Леонов А.И., Васенев В.Н. Моделирование в радиолокации (1979) (1186215), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Тем не менее она может использоваться и при моделировании трактов, имеющих межэлементпые обратные связи (схемы,'.: АРУ, автокомпенсаторы, схемы автоподстройки и т. д.). В этом.,:,: случае для каждого шага выборки должно производиться отдельное обращение к нескольким моделирующим процедурам, т. е.::~) в программном цикле по шагам дискретизации (г должно произво-:-'.; диться обращение к нескольким процедурам («параллельная» схе-:::,'.
ма моделировании). Описание нелинейной обработки сигналов. В качестве типовых нелинейных элементов в радиотехнических трактах применяются '? каскады, состоящие из двух последовательно соединенных звеньев (рис. ш23). чисто лтщейного звена, не имеющего инерционных свойств„.::;.' линейного инерционного элемента (фильтра гармоник), обеспечивающего выделение нужной части спектра сигнала. При моделировании нелинейного каскада фильтр гармоник предполагается идеальным, т. е. обладающим достаточной шириной полосы и высоким коэффициентом прямоугольности амплитудно-частотной характеристики, что обеспечивает отсутствие частотных искажений ' на нужной гармонике.
Каскадное разделение нелинейных и инерционных свойств позволяет моделировать подобные устройства тем же методом огибающих, опираясь на заранее вычисленную каким-либо способом динамическую характеристику каскада для нужной гармоники Вид динамической характеристики К~"~ ((!) простейших нелииейа иых каскадов (линейный или квадратичный детектор, жесткий двухсторонний ограничитель, логарифмический усилитель) хорошо известен. Например, в случае жесткого двухстороннего ограничителя, имеющего симметричную линейно-ломаную рабочую характеристику для мгновенных значений напряжений (рис. 5.24,а), динамическая характеристика для амплитуды первой гармоники (рис. 5.24,б) описывается следующим выражением: У~'~= ' 1 ' '"р' (5.154) (2!и) У, [агсз(п((п)+ р, ~ 1 — (1',) при У,)Г1„р.
Рис. 3.23. Схема типового нелинейного касиада (а); спектры сигналов и частотные характеристики фильтров гармоник (о) р!а Рис. 3.24. Статическая и динамическая характеристики жесткого ограничителя: иря — мгпппнннпп аначпнпа напряжения; П вЂ” амппптупнап яначенпе. В процедуре ОГРАНИЧИТЕЛЬ, использующей эту формулу, участок динамической характеристики для больших значений аргумента (с7,/(!'пгр — 1!РаР-3) аппроксимирован коротким степенным рядом стога и задержка огибающей каждого сигнала задаются прн ввод , Ф, Р и Т. Расчет сигнала производится по формуле; и /м Вм з(»„) =Ч/~~э/(»„)=~~~~~АЦК~Ж(" ~~Я ехр»(2~г 1/1»„+Ф(/)), / ! /=! (5.157) где Л'(х) — целая часть числа к; » =»„„+пДТ, п=б, 1, 2, ри обращении к процедуре ШУМ в массиве Ш формируется последовательность сть некоррелированных псевдослучайных чисел с нормальным законом распределения, имитирующая участок бе- лого гауссова шума.
Начальное число случайной последовательно- сти задается при вводе переменной НАЧ. После формирования детерминированной н случайной состав- ляю!цих входного сигнала в массивах 5 и Ш процедура СМЕСЬ суммирует нх с вссовыми коэффициентами А» н А2; ЯШ(»,)=А1.
Я(»Д+А2.Ш(»„). (5.158) Затем сигнал, хранящийся теперь в массиве 5Ш, переносится на другую несущую частоту, сдвинутую на величину РГЕТ, БШ (»л) =ЯШ (»„) ехр ( — 2и».РГЕТ.»л), (5,159) В подвергается фильтрации в двухконтурном полосовом фильтре спо- .чосой пропускания ППФ (191 ЗШ„„(»„)=а,ЗШ (»л)+ а,ьШ,„(»,,)— — Ь,ЗШ„„(»„!) — Ь,ЗШ,„(»„,), (5!.Р50) где а.=) — е-"(созх+з!пх), а,,-в(, .+„.п Ь,= — 2е "созх, Ь,=-е '", х=вр.Г)ПФ ДТ. и жесткому двухстороннему ограничению. Сжатие ФМ сигнала описывается формулой дискретной свертки, и при этом используется та жс кодовая последовательность К 11: ЕК~), что н при формировании сигналов гк ЗВ(» )=~ ЗШ(»л — Е ДТФМ)К(Ц. ~! Сжатый сигнал, хранимый в массиве ЯВ, подвергается окончательной фильтрации в одноконтурном ЕС-фильтре, согласованном с длительностью импульса ФМ последовательности (ПФ1 ДТФМ ') 8Ввмх(»п) = — ЫВвмх(»п — !) +Ь '8Ввх(»п); а=ехр ( — и ПФ1.ДТ), Ь=1 — а, после чего анализируется специальной процедурой АНАЛИЗ РС, определяющей среднеквадратическую и пиковую амплитуды си ! ала (АВ1 и АВ2), временное положение энергетического центра .! 174 тяжести сигнала и его максимального пика (!В1 и 1В2), несущую (РВ) среднюю фазу сигнала (ФВ), среднюю кривизну и зломанность его фазовой траектории (КРИВ, ИЗ/ ОМ).
