Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 3 - 1979 г. (1151802), страница 117

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

Текст из файла (страница 117)

8.7. Восааая обработка и компенсация ьь 1С/Р 1 Л/Р ~ 1с/Р м 11/Р ф~ 1,Р/Р ьй РРР ф Рб/Р '-1Р -1Р -7Р -гб -бР -бб -РР -ЬР Монсинольлый уроде«а Холле))т лпоосюггсФ, б7 Ъ~ г,Р~ —,— ь Н<РРР 1Р ~ м' бгултуис носи«ус ф Р лбсгглоте с льеуестслои РыРРР 7ойлоооуу У~ Р,Х ф -1Р -уб -РР -яб -бР -бб -аи -бб -ю Мттонольльгй усгь))ль оолобых лолестноЦ Рьт 4 уие уа Зависимости сотабгнннента суменнв а высоты пьедестала (о). мерины смпгтн ° миульса сб), уменьшение отноменнв 81« (о) от мавснмального уронив баловал лепсстлов.

ь".Рб ь РГ ~~с л, гм Р -1Р -1Х -Л' -2Х -бР -бб -ЬР -ЬР 17снсинвльный ура уело ооноуых лелеем«об, РР о) Р ~- 1Р6 ф 1Г РР та -РР Гл. 8, РЛС со гакагием импульсов Коэффициенты Тейлора Г„, Использована следующая запись десятичных — 40 Заданный уро- вень боковых ле- пестков, дБ — 30 1,13/В 1,25/В Ширина главного максимума ( — 3 дБ) 1, !9/В Е, Ев Ев Ев Ев Е', Ев Ев 0,292656 — 0,157838 ( — 1) 0,218104 ( — 2) 0,389116 -0,945245 ( — 2) 0.488172 (-2) — 0,160019 ( — 2) 0,347037 ( — 3) 0.344350 -0,151949( — ! ) 0.42783! ( — 2! — 0,734551 ( — 3! Сравнение весовых функций Тейлора и косинус в квадрате с пьедесталом. На рис. 26,а приведены зависимости коэффициента сужения Е, и высоты пьедестала Н от уровня максимального бокового лепестка для весовой функ.

ции косинус в квадрате с пьедесталом. В табл. 10 приведены коэффициенты Тейлора Е и значение ширины главного максимума при различных уровнях боновых лепестков и значениях й [311 Из таблицы видно, что при заданных низких уровнях боковых лепестков Е, значительно болыпе Е при т) 1, а это означает, что закон носинус а квадрате с пьедесталои достаточно хорошо аппроксимирует тейлоровскую весовую функцию.

Однако для получения того же уровня боковых лепестков по закону косинус в квадрате с пьедесталом требуются несколько большие значения Еь Выбор Ев =О 426 (Н=О 08) соответствует использованию весовой обработки по Хэмчингу, которая обеспечивает самый ннзний уровень — 42,8 дБ, достижимые для этой функции. Как видно из кривых иа рис. 26,а дальнейшее увеличение Ев(Н(0,08) приводит к возрастанию уровня боковых лепестков. Для заданного уровни максимального бокового лепестка весовая обработка по Тейлору теоретически имеет некоторые преимущества в отношении ширины импульса и уменьшения отношения В/Н.

На это указывают графики на рис. 26,0 и в. Использование функций носинус а квадрате с пьедесталои упрощает анализ влияния доплеровского сдвига, фазовых искажений [22) и т. д. В ряде случаев эти функции име1от некоторые преимущества, так как для них характерно меньшее число эхо-сигналов.

Весовая функция вида косинус в квадрате без пьедестала (Н=О, Е| = 1/2), приведенная в строке 5, может быть достаточно просто реализована и обеспечивает более быстрое спадание боковых лепестков в дальней области. Строки 6 — 8 представляют интерес главным образом с точки зрения обеспечения скорости спадания боковых лепестков. Можно показать, что скорость спаданви связана с поведением чзстотной функции и ее производных в точках среза /= шВ/2 [29, ЗО[.

