Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Следовательно, второй 5! Гя. 2. Расчет дольности РЛС детектор супергетеродинного радиолокационного приемнина обычнофункционнрует как линейный при очень малых отношениях сигнал/шум или даже при полном отсутствии си!'нала, так нак одного шумового напряжения уже достаточно, чтобы обеспечить работу детентора в линейном режиме. При расчете отношения сигнал/шум, необходимого для обнаружения сигнала, часто предполагается, что используется квадратичный двухполупериодный детектор, для которого /о = а)гг.
(27) Такой детектор почти никогда не используется в реальных радиолоиационных приемниках. Однако существует, по-видимому, три причины, по которым такой квадратичный закон используется при теоретическом анализе. Во-первых, квадратичный детектор позволяет получить нескольно (незначительно) лучшие характеристики, чем линейный детектор, при интегрировании большого числа импульсов (это приводит к тому, что для обнаружения сигнала требуется несколько меньшее отношение сигнал/шум). Во-вторых, математический анализ работы линейного детектора значительно сложнее, чем квадратичного. В-третьих [2, 3, 10), различие в характеристиках Радиолокационных станций с квадратичным и линейным детектором пренебрежимо мало (не более 0,2 дБ). Квадратичный детектоР действительно неснолько лучше линейного при интегрировании небольшого числа импульсов.
При обнаружении единичных импульсов оба детектора работают одинаково хорошо. Диодный линейный детектор зквивалентен квадратичному полупериодному выпрямителю при очень малых напряжениях на входе; его характеристика имеет вид /э =а[«э при [г! > 0; /о=О при )гг(0. (28) Однако в современных приемниках диоды редко работают на этом участке своей характеристики, но его существование ошибочно позволяет предполагать, что линейный детектор становится квадратичным при малых отношениях сигнал/шум. Характеристика (20) не совпадает точно с характеристикой (27), которую обычно используют при анализе обнаружения сигналов.
Сложность вопроса усугубляется тем, что вследствие статистической суперпозиция сигнала и шума в линейном детекторе возникает квадратичное соотношение между входным напряжением сигнала и выходным напряжением (сигнал+шум) при малых отношениях сигнал/шум; при больших же отношениях сигнал/шум, как показано Беннетом [2!), Норсом [2! и Райсом [22), соотношение становится линейным. Хотя квадратичное соотношение и обусловливает тан называемый эффект шумового подавления при малых отношениях сигнал/шум, но этот эффект, по существу обязанный статистике, вовсе не означает, что линейный детектор в этом случае становится квадратичным. Графики для визуального обнаружения.
Графини рис. 4 — !О применяются, когда задача обнаружения решается с помощью автоматического порогового устройства, как было описано выше. Естественно предположить, что оператор принимает решения аналогичным образом, и энвивалент порогового напряженна (некоторый определенный уровень яркости на экране индикатора кругового обзора илн уровня высоты выбросов на экране индикатора типа Л) существует в его системе «глаза — моэгы Величина этого порога, возможно, связана с опытностью наблюдателя и его личнымн свойствами (врожденной осторожностью или смелостью).
Вероятность обнаружения, возможно, зависит не только от величины отношения сигнал/шум, но и от зрительно-умственной активности наблюдателя, его внимательности или утомленности и квалификации. Поэтому графики, рассчитанные для автоматичесного порогового решающего устройства, нельзя не. посредственно использовать для оценки характеристик оператора, работающего с устройством отображения на ЭЛТ. Но все же такое допущение не приводит к большим ошибкам н оправдано, когда экспериментальные данные о рабочих характеристиках оператора нельзя получить или они имеют сомнительную точность, Графики, харантернзующие работу операторов, можно получить только с по~ощью тп«ательно проведенных энспернментов в лабораторных условиях, обе« спечивающих получение статистически достоверных результатов.
Зхсперименть) 52 24. Отношение лтощносгед минимального обналужаааемого сагиали и шума должны повторяться многократно с различными наблюдателямн, чтобы получить правильные усредненяые результаты измерения средних или типичных характеристик. Такие эксперименты проводились во время второй мировой войны Лоусоном и Уленбеком (15) в Лаборатории излучений МТИ и Хеффом [20) в Военноморской исследовательской лаборатории примерно в то же время.
Некоторые материалы Лаборатории излучений можно представить в виде графиков рис. 5 — !О. Такие графики, относящиеся к индикатору типа А, даны на рис. ! 1, где ось абсцисс соответствует частоте повторения радиолокационных импульсов в герцах, а не числу проинтегрированных импульсов. Связь между втимн двуия величинами получена в предположении, что характерное время син- Ф у 0 е -1 ф Я ~ -,Т ~~ -ч В -Ю Й-б еь ш -7 Ф-в ф -У уо га ж ЧПЫПО(ОО .2ОО ЗсаЯЮ 1ООО 2ООО Хабр Частота поВторения импулбсоО, и мну с рнс. !!, Зависимость яоэффнипеита раэличимостн от частоты повторения импульсов ври виаувльиом обнаружения си!напои наблюдателем на индинаторе типа А !см !нй рнс. З.тз, пе- рестроенныб для вероятности обнаружение б,б в соответствии с рис.
