот результат получен при определении ширины полосы прспускания на уровне половинной мощности. Для прямоугольного импульса при оптимальном значении ширины полосы пропускания характеристики типа характеристики связанных контуров (прн аналогичном определении ширины полосы) получается а = 0,7. Соответствующая этому случаю величина С —— 1,!2 указывает, что потери на рассогласование невелики (0,5 дБ)).
В приведенных здесь уравнениях дальности, определениях и методах оценки тех или иных величин под спектром импульсного отраженного сигнала (в свете предыдущего определения согласованной фильтрации) понимается спектр е д и н н чн о г о импульса. Спектр последовательности периодически повторяющихся импульсов имеет, нонечно, линейчатую структуру. Интегратор на линии задержки можно рассматривать как фильтр, линейчатый спектр которого согласован со 24.
Огноитгнис мощностей минимального обнаружиааемого сигнала и шума спектром последовательности импульсов, и в этом смысле влияние интегрирования можно исследовать с точки зрения согласованной фильтрации в часттотной области. Здесь, однако, это влияние рассматривается как процесс накопления во времени (принцип суперпозицнн). В соответствии с этим при опенке величины Вн и характеристики 0 (/) по формуле (16) не надо учитывать того, что спектральная характеристика интегратора имеет линейчатую структуру.
Вместо этого выигрыш от интегрирования следует характеризовать величиной„связаиной Прпмоусапьный импупгс и прпмоугпп»поя тпсгпогппоя «ороктгросмоко усипитспп пЧ П пмо гоп»мни омп«л»со опитгпь !В р у ! ус Пас дгумп мострпгпйымтт пгптурома Прпмоугопьимй ампул»с огпуссога «ооолтгпастока уса- пито«я ПЧ рооссп у омпуппс о гоу сода «орпктсростака усцпопмпп по фт йоа 4! 42У4 ( 2 пб!й 2п Вс Рис 3 нлиннне ширины полосы (Вт) на относительном характеристику обнаружении е депп бедах.
Вычислении производились дла нескольких сочетания формы иипульса фильтра 1!81 (рис. 8Л!!. н характеристик 2.4. Отношение мощностей минимального обнаруживаемого сигнала и шума В 4 2.3 определены параметры уравнений дальности и приведены некоторые сведения о методике их оценки в ряде типичных случаев.
При этом, однако, не охвачено несколько параметров, которые вследствие их особой важности заслуживают более подробного и тщательного рассмотрения в специальных разделах. В настоящем параграфе и в 4 2.5 — 2.7 обсуждаются эти важные параметры. Как уже указывалось при выводе соотношений (3) — (9), величины Р, юш, (В/й!)пцп и )«штп связаны между собой.
Определение их численных значений, которые подставляются в соответствующие уравнения дальности, представляет собой основную задачу. Для этого важно установить точный смысл понятия еобиаруживаемый сигнал», Интегрирование сигналов. В импульсных РЛС обычно используется тот или иной вид интегрирования (хотя иногда оно и не применяется).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
