Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 3 - 1979 г. (1151802), страница 77
Текст из файла (страница 77)
Кодовая модуляция имеется разница в лннейчатой структуре спектра, так как каждой гармоники частоты повторения соответствует только одна боковая полоса, а не две (32!. Но этот вопрос не рассматривается здесь подробно, поскольку в данном случае основной интерес представляет структура линейчатых спектров, которые весьма близки к сплошным. Если модуляцию по треугольному илн пилообразному закону рассмаг.
ривать как способ формирования сигнала существенно постоянной разносг. ной частоты в смесителе, то легко видеть, что огибающая спектральных линий на выходе смесителя имеет форму (ып х)/х. Масштаб функции (Шп х):я определяется отношением длительности одного интервала, на котором разно стная частота постоянна, к среднему периоду разностной частоты (крнвая г' иа рис. 2!). В аналогичвой ситуации синусоидальная модуляция дает менсз компактный спектр, расширяющийся асимметрично в сторону гармоник ннз.
щего порядка. 4.чЗ. Шумоиаи модуляция Для ЧМ передатчика также используется напряжение шума с ограниченной полосой. Можно показать, что в этом случае зависимость постоянной составляющей выходного сигнала смесителя от временного запаздывания имеет вид половины гауссовой кривой с максимумом при нуле (усеченная гауссова кривая) (ЗЗ). Это становится понятным, если рассматривать процесс приема как корреляционный, так как в РЛС непрерывного излучения прн нулевом запаздывании корреляция максимальна, а при больших запаздываниях сигнал становится лекоррелированным.
Наличие доплеровских частот изменяет картину в том отношении, что максимальная корреляция будет иметь место не для постоянной составляющей, а на доплеровской частоте. Сама моду тания шумом с ограниченной полосой обычно нежелательна, тзк как максимальный отклик получается на нулевой дальности.
При этом начинает сказываться мешающее действие просачивающегося сигнала. Другой способ использования шумового сигнала для формирования нужного закона ЧМ описан в (Зч). При рассмотрении в частотно-временной плоскости было замечено, что крутизна выходных кривых непосредственно связана с частотами, образующимися в смесителе, а временное запаздывание играет при этом роль коэффициента. При постоянном временном запаздывании функция плотности вероятности абсолютного значения производных от выходных кривых (в частотно-временной плоскости) связана линейной зависимостью с функцией плотности вероятности разностных частот в смесителе. На основании этого можно разработать процедуру, согласно которой исходный гауссов шум подвергается нелинейной обработке для получения такай формы модулирующего сигнала, которая создаст желательный спектр разностных частот [6).
4Л4. Кодовая модуляция С появлением дешевых и компактных интегральных схем, особенно таких нелинейных схем, как мультивибраторы и триггеры, стало возможным построение регистров сдвига для генерирования кодов а небольших РЛС ~35, Зб!. Эти коды, которые можно рассматривать как последовательности + 1 и — 1 длиной 2" — 1, обладают тем полезным свойством, что значение кода, умноженного на себя н просуммированного прн нулевом запаздывании, раниО 2" — 1, а Прн Сдан~ Е ПО МОдуЛЮ й(0<й<2ч — 1) СуММа ПрОИЗВЕдсинй не превышает — 1. Это можно показать на примере кодовой последователь; ности длиной 7.
Гл. 4. Радиолокационные систрлцт с мемдерыаяыл излучением и с ЧМ ++++ +++в +++ Ф вЂ” — +— — — +Ф вЂ” — 1мт, д. ь,уд 'а ф Лггжзтегдалтге рнс. тз Фгн»цне»орре»»цнн лн»»о»онов нос»елее»тень»осто, тенер»руси»я ЗГ-р»ерол нмм ретнстрем с»онт». На рис. 22 показана функция корреляции для кодовой последовательности дликай 31 дв. ед. клк функция временного запаздывания. В РЛС непрерывного излучения, каковые последовательности используются длв манинуляцив фазы передаваемого сигнала, обычно при изменении ее от 0 до 1%'.
