Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 3 - 1979 г. (1151802), страница 110
Текст из файла (страница 110)
1,в, эквивалентен согласованной фильтрации. Выходной сигнал согласованного фильтра состоит нз сжатого импульса и некоторого числа откликов, соответствующих другим значениям дальности, их называют боковыми лепестками по времени или по дальности. Для уменьшения этих боковых лепестков может быть использована амплитудная веса. вая обработка выходных сигналов. Это нарушиет условия согласования, что приводит н ухудшению отношения сигнал/шум на выходе согласованного фильтра.
При наличии доплеровского сдвига частоты необходимо использо. вать набор согласованных фильтров, причем центральные частоты всех согласованных фильтров должны отличаться, а их набор должен обеспечивать пе. рекрытие всего диапазона ожидаемых доплеровских частот. 6.2. Факторы, определяющие выбор вида системы со сжатием импульса Выбор вида системы со сжатием импульсов определяется типом используемых сигналов и методами формирования сигнала и его обработки Выбор типа сигнала можно произвести на основании теории сигналов, развитой в т.
1 гл. 3, К числу наиболее важных факторов, опредаляющих выбор того пли иного конкретного тяпа сигнала, относятся следуюпсие факторы; дальность действия РЛС, диапазон исследуемых доплеровских частот, уровень боковых лепестков, гибкость (т. е. возможность варьировать некоторые параметры сигнала, устранять влияние пнгерференции) и отношение снпшл/шум (5)й)). Методы реализации систем со сжатием импульсов можно разбить на два основных класса: пассивные и активные. Активное формирование сигналов производится с помощью фазовой нли частотной модуляции несущей; при этом реального растяжения сигнала но времени не происходит. В качестве примера можно указать модуляцию в генераторе, частота которого управляется напряжением.
Пассивное формидованнв растянутого во времени кодировэшюго сигнала осуществляется г помощью возбу>кдшшн некото1ино устройствз иле схемы коротким иэ -ульт-н. Нрпигром 82 Факторы, определяюи(ие аыбор аида. системы со сжатием импульса гложет слунситн схема растяжения, состоящая нз всепропускзющих решетчатых структур. При активной обработке реализуется корреляция между принятым сигналом и задержанными копиями передаваемого сигнала о. При пассивной обработке реализуется согласованная фильтрация, причем в качестве согласованного фильтра используется схема сжатия, сопряженная со схемой растяжения.
Хотя в некоторых радиолокационных системах возможно испольйование комбинации и активных, н пассивных методов, в большинстве систем я для формирования, и для обработки сигналов применяются одни и те же етоды; в пассивной системе, например, используется и пассивное формироваяе, и пассивная обработка сигнала, Характеристики функционирования обычных типов систем со сжатием импульсов приведены в табл. 1. Сравнение систем произведено в предположении, что для извлечения информации из принимаемого сигнала производится обработка единственного импульса.
Таким образом, характеристики РЛС при обработке большого числа импульсов не рассматриваются. Символы В и Т использованы длн обозначении ширины спектра и длительности передаваемого сигнала соответственно. Потери из-за неравномерности, приводящие к снижению отношения В/У для активной системы, вызваны неравномерностью или флуктуациямн уровня полезного сигнала, происходящими прн перемещении цели из одной ячейки разрешения по дальности в другую. Оценка уменьшения влияния пассивных помех получена с учетом разрешения по доплеровской частоте, а не по дальности.
Сжатие импульсов позволяет улучшить разрешение по дальности и теи самым улучшить защиту от помех. В'тех случаях, когда доплеровский сдвиг частоты мал и его нельзя использовать для селекции сигнала цели на фоне пассивных помех, увеличение разрешения по дальности является единственным средством решения этой задачи.
8.3. Линейная частотная модуляция Формирование сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ сигналов) представляет собой наиболее простую задачу. Форма сжатого импульса и отношение сигнал/шум для таких сигналов по существу Ие зависят от доплеровского сдвига частоты. Вследствие широкого применения ЛЧМ сигналов для них было разработано большее число устройств формирования и обработки, чем для любых других типов кодированных сигналов [1). Осноанымя недоетатками этих сигналов являются: 1) сильная взаимная связь параметров сигнала, характеризующих дальность и доплеровский сдвиг, что может привести к ошибкам в тех случаях, когда либо дальвость, либо доплеровский сдвиг не известны или не могут быть точно определены; например, изменение доплеровского сдвига приводит к кажущемуся изменению дальности и наоборот; 2) для уменынения уровня боковых лепестков до приемлемого обычно необходимо использовать весовую обработку.
Для ЛЧМ сигналов результаты временной илн частотной весовой обработки эквивалентны, при этои происходит уменьшение отношения сигнал(шум, лезкащее в пределах 1 — 2 дБ. Для пассивного формирования и пассивной обработки ЛЧМ сигналов могут быть использовзпы структурные схемы, приведенные на рис. 1, а нли б; при этом можно применять сопряженные схемы ялн одну и ту же схему. Дхя активного формирования и активной обработки ЛЧМ сигналов может быть использована структурная схеиа, приведенная на рис. 1, в. Пассивные ЛЧМ устройства. Различные виды устройств, используемых для пассивного формирования и обработки ЛЧМ сигналов, можно разделить на два больших класса: 1) ультразвуковые устройства, в которых элек- О Активная обработка может реализовать сжатие сигнала каи ио времени (корреляпня), так и по частоте (согласованная фииьтрация прн следящем пригас '1М оп палов). (Прим ргд ) 403 Таблица 1 Краткая сводка ха акте истик различных методов сжатия импульсов Фааовае «оаированве Нелинейная ЧМ Лииейиая ЧМ Харак- теристиаи активная ваееивваа вассивиая активная иассивиая активная Перекрывают любой диапазон доплеровских частот вплоть до ~В/100 но прн этом вносятся ошибки измерения дальности.
