Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 96

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 96)

невысок, сами выбросы могут быть сравнимы со средним уровнем при вертикальной поляризации или даже превышать его. Именно такой характер помех делает более трудным различение реальных целей от ложных, обусловленных отражениями от морской поверхности, даже несмотря на то, что средняя величина оо для горизонтальной поляризации может быть меньше. Критический угол и обнаружнмость цели. Различие в величине критического угла для местных помех, вызванных отражением от морской поверхности, н для цели может привести к тому, что цели, обнаружение которых ограничивается местнымн помехами, обнаруживаютсн на ббльших дальностях, тогда как их нельзя обнаружить на малых дальностях.

На рис. !4 качественно показано, как это может получиться. Сплошная линия показывает примерные изменения сигнала, отраженного от цели, в зависимости от дальности без учета ряда факторов, таких как кривизна земной поверхности, рефракция, интерференцнонные максимумы и изменения ЭПР цели в зависимости от угла места. Все эти факторы исключены из рассмотрения для того, чтобы проще показать общий характер этого явления. До достижения критического угла отражение радиолокационного сигнала от цели изменяется в зависимости от дальности пропорционально гс а, как это и должно быть в соответствии с классическим уравнением дальности радиолокации.

В области интерференции ниже критического оим В.В. Влияние местных помех от моря на лроектироаанне РЛС тгла, соответствующего высоте цели, это изменение в зависимости от дальности происходит по закону /( з. Помехи нз-за отражения от морской поверхности, рассматриваемые хак цель, имеют эффективную площадь рассеяния а, = =- оэЯОьс(т/2) зесФ, которая, будучи подставленной в классическое уравнение дальности радиолокации, дает на малой дальности изменение, пропорциональное /Т-а; на более значительных расстояниях, когда местные помехи лежат них'е критического угла, изменение происходиг по закону /г-т.

Как упомянуто ранее, для простоты иллюстрации этого эффекта опущены многие факторы. Рнс. 14 показывает, что на малых дальностях отношение сигнала/полгеха может быть достаточно велико для обнаружения цели. По мере того как дальность увеличивается, отражение сигнала от цели уменьшается быстрее (/г-'), чем отражение помехи (/т з), и отношение сигнал/помеха становятся слишком малым для обнаружения. При дальнейшем увеличении дальности достигается критический угол помехи и уровень помех уменьшается по закону /с ". Если цель находится на достаточно большой высоте, так что выходит зз пределы области интерференции, отражение сигнала от помех падает ниже отражения от цели и, таким образом, обнаружение снова становится возможным.

Такое положение продолжается с увеличением дальности до тех пор, пока цель не окажется в области интерференции и кривые снова пересекутся, илн до тех пор, пока дальность не увеличится настолько, что уже нельзя пренебрегать шумами приемника. Фяльтр местных помех. Классическая практика проектирования РЛС предусматривает использование согласованного фильтра в приемнике для максимизации отношения сигнал/шум. Прн этом нельзя считать шум белым гауссовым шумом, как это обычно прнянмается. Местные помехи можно расслгатривэть как шум, и, как показал Урковнн (28), передаточная характеристика согласованного фильтра местных помех должна выражагься раве ~ствол ((Г) где й — константа и 5 (/) — спектр принятого сигнала (преобразование фурье сйгнала з(/)).

Такие фильтры обеспечивают максимизацию отношения сигнал/помеха, ногда шумы приемника пренебрежимо малы. Однако когда шумами приемника нельзя пренебречь, онн могут привести к потере обнаружительной способности по сравнению с фильтром, согласованным с ограниченным па шуму сигналом в отсутствие местных помех. Таким образом, часто приходится принимать некоторое компромиссное решение, если и для ограничения шумов приемника приходится использовать только один фильтр местных помех.

По-существу, согласованный фильтр местных помех эффективен благодаря тому, что ограничивается разрешение по дальности. Представляется вероятным, что согласованный фильтр местных помех может быть сравним по своему действию с согдасованным фильтром белого гауссова шума, если только использовать шнрокополосные сигналы. Предпочтигельным, однако, является использование согла. сованного шумового фильтра, так как он хорошо выполняет свого функцию также и в отсутствие местных помех. Когда движение цели существенно отличается ог движения волн на поверхности моря, так что благодаря равности частот становится возможным выделять сигнал, отраженный от цели, па фоне сигнала, отраженвого от морской поверхности, можно использовать системы с непрерывным излучением, системы с селекцией движущейся цели нли нмпульсно-допплеровские системы для того, чтобы еще более увеличить отношение полезный сигнал/помеха по сравнению с достигаемым за счет разрешения по углу и по дальности.

В $ 3.6 описывается сущность оптимальной фильтрации, в связи с чем рассматривается: Г)-функцня, функция неопределенности, синтез формы сигнала для достижения усиления сигнала цели в присутствии местных помех и способы достижения нужного разрешения как по скорости (по допплеровсной частоте), так н по далыюсти (по времена). 351 Гл 3. Отражение радиолокационного сигнала от морской поверхности Декорреляция частоты. Отраженный сигнал от распределенной цеди, ко.

