Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 2 - 1977 г. (1151801), страница 83
Текст из файла (страница 83)
(62) Сомножнтелль определяющий разрешающую способность по азимуту, максимален при 46 равном целому числу п рад. Поэтому потенциальная неоднозначность соответствует значениям х, которые находят, решив уравнение 2пх'иТ(ЛЛэ = нш. (63) Более целесообразно решать уравнение (63) относительно ху)ся. Угол 6 определяет боковые направления, на которых потенциально возможна неоднозначность измерения координат: х' Л 0 гн ш60 мийв )(л 0 иТ 2 2иТ (64) В этом выражении числитель и знаменатель умножаются иа 0 (горизонтальный размер апертуры антенны), а результат прелставляют через 6— ширину )лН при излучении, используя (52).
Таким образом, появление неоднозначности по азимуту обусловлено видом излучаемой последовательности сигналов и зависит от метода обработки. Обычно участки неоднозначности по азимуту подавляются путем выбора функции облучения. Ширина ЛН при излучении выбирается с таким расчетам, чтобы иа направлениях 6, соответствующих более чем одному значению ш, излучения не происходило. Неоднозначность возможна также и по дальности. Анализ, проведенный ранее уравнения (46), был недостаточна общий для выявления неоднозначностей по дальности. Однако если учесть (33), то становится очевидным, что функция автакорреляции ф „, является периодической в том случае, когда сигнал 8(() имеет периодический характер.
Прн этом может возникать неоднозначность и по дальности. В частности, она появляется иа дальностях, кратных интервалу Ь)т = сТ(2. (65) В проектируемых РСА неоднозначность исключается путем облучения поверхности земли только в пределах части обобщенной диаграммы неопределенности, что обеспечивает исключение всех ее максил1умов, кроме одного. Анализ отношения сигнал!шум.
Определим отношение сигнап/шум (8!М) для РЛС, в которых используется синтезирование апертуры н сжатие импульсов Отношение сигнал/шум в РЛС при приеме одиночного импульса апредель.гся широко известным уравнением (т. 1, 4 !.2) 8 Рг0~ А,о ° (66) А' (4п)з Р ДТ Вря В РЛС со сжатием импульсов повышение отношения снгнал1шум равно отношению длительности несжатого первичного (излучаемого) импульса тс и длительности сжатого импульса теж. В РСА, где требуемая разрешающаи способность по азимуту достигается за счет синтезирования апертуры, дополнительное увеличение Он отношения сигнал/шум обеспечивается накоплением ряда импульсов. Число накапливаемых (интегрируемых) импульсов равно произведению частоты повторения импульсов Ен и времени синтезирования апертуры.
В свою очередь, это вре- 331 Гл. 8. Радиолокационные станции с гингезиросанием апертуры мя равно отношению длины синтезированной апертуры к скорости полета самолета о. Коэффициент 6в улучшения отношения сигналгшум, равен 6„= — ° тс Рий (67) хсж Денна синтезированной апертуры, необходимая для обеспечения азимутальной разрешающей способности Ьа, на дальности )7 при длине волны !1, опре. леляется как !. = Ю.!(2бю). (68) Рср= Рг тс Ги (72) При РСД ширина полосы пропускания В выбирается обратна пропорционально тсж, и поэтому произведение ширины полосы на длительность сжатого импульса примерно равно единице, т.
е. Втсж — ! ° (73) Наконец, целесообразно выразить эффективную площадь рассеяния ЭПР) о через разрешающую способность РЛС по азимуту ба, и дальности я, а также через коэффициент рассеяния р ат земной поверхности. Эффективная площадь рассеяния о равна произведению коэффициента рзссеяння от земной поверхности н облучаемой площади. Проекция площади обусловливает появление сомножителя з!и ф Тогда ЭПР равна о=рбя Ьаг з)п ф„ Подставляя выражения (71) — (74) в (70), получаем Рг тс Ря 4лАг рбя бах (ып ф! )7)г (4гг)з )гг )г~ ЛГс Р» (В гож) 2обаз (74) (75) или после сокращений имеем Рср Дг 8л А,рбя йус Рп )хм )с (76) что и дает требуемый результат.] 352 Подставив (68) в (67), получим 6„= — ° тс Ри )г)г (69) тсж 2сбаг Выражение для отношения сигнал/шум с учетом коэффициента 6я получим, перемножив (66) и (69), (70) В Р 6,А,о т Рн(7) й( (4л)з )7г ГгГс Врп тсж 2обвг Хотя (70] и вклгочает необходимые параметры, целесообрззно видоизменить некоторые из них, выразив КНД антенны 6» через эффективную площадь апертуры А„и длину волны )г: 6г = 4лА, /йз.
