Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 3 - 1979 г. (1151802), страница 47
Текст из файла (страница 47)
стика его должна соответствовать модуляцпп отраженвого сигнала, производимой сканнругощсй антенной. Припятыс эхо-сигналы могут непосредственна подаваться на индикатор кругового обзора, и тогда оператор визуально инте. грнрует отме~хи цели в секторе, который соответствует ширине главного лепестка диаграммы направленности антенны. Чтобы отличить нужные цю|и ог ненужных, могут применяться различные доплеровские методы, включая селекцию движущихся целей.
Лля всей радиолокационной системы эти опе. 2.7. Фильтрацию рации можно считать фильтрацией, но они рассматриваются з других главах данного справочника. Здесь же рассмотрены те вопросы фильтрации в приемнике, которые связаны с отделением одиночного импульса ат помех, хотя будет учитываться, что проблема последующей фильтрации последовательности эхо-сигналов от одиночной цели требует также рассмотрения вопросов стабиаьности приемного фильтра, В некоторой точке тракта радиолокационного приемника детектор создает выходное напряжение, являющееся некоторой функцией сгиба~палей сигнала ПЧ.
Если эта функния является линейной, то такой детектор называется детектором огибающей; логарифмические детекторы будут рассмотрены в ь 2.9. Отклик линейного детектора на слабые сигналы, которые незначительно превышают уровень шума, был предметом интенсивных исследований (11]. Различные пары частотных составляюпгих входного шума, которые могут далеко отстоять от спектра полезного эхо-сигнала, могут взаимодействовать н в результате перекрестной модуляпии создавать составляющие частоты биений нз выходе детектора, лежащие в полосе полезного сигнала. Аналогично в результате перекрестной модуляции с шумом некоторая часть энергии полезного сигнала попадает за пределы желательной полосы частот, Поэтому фильтрация после детектирования по огибающей менее эффективна, чем додетекторная фильтрация. Бсе послсдетекторные цепи должны иметь полосу пропускания в несколько раз ц~глре спектра эхо-силнала, а додстекторную фильтрацию необходимо оптимизировать, как будет описано ниже.
Определения. Следует заметить, что не существует общепринятых определений таких понятий, как длительность и»пульса и ширина спектра излучаемого сигнала, импульсная характсрисзика и полоса пропускания фильтров или эквивалентные параметры антенны — нлирллны гланного лепестка и ширина спектра, обусловленная сканированием антенны. Смысл этих понятий неооходимо пояснять. Энергетические определения. Для обнаружения радиолокационных эхосигналов на фане шумов фундаментальными параметрами являются уровни энергий изчученного сигнала, шума приеллннка н отраженных сигналов, принимаемых при сканировании цели антенной Этн энергетические парамет. ры определяют длительность прямоугольной функции времени, которая и»ест такое же максималызое значение н такую же энергию, как н соответствюощая реальная функция.
Единственная цель такого подхода — связать лла: ги. мальное значение функции с более существенным параметр໠— энергией Из перечисленных параметров легко измеряется только энергия и»пу.шсз, равная отношению средней чоннюсти к коэффициенту заполненнгл импульсоз.
Эту энергию монлна использовать непосредственно в уравнении дальности радиолокации, не определяя раздельно пиковую »ошносгь и длительность «энергетического» импульса. )Пумовая, или энергетическая, полоса приемника часто используется при теоретическом анализе, но редко задается в пеоечче параметров РЛС; шумовую полосу даже нет необходимости включать в уравнение дальности, если приемник приближается к согласованно»у фильтру. Определению по уровню — 3 дБ. Чтобы сделат~ возможным непосредственное измерение параметров по форме сигналов. развертываемых на экране осциллографа или на ленте самописца, было принято определять ширину функций либо на уровне половинной мощности ( — 3 дБ), либо на уровне половинного напряжения ( — б дБ), Для функций, напоминающих колоколообраз.
ные гауссов» кривые, ширина на уровне — 3 дБ является точным приближением к их энергетической ширине; частотная характеристика приемника обычно отвечает этому условиго достаточно точно. Огибающие импульсов и спектров импульсов на выходе передатчиков обычно значительно откло ияются от гауссовых Определения по уровню — 6 дБ Хотя ширина главного лепестка диагпзммы направленности антенны (и принятых эхо сигналов) часто определяется 163 Гл. 2. Радиолокационные приемники по точкам, лежащим на уровне — 3 дБ, зто фактически определение по уровню — 6 дБ принимаемых эхо-снгналов при сканировании цели антенной; в тех РЛС, у которых главные лепестки диаграимы направленности на передачу и на прием неодинаковы, обычно задается ширина результирующего лепестка на передачу н прием на уровне — 6 дБ.