8.7. Весовая обработка и компенсация Твйлоровская весовая обработка ЛЧ54 сигналов. Амплитудный спектр ЛЧй) импульса с пряиоугольной огибающей по оси времени не имеет строго прямоугольной формы. Кроме того, н его фазовая характеристика не точно согласована с линейной характеристикой групповой задержки согласованного фильтра (9 8.3) [22, 25, 32], это расхождение особенно заметно для сигналов с малыми значенн»ми произведения полоса-длительность. Следовательно, прн использовании весовой обработки, рассчитанной на достижение уровня боко- Таблица 10 Ра 1, Р т=Р дробей: — 0,945245( — 2) =- — 0,00945245 — 40 10 1О 1,36/В 1,25/В 1,31/В 1,31/В 0,387560 — 0,954603 [ — 2) 0,470359 (-2) — 0,135350 ( — 2) 0,332979 ( — 4) 0,357716 [ — 3) — 0,290474 [ — 3) 0,426796 — 0,682067 ( — 4) 0,420099 [ — 2) — 0,179997 ( — 2) 0,569438 ( — 3) 0,380378 ( — 5) — 0,22!59/ [ — 31 0,246265 ( — 3) --0 ['И!86 ( — 3) 0,4627!9 0,126816 (-1) 0,302744 ( — 2) — 0,178566 ( — 2) 0,884107 ( — 3) — 0,382432 [ — 3) 0,121447 ( — 3) — 0,417574 [ — 5) — 0.249: 74 [ — 4! 0,42825! 0,208399 ( — 3) 0,427022 ( — 2) 0,193234 ( — 2) 0,740559 ( — 3) — 0,198534 ( — 3) 0.339759 [ — 5) 437 вых лепестков, составляющего -40 дБ, нельзя на основе данной моделя решить зту задачу.

Это происходит потому, что при расчетах была применена упрощенная модель, предполагавшая наличие прямоугольного спектра и пара. болнческой фазовой характернс~чкн, которая может быть согласована с линейной характеристикой групповой задержки. При наличии доплеровского сдвига происходит дальнейшее ухудшение характеристик. Это показано иа рис. 27, где изображена зависимость уровня максимального бокового лепестка от доплеровского сдвига При увеличения произведения полоса-длительность характеристики приближаются к модели, имеющей црямоуголы!ый спектр и параболическую фазовую характеристику, и уровень боковых лепестков в отсутствие доплеровского сдвига приближается к — 40 дЬ.

Если зребуется обеспечить уровень боковых лепестков ниже — 30 дБ, то для устранения влияния неадекватности используемой простой модели применяют обычные методы компенсации, аналогичные тем, которые рассмотрены в последнем разделе. На рис. 28 приведена зависимость уменьшения отношения сигнал/шум от доплеровского сдвига.

Для определения полного уменьшения этого отношения по сравнению со случаем согласованной фильтрации к значениям потерь (рис. 28) необходимо добавить 1,15 д6 (см. рис. 26,в для весовой обработки по Тейлору). Дискретная временная весовая обработка. Функция со ступенчато изменяющейся амплитулой. которая используется зля уменьшения доплеровскнх боковых лепестков, показана на рис. 29 Она симме1рпчна относительно Гл. у. РЛС со сжатием импульсое ийчвла координат.гУ вЂ” число ступеней иа каждой стороне функции.

В табл.!! приведены фуню[ии со ступенчато изменяющейся амплитудой, оптимизированные по критерию минимального уровня максимального бокового лепестка для Аг 2, 3, 4 и б. Для сравнения приведен случай гу= 1, соотнетствуюший прнмоугольпой огибающей. Для случаен ту=2, 3 н 4 данные таблицы очень близки к характеристикам ступенчатого -гб распределения в апертуре антенны [33[, оптимизированного по критерию максимизации доли энергии, заключенной меж. ду первыми нулями диаграммы направленности антенны. Амплитудные н фазовые искажения, Идеальный сжатый импульс должен иметь амплитудный спектр, точно соглиио сованный с частотной весовой функцией, специально подобранной для уменьшения уровня боковых лепестков на временной оси.