При больших доп. перовских сдвигах ухудшается 8/ гу и возрастает уровень лепестков Необходимо использовать большое число доплеровских каналов, центральные частоты которых различаются на 1/Т '1Гц1 Достаточно низкий уровень боковых лепестков. Для кода с /е' элементами этот уровень равен гу Для уменьшения уровня боковых лепестков ниже их уровня для функции (з1п х)/х на осн дальности необходима весовая обработка Возможно получение достаточно пивного уровня боковых лепестков на оси дальности.
Уровень боковых лепестков определяется параметрами сигнала, выбираемыми при разработ- ке Ширину полосы, длительность импульсов н используемый код можно изменить Ширину полосы н длительность импульсов можно изменить Перекры- ваемый диапазон дально- стей Перекры- ваемый диапазон допле- ровских частот Уровень боковых лепестков по дально- сти Возмож- ности измене- ния формы сигналов Ограниченный диапазон дальностей на одну схему активной кор- реляции Ширину полосы н длительность импульса можно изменить Обеспечивает перекрытие всего диапазона даль- ностей Для каждой схемы сжатия воз можны едннст.
ненные значения параметров Ограничивается одной ячейкой разрешения на схему активной корреляции Обеспечивает перекрытие всего диапазона даль- ностей Д. каждой схемы сжатия возможны единственные значения параметров Ограничивается одной ячейкой разрешении на схему антнвной корреля- ции Обеспечивает перекрытие всего диапазона дальностей Продоянсение табл. 1 Нслкнсйккя ЧМ Фсзовсс кодеровсккс Лккейиая ЧМ «ктеакос ввссивкос активное ессснвкее Хсрак- тсрксткка сасскзися актквка» Отношениес сигнал/шум Замеча- ния сь Ф Уменьшается из-за весовой обработки н неравномерности зависимости потерь от дальности 1. Используется ограниченно 2. Формирование сигналов не вызывает затруд- неннй Уменьшается нз-зз весовой об- работки 1.
Используется широко 2. Методы формирования хоро. шо разработаны Уменьшается из-за неравномерности зависимости потерь от дальностн 1. Используется ограниченно 2 Формирование снгналов вызывает затрудне- ния Уменьшение не происходит 1. Используется ограниченно 2 Методы формирования крайне слабо разра- ботаны Уменьшается вз-за неравномерности зависимости потерь от дальности 1. Используется широко 2.
Формирование сигналов чрезвычайно простое Уменыяение не пронсходнт !. Используется ограниченно 2. Формирование сигналов вызывает умеренные за- трудненна се со о о о ч в в сь Гл. 6 РЛС со сжатием импульсов Таблица 2 Характеристики пассивных устройств обработки ЛЧМ сигналов о 3 и и во о о" ы з твпивима уроввиь паразит вм» свгиа пав. хп Полосковая линия задержки: алюминиевая стальная Всепропускаюшая схема Дифракционная линия задержки: перпендикулярная на поверхностных волнах клинообразного типз Меандрозая линия с изогаутой лентой Волновод, работающий на частотах вблизи частоты среза ЖИГ-кристалл 200 500 300 500 350 1000 5 45 !5 70 26 — 60 — 55 — 40 1 20 40 1000 1000 1000 1000 75 50 65 1,5 — 45 — 50 — 50 — 40 40 40 250 1000 100 100 500 2000 30 70 50 25 1000 60 — 25 1000 5000 2000 2000 70 10 В ультразвуковом устройстве входной электрический сигнал вначале преобразуется в акустическую волну, распространяющуюся в среде со скоростью звука, а затем с помощью обратною преобразования снова превращается в электрический выходной сигнал.
Так кзк волна распространяется со скоро. стью звука, то ультразвуковые устройства обеспечивают ббльшие времена задержни, чем сравнимые с ниии по размерам электрические устройства. Ос. ионным недостатком ультразвуковых устройств является неэффективное преобразование энергии в преобразователях, осуществляющих связь между электрической частью устройства и акустической средой, что приводит к появлению больших вносимых потерь. Наиболее широкое расвространение получнлн слелующне вялы ультразвуковых дисперсиониых устройств: полосковые линнв задержки, перпендикулярные дифракциоиные линии задержки, лиши задсрж. ии на поверхностных волнах, клинообразные линии задержки и ЖИГ Икелезо. иттриевый гранат) кристаллы.
Дисперснонные характеристики полосковой линии задержки и ЖР!Г кристалла определяются дисперсиониой природой срелы, в которой распространяется волна. В остальных трех типах устройств используются педисперсиониые среды, н нх днсперсионные характеристики определяются днфракционными свойствами входных и выходных преобразователей, поэтому они называются линиями задержки решетчатого типа. 406 трический сигнал преобразуется в звуковую волну, 2) электрические устрой. ства, испольэузощие дисперснонные характеристики электрических схем. йри разработке таких устройств стремятся обеспечить выполнение следующих основных требований: равномерность амплитудной харантернстики во всей полосе частот шириной В; линейный наклон хирактернстики задержки при разностной задержне Т во всей полосе частот шириной В; минимум ложных сигналов н минимум искажений, что обеспечивает низкнн уровень боковых лепестков; малые вносимые потери. Краткая сводка наиболее важных харак.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
