Пестряков Б.В. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации (1973) (1151884), страница 84
Текст из файла (страница 84)
Слежение за источником излучения ШПС, закон формирования которого известен или выявлен, сводится к слежению по импульсным сигналам и не имеет существенных особенностей, поэтому на этом вопросе также останавливаться не будем. Исследование чужого пеленгования источников излучения ШПС, когда предполагается, что закон формирования неизвестен, в условиях, когда мощность сигнала много меньше мощности помех, представляет основной интерес.
В некоторых случаях требуется осуществление поиска по угловым координатам и выявление закона формирования сигнала. Анализ этого случая необходимо вести, используя методы теории операций. В настоящей книге не представляется возможным это выполнить. Отметим только, что при этом необходимо осуществлять поиск в многомерной области с большим объемом неопределенности, который ориентировочно равен !У = Н„Н>„И,И!А7,р„ (!0.7.1) где 7>',р, — количество квазиортогональных сигналов. Затраты времени могут значительно возрасти, п при определенных условиях вероятность успешного поиска движущегося источника излучения ШПС будет незначительной. Рассмотрим чужой поиск источников излучения ШПС, когда закон формирования не выявляется.
Если поиск по угловым координатам осуществляется с использованием узколепестковых антенн при большом количестве источников излучения или широколепестковых антенн при одиночном источнике, то по сути этот случай является развитием рассмотренного подробно выше поиска ШПС при неизестном законе формирования. При этом процедура поиска должна повторяться для каждого элемента неопределенности с угловыми размерами Л„„, и Л„у Кроме того, предполагается, что при многих источниках они могут быть разделены за счет разрешающей способности по угловым координатам, причем необходима дополнительная обработка результатов для «сортировки> полученных угловых координат источников излучения. При использовании больших баз сигнала могут быть созданы условия, когда в определенных областях пространства устранение неопределенности угловых координат источника излучения ШПС оказывается затруднительным, особенно если он находится в движении.
После осуществления поиска, если источник излучения или точка приема движется, должно производиться слежение. Радиопеленга- 407 торы, осуществляющие слежение за источником излучения слабого сигнала, могут иметь различные принципы действия 110.61. Ограничимся тем, что рассмотрим слежение с использованием амплитудных пеленгаторов со сканированием как наиболес широко применяемых. Переходя к вопросу слежения за источником излучения ШПС, считаем необходимым обратить внимание на важное обстоятельство, заключающееся в том, что амплитудные пеленгаторы должны позволять осущестзлять совпровождение очень слабых сигналов при изменяющемся уровне помех и наличии отклонений параметров аппаратуры.
В этом отношении они в принципе отличаются от обнару>кителей слабого сигнала, рассмотренных в з 10.2, где незначительные изменения уровня помех и усиления аппаратуры приводят к искажению результатов. Поэтому амплитудные пеленгаторы (по приципу действия), а также (разовые пеленгаторы могут быть использованы для построения обнаружителей слабых сигналов. Однако на этих вопросах мы не имеем возможности подробно останавливаться и в дальнейшем будет рассмотрен только режим слежения. Особенности пеленгаторов при работе в условиях слабых сигналов обусловлены тем, что если в секторе, определяемом диаграммами направленности антенн, находится один источник излучения ШПС, то только он является источником модулируемого сигнала.
Помехи и их уровень оказывают значительное влияние на точность пеленгования, что обусловливается двумя факторами, а именно: обязательным использованием в схеме амплитудного детектора, выявляющего модуляцию при сканировании, что приводит к подавлению слабого сигнала, и необходимостью применения АРУ, которое, «срабатывая» от помех, уменьшает уровень сигнала. Следовательно, сигнал рассогласования, снимаемый с детектора, может быть очень слабым. В этих условиях можно использовать дополнительные усилители и подобрать усиление контура в разомкнутом состоянии так, чтобы при заданном д' обеспечивались требуемые быстродействие и полоса следящей системы ЛР,„. Если уровень помех изменяется, то это будет приводить к эквивалентному изменению усиления контура в разомкнутом состоянии, т.
е. к изменению полосы и быстродействия следящей системы. Для анализа следящих пеленгаторов необходимо иметь возможность оценивать ошибку пеленгования, обусловленную действием помех, вычисление которой в рассматриваемом случае имеет особенности, связанные с тем, что сигнал много слабее помех. Поскольку в. амплитудных пеленгаторах полезная информация содержится в амплитуде смеси, то рассмотрим ее вероятностное описание.
