Куприянов А.И., Сахаров А.В. Радиоэлектронные системы в информационном конфликте (2003) (1186258), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Здесь, по сути дела, используется тот же принцип увеличения разрешающей способности, что и в РЛС, использующих сигналы с расширением спектра. На рис. 1.5 изображена временная диаграмма импульсов на выходе УПЧ, поясняющая возможность улучшения разрешающей способности по частоте в приемнике со сжатием импульсов. с', Рис. 1.5. Сжатие импульсов в приемнике РРТР Если на разведывательный приемник воздействуют два непрерывных сигнала с различными частотами ~ и ~~, то в результате перестройки гетеродина на выходе УПЧ с полосой пропускания ф'формируются импульсы с внутренней частотной модуляцией.
При суммировании этих импульсов в УПЧ обычного панорамного приемника образуется один импульс большей длительности. Такие импульсы разрешить невозможно. В приемнике со сжатием импульсов сигналы с выхода УПЧ поступают на фильтр, выполненный на основе дисперсионной линии задержки. В результате импульсы становятся короче по длительности, не накладываются друг на друга и на выходе наблюдаются раздельно. 1.1. Блок-схема станции радио и радиотехнической разведки 15 Рис. 1.б.
Многоканальный приемник РРТР Параллельные узкополосные фильтры (УПЧ) на выходе смесителя перекрывают своими полосами пропускания весь частотный диапазон, как на рис. 1.7. При такой схеме построения приемник позволяет раздельно наблюдать (разрешать по частоте) сигналы РЭС, если только разнос рабочих частот этих РЭС не меньше д1: В разведываемом диапазоне шириной 9'нужно размесппь Рис. 1.7. Настройки УПг1в многоканальном приемнике РРТР Н= — +1 ь 1' (1.3) параллельных фильтров.
Используемые для РРГР сканирующие панорамные приемники перестраиваются со скоростью (20... 30) частотных каналов в секунду при полосе каждого канала 4г"в пределах от (50...500) Гп до (50...1000) кГп (8). Противоречие между скоростью перестройки по частоте, которую для повышения оперативности разведки нужно выбирать как можно большей, и разрешающей способностью 4г"устраняется в многоканальном приемнике РРТР (рис.
1.б). 16 Глава 1. Радио- и радиотехническая разведка (РРГР) Время разведки не может быть меньше времени установления переходных процессов в каждом фильтре. Для %-канального приемника (рис. 1.6) это время составит 2...3 Т = — "' дТ (1.4) т.е. в Д1 раз меньше времени обзора полосы 8|сканирующим приемником. Платой за увеличение оперативности является пропорциональное (тоже в Ю раз) усложнение аппаратуры. Возможны и применяются схемы, соединяющие преимушества сканирующих и многоканальных приемников. Это матричные приемники 12).
Блок-схема матричного приемника изображена на рис. 1.8. Рнс. 68 Мгннрннный нриел~ннк РРТР Матричный приемник содержит набор элементарных ячеек, состоящих из фильтров Ф,—, индикаторов Ие, гетеродинов Г„и смесителей. Ячейки располагаются по т строкам (е 1: лн и н столбцам у е 1: и. Фильтры первого столбца разбивают разведываемый диапазон частот 8/на лн равных полос Ь Х~м бу дУ„,, = —.
(1.5) Все сигналы с выходов этих фильтров гетеродинируются на одну и ту же промежуточную частоту Т„„. Таким образом входной лиапазон (7 !. !. Блок-схема станции радио и рааиотехнической разведки шириной 8(сворачивается в гл раз более узкую полосу дГ,'рр Второй столбец трансформирует процесс из полосы д7'„„, в полосу ЛГ'„„,: А7пр! 8 Х Гф~! (!.б) ааз ле И так далее, в послелнем и-ом столбце сигнал наблюдается в полосе фильтра ЛДр„. ( !.7) При таком построении приемник обеспечивает разрешение по чаб!' стоте Л/= — „при использовании тп фильтров, тогда как чисто многоканальный приемник для такого же разрешения потребовал бы та > еал фильтров.
