Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2003) (1151848), страница 77
Текст из файла (страница 77)
(7.51) Тогда, подбирая коэффициенты К~ и Кь можно достичь образования провалов в результирующей характеристике направленности для угловых координат 01 и Вз источников помех. Необходимые значения К~ и Кз определяются из системы уравнений з"е(91) + КЛ(91) + Кггз(91) = О, (7.52) Р'(6 )+КД(0 )+К Р'(6 ) = О. Рис, 7.35. Система с двумя дополнительными приемными каналами для образования провалов в результирующей диаграмме направленности 7. Информационные технологии в радиолокационных системах Цель ПАП ОВНОЙ м ОМ ОГатЕВЬН Ой ы о О Рис. 7З6. Автоматическая компенсация помех в устройстве с корреляционной обратной связью; а — одноканальный ннтокомпенсатор, б — диаграмма направленности антен- ны: ПАП вЂ” постановщик активной помехи, ДН вЂ” диаграмма направленности Уь7о~~~ 1+ У)Ц,~' У~ о17> 2 1+7)и,!' (7.54) (7.55) Легко видеть, что при у -+ ос и достаточной корреляции ь7е и Ц (например, при Ц = Сь7л, где С = сопз1) происходит полная компенсация пространственно коррелированных помех, т.
е, Ук обращается в нуль. Умножение комплексных амплитуд, как известно, может быть осуществлено, например, путем преобразования частоты, усреднение — за счет интегрирования в узкополосном фильтре. Те же операции могут быть произведены путем аналоговой квадратурной обработки или цифровыми методами. Рассмотренный одноканальный автокомпенсатор (АК) имеет один регулируемый компенсационный (вспомогательный, дополнительный) канал (отсюда название одн<>канальный) и один нерегулируемый основной канал. В 134, 741 показано, что при отсутствии полезного сигнала в реализации У весовой коэффициент К можно оценить следующим образом: 412 7.8.
Методы защиты от маскирующих активных помех Т вЂ” +К=-УУ У, 7с2, й (7.56) где Т вЂ” постоянная времени интегратора, а сзе (70 + КЫ ° (7.57) В установившемся режиме справедливо равенство М(ссК/й) = О, Определяя математическое ожидание от обеих частей равенства (7,56), находим установившееся значение весового коэффициента К„= -7М((7,(7%~.
(7.58) При отсутствии корреляции помех (при наличии только внутренних шумов) К„„= О, т. е. компенсационный канал отключается. Отметим, что структурная схема автокомпенсатора, приведенная на рис. 7.36, а, носит обобщенный характер, поскольку в ней не конкретизируется техническая реализация элементов перемножения и вычисления комплексных функций. Рассмотрим поэтому практические схемные решения автокомпенсаторов, получивших широкое распространение в радиолокационной технике. 7.8.3. Практические схемы автокомпенсаторов К= )с, — 7'й,. Подставляя последнее выражение в (7.57), получим с зх = сзо + кЛ + к ( 3 сз1 ) или Ут = Уо+ lс,У, + lс,У,, (7.59) Здесь У, = -7У, — квадратурная составляющая напряжения с'ь получаемая на выходе фазовращателя на 90' (так как е з"' =-/').
Рис. 7.37. Представление ве- сового коэффициента 413 Квадратурный автокомпенсатор 131, 40, 74, 103]. В таком автокомпенсаторе формирование весового (управляемого) напряжения осуществляется на видеочастоте. В этой связи представим комплексную амплитуду весового коэффициента К через реальную Ф, и мнимую 1с, части (рис. 7.37): 7. Информационные технологии в радиолокационных системах Мгновенное значение суммарного выходного напряжения определяется соотношением и (~)=и,(!)+У~,и,(~)+к,и, (~). (7.60) В свою очередь, дифференциальные уравнения для квадратурных составляющих Й, и я, определяются в виде Т ' +уссЯ= — уи~ЯихЯ, сй, (г) Т вЂ” '~-й,(~) = — уи, (~)из(~).
скФ,(~) ей (7.61) Структурная схема одноканального автокомпенсатора (АК), реализующего уравнения (7.59) †(7.61), представлена леисатор на рис. 7.38. Данный автокомпенсатор имеет два регулируемых квадратурных канала (подканала) с вещественными передаточными коэффициентами ); и lс, и называется квадратурным. В каждом подканале имеется балансный усилитель с управляемым и инвертируюшим коэффициентом передачи (перемножитель) и коррелятор (сочетание перемножителя и интегратора), выходное напряжение которого регулирует коэффициент усиления.
С помощью фазовращателя достигается фазовый сдвиг на 90' между напряжениями в квадратурных подканалах. Принцип компенсации помех можно пояснить с помощью векторных диаграмм, показанных на рис. 7.39, а, 6 (модуль коэффициента корреляции помехи полагается равным 1). Вектором $1р обозначено напряжение помехи в основном канале, а П, — в компенсационном канале. Фазовый сдвиг между напряжениями основного и компенсационного каналов — это угол у„ между векторами Пе и Пь Этот сдвиг может образоваться за счет разноса фазовыя центров основной и компенсационных антенн, различия электрических длин основного и вспомогательного каналов и т.
п. Напряжение компенсационного канала представляется двумя составляющими к'1 и П1 (см. рис. 7.39, а). На выходах регулируемых усилителей формируются компенсирующие напряжения /~,11, и ~;П, (см. рис. 7.39, 6). Результирующий вектор суммарного напряжения компенсапионных подканалов Й, 01 + к, ы, в установившемся режиме и при полной корреляции помехи оказывается рав- 414 7.8. Методы защиты от маскирующих активных помех цо «сп1~ «~ц1в ив Рис. 7.39. Пояснение принципа компенсации помех в одноканальном квадратурном автокомпенсаторе: а — напряжение помех нв входах основного Ц, н кввлрвтурных ои 11, каналов, 6 — напряжение помех нв выхолвх основного 110 н кввлрагурных «,Нн «,Б, каналов ным (по длине) и противофазным посгупаюшему на вход сумматора вектору напряжения основного канала.