Как известно 12.31, при слабом сигнале и сильных флюктуационных помехах функция распределения амплитуды смеси остается релеевской с параметром распределения а — У02+3э Среднее значение амплитуды, определяющее постоянную составляюгцую после детектирования, равно т, (Н„) = — 1,25 о,.
Продетектированное напряжение отображает флюктуации амплитуды смеси под 408 действием помех; среднеквадратичное значение этих флюктуаций равно 0,63о„. Флюктуацин амплитуды можно рассматривать как модуляцию по амплитуде. Среднеквадратичная глубина модуляции амплитуды смеси равна [2.3[ Р'(' (Мд ) = 0,63о„!1,25о„=- 0,52. (10.7.2) Эти флюктуацпи имеют широкую полосу, определяемую полосой пропускания приемника. Очевидно, что на следящую систему действует только часть этих флюктуаций, имеющих полосу в пределах 2ЛР,„на частоте сканирования. Полагая, что плотность мощности флюктуаций на частоте сканирования практически не отличается от плотности мощности флюктуацнй амплитуды на частотах, близких к нулевой, и равна 1,6Ул [2.3[, для среднеквадратичного значения глубины модуляция амплитуды смеси в пределах полосы 2ЛРлл получим Е)'~'[Мд (2ЛР,л)[=О'~ (Мд ) г'(ЛР,л!Л~,) 1,6.
(10,7,3) При наличии сигнала амплитуда смеси будет модулнрована также за счет сканирования. Если бы принимался только сигнал, то глубина модуляции при отклонении на угол Ла была [10.61 (10.7.4) где Лл — ширина лепестка диаграммы направленности, ир — угол раскрыва диаграммы. За счет совместного действия сигнала н помех эффективная глубина модуляции амплитуды смеси за счет сканирова- ния будет много меньше. В первом приближении получим Пользуясь (10.7.5), модуляцию амплитуды смеси под действием помех можно пересчитать в эквивалентные флюктуацни угла под действием помех: Уз и ! л ар~ У Ь|э (,( — — ) ' [,А„2 ) илн в долях половины ширины лепестка д 0 (Дпл) 0 6 л 1 Ддсл Ьл!2 Уз ! и ир1 г' д(з ~Ь~ 2 (10.7.7) Результаты подтверждают высказанное выше предположение о возможности обеспечения высокой точности сопровождения при очень слабых сигналах, т.
е. прн У,/а„' (( 1, за счет использования узкой полосы следящей системы ЛР,л, если это сужение допускает величина динамических ошибок. 409 В некоторых случаях представляет интерес получение предельных значений У,!а'„, при которых сопровождение оказывается ненадежным, поскольку при значениях Вы' (Лил)/0,бал ) 0,1 резко увеличивается вероятность срыва слежения. Из (10.7.7) получаем (10.?.8) Ьл 2 Применим полученные результаты для оценки пеленгования ШПС при неизвестном законе их формирования, положив для определенности, что пеленгатор находится в тех же условиях, что и приемник информации.
При этом отношение У,!о„' определяется базой сигнала и требованиями к достоверности передачи информации. Как следует из (2.3.39): У,lо„' = (2/Б,) 1п (1/2 Р, ). Это позволяет, пользуясь (10.7.7), найти зависимость точности пеленгования от базы сигнала и, пользуясь (10.7.8), определить минимальную базу сигнала, при которой сопровождение оказывается малонадежным: ?зы2 д 1 л длл ~ л Ь?, Например, для случая, когда ЛР„= 1 Гц, Л?, = 1 МГц, Р, == 10-', и имея в виду, что обычно 1д ( — — ") ж 1, получим ~вл 2 (У,(о'„)д,„жЗ 10 л или Б, „„ж2000. Таким образом, при больших базах сигнала в больших областях, где возможен прием информации, сопровождение при неизвестном законеформирования сигнала оказывается неэффективным.
Аналогичные расчеты можно выполнить при различных расположениях приемника информации и пеленгаторов. Рассмотрим теперь коротко вопрос о пеленговании множества источников излучения ШПС в условиях, когда закон формирования не выявляется и используются беспоисковые пеленгаторы с широколепестковыми антеннами. При этом не требуется затрат времени на поиск по угловым координатам, но условия пелеигования одиночного источника и большого количества источников излучения ШПС коренным образом отличаются. Поскольку разделение сигналов за счет использования разрешающей способности по угловым координатам оказывается невозможным, то на пеленгатор воздействует результирующий сигнал.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