Для обнаружения сигнала и указания его частоты служат индикаторы Иа. Срабатывание индикатора означает обнаружение сигнала на частоте соответствующего фильтра Фаа в его полосе. Совершенствование элементной базы радиоэлектронной аппаратуры, а также методов и алгоритмов обработки сигнала позволяет в настоящее время решить многие задачи РРТР при помощи цифровых приемников (8). В цифровых приемниках сигналы в широкой полосе (в предельном случае — во всей полосе разведки Ьг) с выхода УПЧ преобразуются в цифровую форму и дальше обрабатываются (фильтруются, обнаруживаются, демодулируются) с использованием алгоритмов, реализуемых специальными цифровыми сигнальными процессорами.
Преимущества цифровых метолов обработки общеизвестны. Это высокая точность и стабильность характеристик аппаратуры, возможность запоминания, хранения и воспроизведение сигнала, что очень важно лля систем непосредственной РТР поддержки РЭП. Недостатки цифровых методов (зависимость ширины частотного диапазона разведки от быстродействия цифровых схем, дополнительные погрешности, обусловленные шумами вычислений, аналого-цифровыми и цифроаналоговыми преобразованиями) с лихвой компенсируются преимуществами цифровых приемников. Аналого-цифровое преобразование, необходимое при переходе к цифровой обработке, предусматривает дискретизацию сигнала по времени и квантование по уровню. Полвергаюшийся преобразованию входной сигнал з(г) — это аддитивная смесь сигналов разведываемых РЭС с сигналами неинформативных для разведки излучений и помех— Глава !.
Радио- и радиотехническая разведка (РРГР) 18 прежде всего собственных тепловых шумов приемника яг). Используя известное представление процесса д(г) в виде огибающей и фазы или через две квалратурные компоненты [!1[ можно получить д(г) = 5(т) сод[азат — д(т)[ = Х(г) сояавг+ У(г) япвгвг, (1.8) яб=~х'ре~ кчц; ии= ив У(г) Х(т) (1.9) Из (1.8) и (1.9) следует, что процесс на выходе линейной части разведывательного приемника однозначно определяется парами процессов: огибающей и фазой (5(г) и Цт)) или квадратурными компонентами (Х(т) и У(г)).
Поэтому для такого преобразования процесса д(г) в цифровую форму, которое сохраняет всю информацию о нем, достаточно сформировать цифровые выборки двух процессов; либо огибающей и фазы, либо квадратурных компонент. Цифровая обработка сигнала позволяет для реализации многоканального приемника применить процелуру вычисления дискретного преобразования Фурье. Действительно, для вычисления преобразования Фурье сигнала з(г), наблюдаемого на интервале времени БЧ г 5(аз) = ) з(г)ехр[ — утаг)сИ, (1.10) т г нужно диапазон частот 2я9'е [аг ы, вз„„„[ разбить на гт' интервалов шириной 2ядт'= " "'"', таких, что г))'и — и в точках вз =идат", )У ' ' Т и и е 1: гх Вычислить г г 5[а') = ) д(г)ехр(-/вг4й = ) д(г)соз(гв"г~~уг у [ д(г)яптгв),г')ггт, (1.11) т т т где 5(вз„) — значение спектральной плотности амплитуд сигнала, вы- численной на частотах «з„.
где 5(т) и дг(г) соответственно огибающая и фаза процесса з(г), а Х(г) = з(т) сояоаг и )(г) = йт) япгваг — квадратурные компоненты, одно- значно связанные с огибающей и фазой соотношениями 19 1.1. Блок-схема станции радио и радиотехнической разведки Если сигнал представляет собой синусоиду с амплитудой а, и частотой а е (аа,щ, ва,„,), из (1.! 1) можно найти 2а, .