В большинстве случаев при опреде. пении формы илгпульсов в начестве параметров используют напряжении, причем время нарастания и время спада определяются соответственно иа уровнях 10 и 90с(с, а длительность импульса — на уровне 50с(в ( — 6 дБ). Аналогично частотные характеристики фильтров часто определяются частотными интервалами между точками, лежащими на уровнях — 6 н — 60 дБ, Б етой главе будут в основном использоваться определения по уровню — 6 дБ.
Таблица 2 Приближения к согласованным фильтрам Оптпчвльлюе значение оронзввавпня шпрпни пососи пв Ллзтспв- ность по в в" о Форс в пиптзвсв Фильтр впвргс— З ан тпчс- спса — з зв 0,44 0,50 0,72 0,77 0,92 Гауссов паласовой Паласовой с прямоугольной частотной характеристикой Гауссова 0,49 1,04 0,49 0,72 0,77 0,67 0,76 Прямоугольная 0,50 0,97 0,56 0,88 0,75 0,63 0,95 0,70 0,6! 0,40 Паласовой с прямоугольной частотной характеристикой 1,37 1,37 1,37 0,85 Гауссов 0,6 Прямоугольная с внттриимпульсной ЛЧМ Совершенно независимо от степени его распространенности, имеется несколько рациональных соображений в пользу употребления паралзетров, определяемых по уровню — 6 дБ.
Как указано в табл. 2, значение произведения ширины спектра на длительность импульса, оптимальное для обнаружеяия импульса на фоне белого гауссоза шума, при определении на уровне — 6 дБ не отклоняется существенно от единицы у большинства практически используемых сигналов, Энергетические определенна или по уровню — 3 дБ приводят к разбросу опгимальных значений в широких пределах в ззвиеи. мости от фариы импульса и полосы пропускааия фильтра; при использовании Гауссов паласовой 5 резонансных контуров с одинаковой настройкой 2 резонансных контура с одинаковой настройкой Однополюсный фильтр 1.04 длительност и по уровню — 6 дБ зквивалентного з!и х(х импульса (0,86 ширины его спектра) ! 2.7. Фильтрация этих параметров невозможно сделать быструю оценку оптимальной ширины спектра сигнала или полосы пропускания фильтра. Распрсделе>сные отражения от местных предметов, дождя нли облака искусственных иассивных отражателей часто представляют более серьезную помеху прн обнаружении цели, чем шум.
При пропускании через фильтр и интегратор с оптимальными полосами пропускания принятый эхо-сигнал растягннается по дальности и по угловым координатам; спектр же местных помех на выходе приемника, будучи произведением спектра нзлучепного сигнала и частотной характеристики приемника, уже, чем каждый из них в отдельности. Поэтому ширина лепестка на передачу и на прием по уровнсо — 6 дБ и длительность импульса по уровню — 6 дБ весьма точно аппраксимируют протя>кенность радиолокационной ячейки, из которой «оптимальный» приемвик накапливает энергию помех.
Подведем итог по общей полезности определений параметров по уровню — 6 дБ: !) в уравнение дальности для обнаружения цели на фоне шума не требуется вводить импульсную мощность, длительность импульса или полосу пропускания приемника; только при вычислевин эффективности интегратора необходимо знать число принимаемых импульсов (при этот> обсцепринятым является определение по уровню — 6 дБ]; 2] оптимальная ширина спектра близка к величине, обратной длительвости эхо-сигнала, если оба этн пара. метра измеряются на уровне — 6 дБ (это поло>кение относится как к филыру приемника, так и к шжегратору]; 3) энергия помех от сигналов, отраженных 'от местных предметов, дождя или облака искусственных пассивных отражз.
телей. которая воспринимается приблинсепно согласованным приемником, хорошо определяется длительностью импульса, измеренной на уровне — 6 дБ, и шириной лепестка диаграммы направленности на передачу и прием, также определенной на уровне — 6 дБ. Приближения к согласованным фильтрам. Наиболее эффективным фильтром для различения белого гауссова шума и полезных эхо-сигналов является согласованный фильтр — пассивная цепь, частотная характеристика которой есть функпня, комплексно-сопрюкенная со спектром излученного сигнала.
Он может обрабатывать эхо-снгналы, пришедшие с любых дальностей. Кор. реляционн.яй счеситель — активное устройство, которое сравнивает прина. маемые сигналы с задержанной копией нзлученного сигнала, математически эквивалентен согласованному фильтру, но он реагирует только на эхо-сис палы, приходящие с одной заданной дальности; вследствие этого его ясполь. зованне в радиолокационных системах более ограничено. Табл. 2 иллюстрирует относитечьные потери вероятности обнару>кения, возникающие в результате использования разлсшных приближений к согласованному фнлыоу с целью упрощения аппаратуры или улучшения фильтрации помех других видов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
