Лепин В.Н. Помехозащита РЭСУ летательными аппаратами и оружием (2017) (1186260), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Все известные устройства и алгоритмы выделения движущихся целей на основе использования когерентных импульсных сигналов подразделяются на две группы: устройства и алгоритмы режекции (подавления) пассивных помех (мешающих отражений) и устройства и алгоритмы выделения и накопления сигналов движущихся целей. С точки зрения спектрального анализа сигналов, устройства и алгоритмы подавления пассивных помех эквивалентны режекторным гребенчатым фильтрам. Устройства и алгоритмы выделения и накопления сигналов движущихся целей могут быть двух видов: типа накопительного гребенчатого фильтра и типа фильтровой системы в сочетании со стробированием по времени (дальности).
Указанные виды устройств могут быть реализованы как на промежуточной частоте, так и на видео- частоте, т.е. после фазового детектора. Подавление (режекция) пассивных помех и селекция движущихся целей осуществляется практически во всех радиолокационных системах: когерентных и некогерентных, с внутренней и внешней когерентностью, импульсно-доплеровских с высокой, средней и низкой частотами повторения импульсов.
Устройства и алгоритмы режекции пассивных помех могут быть реализованы в радиолокационных системах в виде аналоговых или цифровых устройств череспериодной компенсации (ЧПК). Аналоговые устройства ЧПК и фильтровые устройства применяются в совреиенных радиолокационных системах все реже и реже. Цифровые уст- 257 б. Частотные н временные методы обеспечения помехоустоячнвастн ройства и алгоритмы ЧПК, основанные на применении регистров сдвига, оперативных запоминающих устройств, микропроцессоров, а также цифровые алгоритмы СДЦ находят все более широкое применение.
6.3.2. Череспериодная компенсатбия пассивных помех Для подавления пассивных помех широко применяются устройства и алгоритмы однократного, двукратного или многократного вычитания (компенсации) сигналов и помех, формируемых на выходе фазового детектора. Схемы простейших устройств череспериодной компенсации (ЧПК) на видеочастоте приведены на рис. 6.3 и 6.4. На рнс. 6.5. н 6.6 показаны АЧХ однократной и двукратной ЧПК, которые подтверждают, что эти устройства и алгоритмы представляют собой гребенчатый режекторный фильтр с участками подавления на частотах, кратных частоте повторения импульсов.
Рисунок 6.3 Схена однократная ЧПК Рисумак 6,4 Схема двукратной ЧПК 258 б, Часплные и вреиенные метоАы обеспечения помехоустойчивости 0 НТ„ЪТ, Пт„ Рисунок 6,$ АЧХ однократной ЧПК: 1- спектр помехи; 2- АЧХ ЧПК 1! Т„2/Т„З(Т„У Рисунок 6.6 АЧХ двукратной ЧПК: 1- спектр помехи; 2 - АЧХ ЧПК В состав устройств ЧПК входят элементы задержки импульсов на время, равное периоду повторения, и сумматоры.
Эффективность защиты радиолокационных систем от пассивных помех с помощью однократной ЧПК невысока. Режекция помехи оказывается неполной, а кроме того имеет место ослабление полезных сигналов от движущихся целей. Более эффективными с точки зрения защиты от помех являются многократные ЧПК, АЧХ которых по мере увеличения кратности становится более равномерной в полосе режекции, При этом, однако, увеличивается неравномерность характеристики в полосе прозрачности. Для улучшения равномерности АЧХ в полосе прозрачности применяются ЧПК с прямыми и обратными связями, то есть рекурсивные ЧПК.
Схема такой ЧПК приведена на рис. 6.7. Устройство ЧПК реализуется не только на видеочастоте, но и на промежуточной частоте. Роль вычитающего (суммирующего) 269 6. Частотные и вреиенные иетоды обеспечения поиехоустойчивости устройства в этом случае выполняет фазовый детектор (ФД). Для пассивной помехи разность фвз прямого сигнала и сигнала задержанного на Т„устанавливается равной 90', поэтому помеховый сигнал на выходе ФД равен нулю, то есть обеспечивается режекция помехи. Рисунок 6,7 Рекурсивная ЧПК При подавлении пассивных помех с помощью режекторного фильтра после детектирования (на видеочастоте) для устранения влияния начальной фазы отраженного сигнала используют обработку сигналов в кввдратурных каналах.