Это осуществляется с иамашью диолных или ферритавых фазоврашателей, включенных между переда~чиком н антеимой. Принимаемый отраженный согнал декодируется путем сравнения с соответственно задертканиым исходным кодврованным сигналом. В одних случаях звдернтанный кодированный сигнал получается от регистра сдвига, в других — с памащью высокочастотных нли видеочастатиых линий задержки. Представляют интерес свойства кодированного сигнала, умноженного яа немодулированиый слгнал задающего генератора илв модулнрованяый сигнал передатчика. В обоих случаях генерируется видеосигнал с шириной спек.
тра, приблизительно соответствующей полосе частот, занимаемой одним раз. рядом кода. Использование немодулироваиного высокочастотного сигнала в смесителе приводит к переносу кода на видеосигнал без существенного изменения его структуры. Но использование в смесителе кодированного высоко. частотного сигнала приводит к нарушению кодл.
Если имеется достаточно протяженная цель, от которой может првходить более одного кодированного эхо-свгнала с различными запаздываниями, то в этом случае прв приеме вы. делаются зхо-сигналы на вндеочастате, не саответствукнцне начальной кодовой последовательности. Например, если кодовая последовательность длиной 15 дв. ед. модулкрует высокочастотным сигнал и затем смешивается с отраженным сигналом, запаздывающнм на 4 дв. ед., та выделяемый кодированный видеосигнал имеет запаздывание ва 3 дв.
ед. оттгостттельио ' канальной кодовой последовательности. Но, если запаздывание отраженного высокочастотного сигнала равно 5 дв. ед, то видеосигнал имеет запаздьвание ва !О дв, ед: !Ж! Прн необходимости определенна дальности цели эта потребовало бы изменения монтажной схемы матрнпы или генерирования и исполь. 4.зб. Утечка лавання эквивалентного произведения кодовых носледоаательностей на видевчастате (см. 4 4.20). Если полная длительность кодовой аоследавательвостн становится сравнимой с длиной периода высшей доплеравской частоты, создаваемой целью .1171 то возникает неоднозначность измерения.
Как правило, в области отличных ат нуля значений доплеровских частот возникают боковые лепестки, высота коворых возрастает до !//Дс вместо 1/йс прн неподвижных целях. Имеются другие типы двоичных колов, а также многоуровневые коды, ва в РЛС непрерывного излучения чаше всего используются коды, аолучаемеш с помощью регистров сдвига.
Более подробные сведения об этом, а также библиография, приведены в с38ф 4.тв. Двойная модуляция Возможно, а часто н полезно арименять комбинации видов модуляцив, например, такие, лак треугольваа плюс сннусондальная, сииусондальная плюс шумовая, треугольнаа плюс треугольная, треугольная плюс шумоаая и т. а. В общем случае один нз аидов модуляции создает при этом большую девиацию частоты, а второй выбирается так, чтобы он вызывал перераспределение частотного спектра в смесителе. Это достигается прн условии, что индекс модуляции второго сигнала мал или произведение общей девиации на временное запаздывание агТТ мало.
Например, РЛС с модуляцией по синусондальному закону с индексом 3, имеющая схему смеснтель-усилитель, настрвенную на третью гармонику частоты модуляции, даст периодически неоднозначный отсчет дальности Добавление модуляции по треугольному закону с низкой частотой позволит выделять только первый максимум. Аналогично можно а радиовысотомере с основной модуляцией по треугольному закону ввести дополнительную неглубокую синусондальную модуляцию. Это позволяет получить сигнал перемеииога тока для следящей системы. Другие варианты будут даны в приводимых ниже оннсаннях систем, 4.16. Утечка Во всех предыдущих разделах предполагалась, что в первом смесителе приемника обрабатывается только полезный отраженный сигнал.