Выходное напряжение АК Уг полностью де- коррелируется при этом с напряжением компенсирующего канала Уо т, е. М(и,17,"~~,, =О. (7.62) о К = — г— опт О, (7.бЗ) М(УвЦ%~ где г= — коэффициент корреляции комплексных амплитуд ово, компенсируемого и компенсирующего напряжений (на входах основного и компенсационных каналов); ов, о, — среднекввдратические значения помехи на входах основного и компенсационного каналов. 415 Декорреляция выходного и компенсирующего напряжений, обеспечивающаяся за счет корреляционной обратной связи, оказывается признаком минимизации дисперсии помехи. Значение комплексного коэффициента передачи К, при котором достигается минимум дисперсии помехи ггх на выходе АК в установившемся режиме, находится из условия дохудК=О г( (дсг~/д/г„дггх/дй,) при К = К, и определяется выражением 7.
Информационные технологии в радиолокационных системах В свою очередь (для рассматриваемого примера), значение коэффициента передачи К в установившемся режиме, как отмечалось выше, равно К„„=-7М ~17,и,'/2~. (7.64) Подставляя значение Ух = Уе + КЦ в (7.55), при сильной обратной связи (7 ли 1/и, ) после преобразований получим К„=К, =-г — = — (г, - 2г,) — 0.
~0 о, п~ (7.65) Тогда значения к, и 1е, в установившемся режиме можно найти соответственно из формул О0 lс = — г —. я е О~ ПО lс = — г —, е с и, (7.66) При точном соблюдении квадратурности обработки принимаемых колебаний шумы компенсационных каналов некоррелированы и подканалы настраиваются независимо. Результирующую дисперсию помехи на выходе автокомпенсатора пг 2 определим следуюшим образом: пх = — М~)УД'~ =-М~~У0 + КУ,) ~ = — М~)У0) 1+2КМ(УОУ,/2~ + -~)К)~ — М(1У,Г) =о~~ — 21г~~о2+)г~~п2 =о~~(1-Ц~).
Показателем качества работы автокомпенсатора является коэффициент подавления помехи и 1 0 пз 1 — 1г~ 416 Для эффективной компенсации помех значение модуля коэффициента корреляции ~г) должно быть близко к единице. Поэтому необходимо обесг печивать высокую идентичность амплитудно- и фазочастотных характеристик приемных трактов и антенных элементов. Решение данной задачи в ряде случаев облегчается при использовании в этих трактах цифровых устройств. В аналоговом квадратурном компенсаторе при выработке управляющего напряжения операция усреднения по времени (интегрирования) 7.8. Методы защиты от маскирующих активных помех Рне.
7.40. Одноканальный гетеродннный автокомпенсатор: а — пояснение принципа работы аятокомпеиеатора, б — етрукгурияя схема осуществляется на постоянном токе. На практике используется также гетеродннный автокомпенсатор, где данная операция осуществляется на переменном токе путем интегрирования (накопления) в узкополосном контуре. Гетеродинный автокомпенсатор 134, 35, 40, 741. Структурная схема гетеродинного автокомпенсатора представлена на рис. 7.40, а, б. Алгоритм работы гетеродинного автокомпенсатора можно получить, умножая равенство (7.57) на ед~~('е'41', а (7.58) — на ет~'~"' При этом получим следующие соотношения: (7 узк(зе+/ )1 — г(7 уз"Ы' узкур+ еК узкгиъу узкуи К 72кус М ((7 72Я(/о+/ )с г(7 72фо() /2~ У)ье'~Р (7.б9) (7.70) 417 На вход гетеродинного автокомпенсатора (см.
Рис. 7.40, б) поступают напряжения помехи с комплексными амплитудами Уе и У~ на несущей частотеуо. Оба напряжения в соответствующих смесителях СМ1 и СМ2 преоб- РазУютсЯ на сУммаРнУю несУщУю частотУ 7' в- 7о ПРи пРеобРазовании напряжения основного канала используется гетеродинное напряжение с неуправляемыми, а компенсационного — с управляемыми амплитудой (К~ и начальной фазой агй К. В результате такого преобразования обеспечиваются требуемые для компенсации амплитуда и начальная фаза компенсирующего напряжения КУ, ет~ "('е'~"" . 7. Информационные технологии в радиолокационных системах Рис.
7.41. Двухканальный гетеро динный автокомпенсатор 418 СУммаРное напРЯжение частоты 7е + 7„' постУпает на выход автокомпенсатора н в цепь корреляционной обратной связи. В ней вырабатывается гетеродинное напряжение Кег~"ун согласно (7.70). Для этого выходное напряжение Ухе7 "1"'~" 1 гетеродинируется входным напряжением компенсационного канала У,еу~"-'о'. На выходе смесителя СМЗ выделяется напряжение Разностной частоты (ге + 7,) — 7е =~, начальнаЯ фаза котоРого опРеделвется разностью начальных фаз перемножаемых колебаний, что учитывается в (7.53) знаком комплексного сопряжения (У,е~'"'" ) .
Таким образом, особенностями обработки в гетеродинном компенсаторе являются: — введение комплексного весового коэффициента К путем гетеродинирования с соответствующим регулированием в смесителе СМ2; — вычисление корреляционного момента выходного и компенсационного напряжения путем гетеродинирования как некоторой усредненной комплексной амплитуды колебаний гетеродинной частоты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
