Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2003) (1151848), страница 81
Текст из файла (страница 81)
Амплитудно-частотную характеристику К ( Т) устройства двукратного вычитания (рис. 7.58) можно получить, перемножая амплитудно-частотные характеристики (7.77) устройств однократного череспериодного вычитания: Кз(7)= К1(7) =4з1п (л7Т„ + р/2). (7. 80) Как отмечалось выше, для характеристики эффективности устройств Сд( можно использовать коэффициент подавления помехи. Определяя мощности помехи навходе Р,„=о',„=М[и,„~ и выходе Р„, м М[[и,х(!)-и,к((-Т„)~ ~ устройства однократного ЧПВ, после преобразований получим выражение лля коэффициента подавления помехи: 1 К,= 2(1 — к(Т„)) (7.8 1) где г(Т) = —, М(и,„(г)и,„(/ — Т„)), 1 (7.82) — коэффициент междупериодной корреляции флуктуации пассивной помехи. Для устройства двукратного вычитания коэффициент подавления определяется в виде Кпз 1 (7.83) 2(3 — 4г(Т„) ч- г(2Т„)) 434 где г(2Т„) — коэффициент, учитывающий корреляцию флуктуаций помехи за два периода повторения импульсов.
На рис. 7.59 приведены зависимости коэффициента подавления помехи с корреляционной функцией (КФ) гауссовского вида от количества ступеней вычитания (и )с учетом внутриприемных шумов. Анализ этих зависимостей показывает, что на практике целесообразно использовать не более 7.9. Методы защиты от лассивиыямаскируюи1ихломех 7ги ДП 70 60 50 40 30 20 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1! 12 13 в Отсюда следует, что коэффициент подпомеховой видимости зависит как от коэффициента междупериодной корреляции флуктуаций помехи, так и от Разности доплеРовских частот сигнала и помехи с3гд — — Гд, — Гд„.
В системах СДЦ необходима адаптация к случайной средней скорости радиального перемещения по отношению к РЛС мешающих, например, дипольных отражателей («компенсация ветра»). В устройствах ЧПВ это может быть осуществлено путем автоматизированного или неавтоматизированного управления фазовращателем (см. рис. 7.54) или частотой колебаний гетеро- дина, предшествующего устройству череспериодной компенсации. Эта задача решается также в автокомпенсаторах пассивных помех. На рис. 7.60 представлены схемы однократного квадратурного (см. рис. 7.60, а) и гетеродинного (см.
рис. 7.60, б) автокомпенсаторов пассивных помех. Коэффициент подавления однократного компенсатора определяется в виде 1 1 — г (Т„) На рнс. 7.61 показана схема гетеродинного автокомпенсатора с двух- кратным вычитанием. Автокомпенсаторы автоматически отслеживают положение, форму и глубину провалов АСХ в соответствии с динамикой изменения помехи [40]. В заключение отметим особенности цифровой обработки сигналов на фоне пассивной помехи. В этом случае алгоритмы СДЦ могут быль реализованы с помощью спецпроцессоров.
Так, при цифровой обработке во временной области для адаптации к пассивным помехам могут быть использо- 435 4-6 ступеней вычитания, поскольку при дальнейшем увеличении количества ступеней прирост величины коэффициента подавления незначителен 140). Коэффициенты подпомеховой видимости устройств однократного и двукратного вычитания, определяемые с учетом соотношения (7.75), имеют вид 281п~ АР Т„ Д и 1 — г(Т ) 8 81п'кАгдТ„ Ки.из = .
(7.85) 3 — 4г(Т„)+ г(2Т„) Рис. 7.59. Зависимости величины коэффициента подавления помехи с КФ гауссовского вида от количества ступеней вычитания с учетом внутриприемных шумов и коэффициента междупериодной корреляции помехи 7. Информационные технологии в радиолокационных системах Рис. 7.60. Автокомпенсаторы пассивных помех: а — кваяратурнмй, б — гетеродинный ваны оптимальные алгоритмы оценнвания корреляционной матрицы (весового вектора), рассмотренные, например, в 134, 35, 40, 741.
Не исключается также и применение квазиоптимальных методов оценивания на базе корреляционных автокомпенсаторов. Прн цифровой обработке в частотной области с помощью БПФ формируется набор доплеровских каналов. При этом каналы, настроенные на доплеровскую частоту помехи, из обработки исключаются. 7.10.
Методы стабилизации уровня ложных тревог Несмотря на использование в современных РЛС разнообразных систем помехозащнты, уровень помех и нескомпенсированных остатков помех (нежелательные эхо-сигналы от дождя и местных предметов и нежелательные сигналы от других источников излучений) часто превышают уровень шума приемника. Эти источники помех могут полностью забить экран индикатора РЛС или перегрузить ЭВМ, осуществляющую решения типа «да— нет» с целью выявления эхо-сигналов, отраженных от целей, подлежащих обнаружению или сопровождению [73, 871. Дискретный процесс решения этой задачи обычно связан с установлением порогов обнаружения на входе и выходе цифрового вычислителя.