Однако практически эта редка имеет место. Прямое просачивание энергии из передатчика в приемник обычно создав~ сигнал, который на несколько порядков больше отраженного сигнала. Кроме того„трудно осуществссть а передат ~нке ЧМ без сопровождающей ее амплитудной модуляции. Первый смеситель формирует сигнал. содержащий все возможные суммы н разности полезнога отраженного сигнала, просачивающегося сигнала н составлшоших нежелательной амплитудной молуляцнн сигнала местного гетеролина н просачивающегося сигнала.
Некоторую защиту от амплитудной модуляции сигнала мест ного щтералнна дает балавсный смеснтелсь ио только при условии, что проса. чзсвающийся сигнал иа ахала смесителя меньше сигналов месттсаго гетера. дина. Значительные трудности создают н другие комбинациониью составляющие сигналоа Эффективность той или иной РЛС с частотной модулвцней в значительной сгепеиц зависит ат того, как в ней подавляется аросачнвактщийся сигнал. Например„ прн синусондальнай молуляцин с индексом 3 и наличии после смеснтели усилителя с полосой прояускаиин, достаточной только для прапускання доплеровских частот, группирующихся вблизи третьей гармоники с)М, просачивающийся сигнал будет эффективно атфилыровываться.
Все сигналы, переносимые третьей гармоникой, определяются функцией Бесселя третьего порядка /эс0), где 0 — функция от временного запаздывания нли дальности Вре- Гл. 4. Радполокацпоиные системы с непрерывным излучением и с ЧМ менное запаздывание сигнала утечки обычно мало и тогда Уз(0) можно аппроксимировать величиной (7»/48 При малых 17 эта величина, очевидно, мала. Система, настроенная на первую гармонику (или Л) действовала бы менее благоприятно, так как Л((7) =«1(2.
Это очень сложный вопрос, особенно если запаздывание просачивающегося сигнала может быть значитель. иым, составляющие нежелательной АМ велики или микрофонный эффект соз. дает боковые полосы, подобные боковым полосам доплеровских частот. Этот вопрос является основным во всех работах, посвященных исследованию РЛС непрерывного излучения с ЧМ [6, 39, 401 4.47. Общие показатели работы РЛС непрерывного излучения с частотной модуляцией Из всего сказанного можно сделать вывод, что тепловой шум первого смесителя редко является фактором, ограничивающим работу небольших го. модиниых РЛС с ЧМ.
Новым а области проектирования РЛС этого типа является тщательная разработка методов оценки их основных характери. стик, основанных только на методике анализа, изложенной в т. 1, гл. 2. В общем, можно сказать, что при наличии двух антенн с хорошей развязкой между ними энергетический потенциал правильно рассчитанной и сконструированной гомодинной РЛС с ЧМ может быть оценен в 20 — 30 дБ (см. т. 1, гл. 2). Система, рассчитанная на прием эхо-сигналов только с больших дальностей, имеет значительные преимущества перед системой, которая приии. мает сигнал с небольшим запаздыванием. 4.48.
Высотомеры Высотомеры были первыми РЛС непрерывного излучения с ЧМ, нашед. шими наиболее успешное применение. В первых моделях высотомеров применялась модуляция по треугольному закону, осуществляемая при помощи раз. личных механических средств, например, движущихся, преимущественно неконтактных, элементов в СВЧ резонаторе триодного генератора. Но при этом трудно было обеспечить воспроизводимость модуляции и механическую надежность. Рассмотрим коротко принципы работы ЧМ радиовысотомеров и некоторые современные варианты их реализации.
За исключением высотомеров фирмы Ешегзоп-Е(1(оп, которые будут описаны далее, во всех современных высотомерах применяется широкополосная ЧМ с низкой модулирующей частотой. Сигнал разностной частоты, выделяемый гомодинным приемником, имеет широкий спектр, состоящий из большого числа близко расположенных спектральных линий. В общем случае разностная частота определяется методом ограничения сигнала и счета «нулей». Можно показать [4!], что при достаточно общих условиях и сохранении постоянства полной девиации частоты и временного запаздывания сигнала число нулей в разностном сигнале не зависит от формы модулирующего сиг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