(7!) Объединим в числителе уравнения (70) три параметра: импульсную мощность Рг, длительность излучаемого (несжатого) импульса т, и частоту повторения импульсов Егг. Произведение этих трех параметров дает среднюю мощность 8.4, Теория обработки радиолокационных сигналов в РСА Уравнение (76) показывает, что отношение сигнал!шум на выходе РСА со сжатием импульсов отличается от аналогичного отношения в обычной РЛС. Отношение сигнал/шум для РСА пропорционально размерам элемента разрешения по дальности н не зависит от размеров элемента разрешения по азимуту, обратно пропорционально дальности в третьей степени, длине волны н скорости полета о самолета. Влияние фазовых ошмбок.
В реальной аппаратуре фазовые ошибки обусловлены рядом факторов. Генераторы и другие электронные элементы РЛС имеют нестабильность параметров; кроме того, источниками фазовых ошибок являются веоднародности атмосферы или нескомпенсированное отнлонение траектории полета самолета от прямолинейного равномерного движения. Подобные нескомпенсиронанные фазовые ошибки приводят к искажениям результирующей ДН РСА. В частности, расширяется ДН, снижа. ется КНД, энергия перераспределяетсн из области главного в боковые лепестки ДН, изменнетсн положение максимума ДН.
Аналитическое исследонание влияния фазовых ошибок и моделирование на ЭВМ по методу МонтеКарло при нормальном распределении случайных фазовых ошибок с учетом трех видов функций взаимной корреляции дано в работе [4). Обработка сигналов. Выше рассматривались различвые аспекты процесса обработки радиолокационных сигналов, а также анализировался состав РСА без блоков обработки сигналов. Разбиралась форма сигналов в различных точках структурной схемы РСА. Цель настоящего раздела — рас. смотреть ряд особенностей обработки сигналов, общих для всех вариантов построения РСА. Во многих РСА с высокой разрешающей способностью используется как сжатие импульсов, так и синтезирование апертуры.
Здесь рассматривается только метод синтезирования апертуры, так как метод сжатия импульсов подробно описан в т. 3, гл. 8. Теоретические аслекты лсетода синтезирования алертурм. При синтезировании апертуры аеобходимо складывать сигналы, принимаемые в ряде пространственно разнесенных точек приема.
При этом желательно производить весовую обработку сигналов с целью уменьшения уровня боковых лепестков в результирующей при синтезировании ДН. В случае РСА с фокусированием перед сложением необходимо изменять фазу сигналов в соответствии с алгоритмом фокусировки. В предыдущем разделе сигнал представлен как функция времени. В данном случае предпочтительно рассматривать сигналы в виде дискретной последовательности, пронумерованной от ! до Л!.
Пусть 8„ — сигнал, при. пятый в момент, когда реальная антенна находится в л-й позиции в пределах эквивалентной антенной решетки. Сигнал Зп описывается выражением (24) и анализируется с учетом зависимостей (36) †(44). Пусть Ф'и — весовая функция обработки сигнала Зп, а фп — изменение фазы, необходимое для фокусировки.
Процесс формирования ДН заключается в получении векторной суммы сигналов бп после подстройки нх фазы н умножения на весовые коэффициенты )Тгп, Математическое выражение этого процесса для фокусированной синтезированной апертуры: рф=ЕЯпе и )у'и. (77) Для нефокусированной синтезированной апертуры регулировка фазы ф„ не производится, н математическое выражение процесса синтезирования будет следующим: риф=~оп 'рп ° (78) Существует много способов возможной реализации алгоритмов вида (77) и (78).
Рассмотрим некоторые нз них. )2 Зан. 1222 353 Гл. 8. Радиолакациаппогз станции с синтезированием апертурог Весьма существенно, что в(77) и (78) все параметры зависят от дальности 77 и положения х вдоль траектории полета самолета. Для сигналов дискретной формы индекс п определяет положение по оси х. Поскольку при запоминании радиолокационных сигналов можно производить их селекпию по дальности, то обрабатывать сигналы можно с учетом ззвиснмости от дальности. Таким образом, при синтезировании апертуры в случае необходимости можно проводить резнуло весовую обработну, а фокусировку осуществлять одновременно на всех дальностях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