1(а — вк)Т~ Я(аа) = ' 51П (1. 12) т.е. величина о(в„) равна а, при го — а„и убывает с увеличением модух)Т 51П вЂ”вЂ” ля расстройки й = 1в — в„) как .. Зависимость 2 2 (в-а„)Т ебп 2 К(в-а„) = 1а-в„!Т 2 (1.13) можно считать эквивалентом частотной характеристики некоторого фильтра, настроенного на частоту оза. Процедура вычисления преобразования Фурье в Л'дискретных по частоте точках эквивалентна преобразованию сигнала в )У параллельных фильтрах. Кстати, считая полосой пропускания каждого фильтра частотный интервал между ближайшими точками обрашения в нуль величины К(5?), из (1.13) можно определить 2я Зхка = — .
Т' (1.14) Самая распространенная вычислительная процедура определения (1.12) — алгоритм быстрого преобразования Фурье (БПФ). Анализатор параметров принимаемого сигнала служит для обнаружения и опознавания образа разведываемого радиоэлектронного средства. Анализатор также демодулирует сигнал, определяет вид и индекс модуляции, характеристики модулируюшей функции. Естественно, что исходная информация для опознавания сигнала содержится в значениях его параметров. Анализаторы характеризуются количеством учитываемых при обработке параметров сигнала, а также количеством обрабатываемых сигналов за единицу времени (пропускной способностью). Измеритель служит для оценивания параметров разведываемых сигналов.
При этом различают временные, пространственные, поляризационные, спектральные и энергетические параметры. Временные 20 Глава К Радио- и радиотехническая разведка (РРТР) параметры — это частоты и длительности сигналов и их элементов, временные интервалы между сигнальными импульсами, параметры модулируюшей функции. К спектральным параметрам сигналов относятся высокочастотный спектр и спектр огибающей си~нала. Энергетические характеристики принимаемого сигнала — это мощность и спектральная плотность. Пространственные параметры сигнала — координаты точки излучения (координаты объекта разведки) и характеристики направленности излучения его антенн. Поляризационные параметры характеризуют ориентацию вектора электрического поля излучения объекта разведки.
На основе оценок первичных параметров, определяемых при помощи индикатора, в дачьнейшем находятся более сложные, обобщенные характеристики. Такими характеристиками могут быть: тип и назначение РЭС, тип и образец объекта, использующего РЭС и т.п. 1.2. Измерение частоты сигнала средствами РРТР Измерение и запоминание несущей частоты сигнала разведываемого радиоэлектронного устройства являются одной из наиболее важных функций станции РРТР. Специфичность методов определения и запоминания несущей частоты средствами радио- и радиотехнической разведки обусловлена, с одной стороны, ограниченностью времени разведки и, с другой стороны, широким диапазоном частот, в котором ведется разведка.
Несущая частота — олин из главных, весьма информативных для РРТР, параметров сигнала объекта разведки. Условно способы определения частоты можно разделить на фильтровые, дискриминаторные, интерференционные, корреляционные и цифровые. Определение частоты при помощи фильтров сводится к поиску и указанию фильтра, настроенного на сигнал (точнее, того фильтра, в полосе которого обнаруживается сигнал). В панорамных приемниках с последовательным анализом разведываемого диапазона на все частоты в разведываемом диапазоне последовательно настраивается один и тот же фильтр.
Поэтому определение частоты сводится к определению момента времени, в который частота настройки этого фильтра совпадает с частотой сигнала. В многоканальных приемниках с параллельным спектральным анализом разведываемого диапазона для определения частоты сигнала достаточно указать номер фильтра, в полосе которого обнаружен сигнал. То же справедливо и для указанных выше схем модификаций способов многоканального приема: для матричного приемника и приемника с цифровым спектральным анализом. 21 1.2. Измерение частоты сигнала срслствами РРТР Во всех случаях измерения при помощи фильтра, максимальная ошибка определения частоты бг; „,„, не превосходит половины ширины полосы пропускания фильтра, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