З.з по даннмм !!б(!. тегрирования» (памяти наблюдателя) равно иесколькни секундам. Количество апроинтегрироваиныха импульсов М определяется выраткением М = 1гЧПИ, (29) где ЧПИ вЂ” частота повторения импульсов в герцах. Значение 1! точно неизвестно. Оно оценивается величиной от! до 10 секунд. Достаточно осторожным допущением является, видимо, значение 1; 2 с. График рис. !1 относится к вероятности обнаружения Ре 0,5. Это значение иногда принимается в начестве стандартной величины для вычисления дальности действия. (Одно из достоинств этого допущения в том, что изменения требуемого отношения сигнал(шум в зависимости от Ре меньше в области Ре = 0,5, чем при много ббльших или много меньших значениях; следовательно, дальность действия при Ра = 05 является более устой ч ивой мерой, чем дальность при много большем или меньшем значениях.) Вероятность обнаружения была найдена экспериментально в Лаборатории излучения МТИ.
Однако вероятность ложной тревоги не измерена. Поэтому по графику рис. 1! можно сказать лишь, что этот параметр представляет типичные характеристики наблюдателя. Из рис. 1! видно, что график уплощается на нижнем конце, где коэффициент видимости много меньше 1 (< — 6 дБ), Этот эффект обьяс- 53 Гл. 2, Расчет дальности РЯС ияется неспособностью наблюдателя обнаруживать светоконтрастные отметин, меньшие некоторого критического значения (!5).
Если относительное превышение отметки над уровнем шумов ниже критического значения, что имеет место при низком отношении сип(ал/шум, то обнаружить цель на индикаторе типа А (так же, как и на индикаторе кругового об>ора или другом подобном устройстве отображении) невозможно. В этом случае интегрирование большего числа импульсов путем увеличения частоты их повторения не дает заметного выигрыша в обнаружении сигнала.
ф Значения ординат на рис. !1 17 нормированы величиной У„,зап Это значение Ув при оптимзльной шири. не полосы для Рн=0,5 (50%). На рис. 12 представлен подобный гра. Ъ фик для индикатора кругового обзора, по оси абсцисс отложено число проинтегрированных импульсов. Индииатор кругового обзора используется в радиолокационных станциях со сканированием по азимуту. Каждый раз, как луч антенны переГг -б секает цель, поступает определенное число отрзженных импульсов Это зше 1 34 7 (б 70 ЧР 1(7(> ЗР(7 Л>Р(> Уб>убр число НРН малых Углах места точсчкрлиеестрр нмлульга(7 иых целей определяется выражением Оь ЧПИ йь ЧПИ Рне.
(у, з*виенмаетв пазффнинентз рвзлнчн- М— (30) насти прн нвблюдешш нв знрвне нндпзвтарв ю 6ЧОМ нр>швею обзора ат калнчестзн нмпулвсав. па- етупнвшнк в ннтервнле времени, еаывететвую- где 0ь — ширина диаграммы направщеч ширине еквннрующета луча нв уровне палавннкаа мощности (внзувлвнае абнвруше.
ЛЕННОСТН ЭНТЕНИЫ В ГОРИЗОНТВЛЬВОй нне нвблюдвтелем>. плоскости в градусах (азимутзльная построено нз аенаве >кепернментвлвнмк днн- ширина луча); (а — углоВВН скорость нык лля двук рнзлнчнык нзблюлвтелеа н из. вращения антенны в градусах в семененимз тзк, чта анн атнаеятея к вераятнаети абнврушення О,б !(З). КУНДУ, Ч' т("> — ЧИСЛО ОборОТОВ ВНТЕН. ны в минуту (типичный диапазон 1 — 30 об/м).
Формула (30) справедлива, если диаграмма направленности антенны в поляр. ных координатах имеет идеальную клиновидную форму с одинаковым усилением внутри клина и нулевым усилением вие его. Но для реальной диаграммы использование рассчитанной по формуле (30) величины М совместно с графиками рис. 5 — 12 вызовет некоторую ошибку в определении дальности.
Ее можно исправить, вводя в полный коэффициент потерь системы 5 коэффициент потерь йр, обусловленный реальной формой диаграммы (см. 4 2.7]. График для индикатора кругового обзора (рис. 12) построен для Ри —— 0,5 я некоторой неопределенной вероятности ложной греза~и, Показаны точки исходных экспериментальных данных'>. Так как точка при М = 1 отсутствовала, кривая экстраполнрована до этого значения на основе данных об изменении наклона кривой в области Уз ) 1, относящихся к характеристикам автоматического обнарун(ения. Отметим, что этот график ставовится более плоским в области ыа лых коэффициентов видимости, где световая контрастность отметки мала. (Автоматическое устройство обнаружения не страдает от этого эффекта, поскольку интегрирование напряжения дает лучшие результаты, чем интегрирование яркост *> Данные, на которых базируются рис. 11 и 12, первоначально получены для Рн =- 0,9, но с помощью корректирующего коэффициента, полученного иэ графика типа рис.
4, они изменены применительно к вероятности обнаружения Рн = 0,5. 64 2.6. Шумовал температура п>сгемы кых отметок.) Следовательно, чконтрастиостьп можно увеличить до желаемого значения после интегрирования простым усилением напряжения в области поРо'гового уровня. Этот вопрос обсуждается в работе [15]. ДРугие ь>етоды обнаружения. Прн обсуждении представленных выше результатов предполагалось, что имело место идеальное последетекторное (видео) интегрирование М импульсов до обнаружения сигнала автоматическим пороговым устройством.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