1 . Все эти излома величины автоматически выводятся на алфавитно-цифровое пе ча., р *рм, ввм: лч Вв~=,„= -!-Ь;П!= — '~ ! (М.~-р Р !!, л № л № л„ 1В1=П,„,= —., ВГ/~, иа'(и), ГВ2=п„„, ВВ вв ав, л=№ АВ2 = а,„=а (и„,) =!пах (а (и)), А/, == и ~ А!,, Г !р ФВ = — Ф = 57 З агс(8.
( 'Я у (п) ~ 'Я х(п) (,л у, л № № № ВВ= .,= „' ° В)Е р'!л Е 'р !) л=м л № ( № 'Я у» (л) КРИВ= —,„., 15 ( " ! л "рр ) ), л-№ Я (а (л) трр (и))' где й/,=0,5(П+1); АР,=0,512; А/=А/,— А/,+1; х(п) = ЯВ 12п — Ц; у (и) = ЯВ(2и); а/и) =) /к* (п) + у' (и); )р (п) = агой (~ (") ~; р' (п) = )р (и) — )р(и — 1); !ум (и) лр'(и) — ср'(и — 1); х'(и) =а (п) соз (рр'(п) ); у'(п)=а(и) з)п(гр'(и)); х" (п)=а(п) соз(!ум(и)); у" (и)=а(и) зВп(гул(и)).
Приведенную программу можно использовать для оценки качеразрешення перекрывающихся сигналов, их взаимного энер- ства разр и м ль- гетич еского подавления в нелинейной части тракта, влиян я у ФМ сигна типлнкативных помех при формировании и обработке лов (амплитудные и фазовые ошибки, ошибки синхронизации) н т. п. Качественный анализ этих явлений удобно производ ть мощью информации, представленной в графическом виде. Система 175 СИГНАЛ со е жи держит целый ряд сервисных СП для автоматизации вывода графической информации. Одной из них являе С, использованная в приведенной выше программе для в яется графического вывода временной зависимости амплитуды выходного радиосигнала моделируемого тракта из массива 5В [П: 721.
Рис. 5.27. Пачка видеосигналов от многоэлементной цели На рнс. 5.27 для иллюстрации характера выводимой информации приведены графики пачки видеосигналов от многоэлементной цели на входе порогового устройства канала измерения дальности РЛС с псевдослучайным законом ФМ зондирующего сигнала. Моделируемая цель состояла из пяти нефлуктуируюпгих элементов, расставленных через 300 м вдоль луча РЛС. Отношение сигналгшуы по первому элементу составляло 28 дБ, по остальным 20 дБ. Две непрерывные кривые характеризуют видеосигналы, полученные в первых двух тактах пачки; третья (ломаная) кривая изображает результат некогерентного накопления этой пачки в накопителе с длительностью импульса ФКМ последовательности 0,4 мкс.
Вследствие интерференцин остатков сжатия и взаимного подавления сигналов в нелинейных элементах флуктуации амплитуды и временного положения пиков от каждого элемента групповой цели в несколько раз превышают аналогичные флуктуации пика от одиночной цели, а также возникают ложные превышения наиболее низких пороговых уровней совокупным фоном шумов и остатков. Для количественного анализа подобных явлений можно применять следующий прием: в анализируемом сигнале выделяются временные интервалы в окрестности ожидаемых пиков от элементов цели, в каждом таком интервале определяются уровень и положение экстремума, которые поступают на СП статистической об- 176 работки с целью определения их корреляционной матрицы в серии моделируемых тактов; оставшиеся части сжатого сигнала (т.
е. участки фона) подвергаются отдельной статистической обработке для определения закона распределения фона. На рис. 5.28 приведены графики законов распределения амплитуды фона и пиков сжатых сигналов, а также их числовых характеристик. Знание параметров закона распределения фона и его изменения (например, при появлении крупного элемента в составе групповой цели) позволяет правильно подобрать пороговые уровни (и пределы их регулирования) в модели и в реальной РЛС.
Другой иллюстрацией возможностей графического вывода результатов цифрового моделирования для проведения их качественного анализа может служить (рис. 5.29) дискретный рельеф двумерной функции взаимной корреляции прямоугольного радиосигнала з(1) длительностью т и экс ЕС-фильтра, выведенный на РЕЛЬЕФ 2 йэ й т РАМЮ дЛгж- МиЕ зчзмззмм гр М гр чс 1~,зз Рис. о.2З. Эмпирические законы распределения амплитуды фона и пиков сжатых сигналов при д,=1б дБ и зависимости центральных моментов закона распределения от мошности сигнала поненциального отклика одиночного АЦПУ вЂ” 128 с помощью процедуры Дискретность выведенного рельефа по времени, частоте и уровню определяется параметрами: А1=0,05т; гх1=0,08/т; А(7--0,1(1(0,0).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