В каждой 436 7. 10. Методы стабилизации уровня ложных тревог точке можно определить вероятносп обнаружения желательной цели и вероятность ложной тревоги из-за шума или одного из упомянутых выше источников помех. Оператор, наблюдающий экран индикатора кругового обзора (ИКО), принимает в некотором смысле сходное решение, и поэтому понятие ложных тревог применимо к большинству радиолокационных систем.
И оператор, и цифровой вычислитель будут стремиться поддерживать частоты ложных тревог на некотором приемлемом постоянном уровне путем регулирования усиления в приемном тракте РЛС при изменении интенсивности помех. Приемники, обладающие этим свойством, называются приемниками с постоянной частотой рис. 7.6Е Гетеродинный автокомпенсаложных тревог, или ПЧЛТ-приемни- тор с двукратным вычитанием ками. Методы стабилизации уровня ложных тревог основаны на использовании амплитудных или фазовых различий между полезными сигналами и помехами.
Рассмотрим эти методы [73, 87). Методы амплитудного различенил Для изменения коэффициента усиления приемного тракта РЛС широко используются усилители с регулируемым усилением, но их возможности по поддержанию ПЧЛТ ограничены. Так, система временной регулировки усиления (ВРУ) меняет усиление в соответствии со средним ожидаемым уровнем отражений от дождя или местных предметов на различных дальностях, но отклонения от этих ожидаемых уровней или воздействие активных источников помех могут привести к нарушению нормальной работы РЛС.
Система автоматической регулировки усиления (АРУ) будет стремиться поддерживать уровень помехи постоянным, но такая система всегда инерционна и медленно реагирует на изменение уровня помех. Например, системы автоматической регулировки усиления по уровню шума (ШАРУ) производят стробирование шума в нерабочих интервалах между излученным и принимаемым импульсами и приводят обычно к неправильному решению о том, что данный уровень помех характерен для всех дальностей.
Если селектируемая цель по своим физическим размерам мала по сравнению с размерами элемента разрешения РЛС по дальности, а мешающие сиг- 437 1, Информационные технологии е радиолокационных системах палы распределены по протяженной зоне, большей по сравнению с размером элемента разрешения, то знание этих особенностей цели и помех можно также использовать для их различения. Оптимизация приемника для данной длительности импульса может состоять в применении фильтра высоких частот (схема с малой постоянной времени) или дискриминатора по длительности.
Такой дискриминатор запрещает прохождение сигналов, обладающих меньшей или большей длительностью, чем ожидаемый сигнал. Поскольку пространственное распределение большинства мешающих отражений содержит много сигналов, близких по длительности к полезным, этот метод в отдельности также не обеспечивает достаточно эффективного подавления помехи. Более широкое применение находит система, включающая логарифметический усилитель и схему с малой постоянной времени (МПВ) или дискриминатор по длительности. На выходе логарифмического обнаружителя напряжение от подобных пространственно распределенных помех от местных предметов можно разделить на две составляющие. Одна составляющая быстро меняется с дальностью, и ее распределение вероятности и скорость флуктуаций хорошо согласуются с распределением вероятности и скоростью флуктуации шума независимо от величины сигналов, отраженных от местных предметов.
Известно [73), что среднеквадратическое значение выбросов на выходе логарифмического обнаружнтеля для сигналов, подчиняющихся рэлеевскому распределению в основной полосе частот, равно ая /24, где а — крутизна логарифмической характеристики, В/дБ; эта составляющая имеет ПЧЛТ-характеристику для помехи данного типа. Другая составляющая напряжения меняется более медленно в зависимости от дальности, представляя среднюю интенсивность помех от местных предметов или мешающих эхо-сигналов на любой дальности; возможность получения ПЧЛТ-характеристики зависит от того, в какой степени эта составляющая может быть подавлена фильтром.
В приемнике с логарифмическим обнаружнтелем, имеющим малую постоянную времени (логарифмический МПВ-приемник), используют фильтр простейшей формы и дифференцирующую цепь с малой постоянной времени. Логарифмический МПВ-приемник оказывается эффективным лишь в случае, когда помеха является «равномерной» (по дальности) в течение времени, большем постоянной времени схемы МПВ. Неравномерность в пространстве пассивной помехи любого вида ограничивает эффективность подобного устройства. В этом случае используют систему: логарифмический усилитель— дискриминатор длительности импульсов (ддИ).
Система!8 — ДДИ позволяет режектрировать импульсные помехи и мешакнцие отражения, существенно отличающиеся по длительности от зондирующих импульсов [87). Методы фазового различения. В ПЧЛТ-прнемниках другого класса вся информация об уровне эхо-сигналов полностью утрачивается вследст- 438 7. (О. Методы стабилизации уровня ложных тревог вне использования ограничителей с уровнем ограничения, лежащим значительно ниже нормального уровня шумов 177). В этих приемниках различение полезных эхо-сигналов и помех осуществляется исключительно по изменению во времени фазовой структуры напряжения на выходе ограничителя на основе того, насколько хорошо она коррелирована с фазовым кодом излученного импульса.
В тех РЛС, которые излучают последовательность простых импульсов, характеристикой, позволяющей различать полезный эхо-сигнал от шума или помех от местных предметов, является мгновенная частота, которая остается постоянной на протяжении импульса независимо от значения несущей частоты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