Его фазовый спектр должен бьжь линейно связан с линейной харис. теристихой групповой задержки во всем диапазоне частот. Однако наличие амплитудных и фазовых искажений приводнт к отклонению реального спектра от идеального. Все элементы радиолокационного тракта являются потенциальными источниками искажений, которые могут внести свой вклал в суммарные иска- Доплеробееой еггбоо беб ббб ф б ь: ф о м З мч 4чч' ьг гь б б бй ![г бД бД ДбВ Долрероболой оббое Рис. 2а. Зависимость уменьшения отношении 5/Ю от деолсроиского сдвига длв ЛЧМ сигналов. Риш 27. Зависимость мкксимвльноге уровни боковых лсисстиов ет доклсровского сдвига дло ЛЧМ скгквлов.

жения ралиолокационной системы, ухудшение характеристик системы обычно выражается в увеличении уровня боковых лепестков, н толыго и крайних случаях ухудшение приводит к уменьшению отношения сигнал/шуьг и увеличению ширины сжатого импульса. Принцип парного эхо полезен иак при анализе искажений, гак н при рассмотрении методов компенсации [34[. Пара ! в табл. 8 иллюстрирует влияние искажений типа наложения на амплитудный гпектр одного косииусоидального колебания, пара 8 -- влияние наложения одной косииусоидальной компоненты на фазовую характеристику, это пример фазовых искажений.

Так же как и наличие выбросов амплитудной характеристики, выбросы фазовой характеристики вызыва~от появление парных эхо, у которых амплитуда и расположв- 8.7. Весовая обработка и колленсацая нне на временной оси относительно главного максимума определяются амплитудой выбросов, выраженной в радианах, н числом выбросов я. Если произведение полоса-длительность превышает значения порядка 100, то для достижения уровня боковых лепестков порядка 1 % ( — 40 дБ) нлв меньшего необходима крайне тщательная разработка фильтра н его изготовление. Используя пары 1 в 8, можно сделать вывод, что зхо-снгналы, вызванные искажениями я имеющие уровень 1%, возникают при сущест- Юлр „ вованин выбросов амплитуды с л уровнем 2% (О,!7 дБ) нля фаза- и= " УЮ вых выбросов в 002 рад (1,!5').

лт47 Так как выбросы часто не явля. 1 ются синусондальными и по ряду других причин, таких, например, зг" как временное перекрытие, ехо- Ю с сягналы, обусловленные искажениями, не всегда удается характе. Ф Юрам рнзовать максимальным уровнем боковых лепестков Но разработчнкн фильтров счнспют, что для обеспечения уровня боковых лепестков -40 дБ необходимо, чтобы искажения амплитудных н фазовых характеристик не превышали О,! дБ н 1' соответственно. Тан как прн большом значеннв произведения полоса.

длительность подразумевается наличие большогв чнслв электрических секций задержкн нлн необходимость создания сложноге Рнс. ЕЗ, Вренсннее еесснае фуннннн се ступенсете исьссннююсяс» еынпнсуаеа. Юрмалу ллнй лммясиу имлулсл Рвгулплюрм амари~урну Гал = Уу гулгаллш зю Фагег Газ=Юг Рн . За. Тренснерсаньныя фнньтр. Гл. 3, РЛС со сягагаем импульсов Оптимальные временные весовые функции Млкслмлльныя уровень бскламх лслестков, лБ Ширина главного л, максимума ! — 3 лБ) 0.83677 ! 02,г ),03>7 ),)477 ! )6,'7 — )3,2 — 20,9 — 23,7 — 27,6 — 29,6 ! 0,5 0,35 0,25 0,300 0,5 0,35 0,25 0,225 0.30 0,25 О 235 8.8.

Оптический коррелятор Для создания согласованных филь>ров в ралиолокапионных системах можно использовать н оптические методы. Пример схемы оптичесного коррелятора лля РЛС со сжатием импульсов приведен яа рнс. 3!. Монохроматический пучок от источника света коллимируется н цапается на транспарант ультразвукового модулятора света (УМС).

Характеристики

Список файлов книги