торую представляет собой поверхность мори, флуктуирует по амплитуде в функции частоты. Длн декорреляцни амплитуды отраженного сигнала часто. та должна меняться примерно обратно пропорционально длительности импульса. Отражение радиолокационного сигнала от идеальной точечной цели не за. висит от частоты. Поэтому ранее высказано мнение о том, что увеличения отношения полезный сигнал)помеха можно достичь, изменяя частоту от импульса к импульсу. Для обработки сигнала с целью уменьшения уровня местных помех существует несколько методов, однако основным принципом является отфильтровываяие нефлуктуирующнх отраженных сигналов от флуктуирующих.

При изменении частоты РЛС от импульса к импульсу сигнал обрабатывается в видеокаскадах приемника восле удаления из сигнала фазовой информации. Этот метод действует только на информацию об амплитуде сигнала (при некогерентной его обработке). Физический процесс, который используется для снижения уровня местных помех относительно точечной цели, эквивалентен увеличению разрешения по дальности и использованию для этой цели более широкой полосы пропускання, как это делается в короткоиьшульсных РЛС и в РЛС со сжатием ~ мпульсов для снижения местных помех. Классическую короткоимпульсную РЛС тоже можно ассматрнвать как систему декорреляции местных помех.

Спектр сигнала такой ЛС можно разбить на ряд узких интервалов, аналогичный ряду разных частот, используемых в РЛС с денорреляцией местных помех путем изменения частоты. При этом денорреляция местных помех обеспечивается везде, за исключением интервале, соответствующего обратной величине ширины полосы. Таким об разом, короткоимпульсные РЛС и РЛС со сжатием импульсов близки по своим свойствам РЛС с изменением частоты. Обычная РЛС с изь.енением частоты, о которой здесь говорилось, производит обработку сигнала в видеокаскадах, н поэтому ее характеристики ухудшаются при малых отношениях сигнал/шум в большей степени, чем у короткоимпульсной РЛС или РЛС со сжатием импульсов с когерентной (при помсщи согласен: н ого фильтра) обработкой сигнала перед детектированием.

Ксротно- ~ мпулт си:б метод, кроме того, обладает преимуществом перед ь,етогом изь,енення частоть. ь об ~чной нскогерентной РЛС при работе по болыцой распределенной цели на фене распредегенных местных помех. Короткоимпульсная РЛС может разрештпь цель и ь ожет дать информацию о ее форме или размерах без ухудшения способности обнаружения. В некогерентной же РЛС с изменением частоты сигнал от распределенной цели должен обрабатываться точно так же, как и распределенные местные помехи, поэтоьту снижение местных помех может привести и к снижению сигнала от цели. Другое преимущество когерентных методов обработки обусловлено тем, что известны методы формирования сигналов для обеспечения одновременно хорошего разрешения по дальности и по скорости (см.

гл. 3). РЛС с изменением частоты может иметь преимущества лишь в некоторых ограниченных случаях, сели ширина полосы, в которой она работает, звачительно превышает ширину полосы, которую можно получить при работе когерентной РЛС со сжатием импульсов или короткоимпульсной РЛС. В этом случае метод широкополосной некогерентной обработки сигнала с изменениел~ частоты может дать некоторые преимущества при технической реализации. Однако уровень технической реализации ь стада сжатия импульсов сейчас таков, что существует немного ситуаций, ногда для увеличения отношения полезный сигнал!помеха можно было бы предпочесть некогерентную (с изменением частоты) РЛС с декорреляцией местных помех.

Выбор ое. В настоящей главе много раз повторялось утверждение, что существующие данные по отражению радиолокационного сигнала от морской поверхности недостаточно точны и не могут быть полностью связаны соскольконибудь удовлетворительной теоретической моделью механизма рассеяния от морской поверхности или с океанографическими параметрамн. Тем не менее, Разработчик радиолокационной системы должен иметь количественную инфор- ййй Список литературы мамию, на иоторую он мог бы опираться при проектировании, и использовать самые лучшие данные, которыми он Располагает, даже если они недостаточно точны, Проектировщик должен знать величину оь, функцию плотности ее вероятности, ее корреляпию со временем, н ее изменение во времени и простран.

стае. Этн показатели можно определить для некоторой конкретной ситуапии, однако в большинстве случаев получить полную информацию бывает слишком трудно. Проектировщик РЛС должен оценить эти факторы как можно полнее на основе имеющихся данных и, где это возможно, предусмотреть определенный азапас прочностим Часто известно лишь среднее значение или медиана величины оа, а этого недостаточно для хорошей оценки этого важного фактора. Когда нет лучшей информации, то в качестве основания для выбора значения о' прн проектировании можно использовать кривые рис. 3.

Характеристики

Список файлов книги