В этом случае в каждый квадратурный канал вводится свой режекторный гребенчатый фильтр, работающий на видеочастоте. Рисунок 6.6 Схема цифровой СДЦ с некогерентныи накоплениен полезного сигнала 260 б, Частотные и вреиенные иетоды обеспечении поиехоустойчивости В настоящее время наибольшее распространение находят цифровые гребенчатые фильтры с обработкой в квадратурных каналах. Схема цифровой СДЦ с некогерентным накоплением полезного сигнала от движущейся цели в цифровом полосовом фильтре приведена на рис.
б.8. Цифровой режекторный гребенчатый фильтр (ЦРГФ), обеспечивающий подавление помех, и дальнейшая обработка сигнала на фоне белых внутренних шумов в виде когерентного или некогерентного накопления остатков сигнала реализуются алгоритиически. б.З.З. Филыпровьве системы селекции движущихся целей Особой разновидностью режекторных гребенчатых фильтров являются фильтровые системы, представляющие собой набор узкополосных доплеровских фильтров, включенных параллельно и образующих гребенчатые фильтры в каждом элементе дальности, и селекторов дальности, отпираемых строб-импульсами. АЧХ устройства, состоящего из селектора дальности и узкополосного фильтра, полностью совпадает с АЧХ режектарного гребенчатого фильтра. Фильтровые системы подавления пассивных помех могут быть реализованы на аналоговых (электромеханических, пьезоэлектрических и других фильтрах), на цифровых элементах и алгоритмически. Типовая схема фильтровой системы СДЦ, многоканальной по дальности и скорости приведена на рис, б.9, В состав схемы входят: селекторы дальности СД, стробируемые синхроимпульсами СИ1 — СИм система доплеровских фильтров Ф, — Фм амплитудные детекторы АД, стробирующие каскады СК, пороговые устройства и сумматор.
Селекторы дальности обеспечивают прохождение в каждый канал дальности сигналов только с одного и того же элемента разрешения по дальности. Пиковые детекторы ПД обеспечивают расширение выделенных импульсов по длительности до периода повторения Т„, 261 б. частотные и временные иетоды обеспечения помехоустойчивости Рисунок 6.9 Схема фильтровой многоканальной системы СДЦ Узкополосные доплеровские фильтры Фт — Фм осуществляют фильтрацию сигналов по частоте (скорости сближения) в пределах диапазона доплеровских частот сигналов движущихся целей.
После амплитудного детектирования сигналов с выходов доплеровских фильтров и стробирования по дальности осуществляется обнаружение сигналов движущихся целей с помощью порогового устройства. В современных радиолокационных системах применяются цифровые фильтровые системы СДЦ с подавлением пассивных помех за счет применения алгоритмов цифрового режекторного гребенчатого фильтра и узкополосной доплеровской фильтрации на основе БПФ. Схема такой системы приведена на рис.
6.10. 262 б, Частотные и врененные методы обеспечения поиехоустойчивости Рисунок 6.10 Схема фипьтровой системы СДЦ с подавлением пассивных помех Обработка принятых сигналов и помех ведется в двух квадратурных каналах. Подавление (режекция) пассивных помех осуществляется в цифровом режекторном гребенчатом фильтре, а выходные сигналы ЦРГФ в цифровом виде записываются в оперативном запоминающем устройстве. Заключительной операцией обработки является узкополосная доплеровская фильтрация на основе и-точечного БПФ. б.3.4.
Особенности обеспечения устойчивости к действию пассивных помех в импульсно-доплеровских радиолокационных системах Импульсно-доплеровские радиолокационные системы, как известно, являются когерентными. Они обеспечивают доплеровскую спектральную обработку с когерентным накоплением принимаемого полезного сигнала от цели в узкополосной фильтровой системе. За счет такой обработки достигается высокая эффективность обнаружения движущихся целей на фоне пассивных помех (мешающих отражений).
Этими основными признаками импульсно-доплеровские системы отличаются от когерентноимпульсных систем с СДЦ, в которых основной задачей является подавление пассивных помех, то есть отражений от неподвижных объектов. 263 б. Часпгные и временные иеговы обеспечения помехоустойчивости Большая эффективность обнаружения движущихся целей в импульсно-доплеровскнх РЛС, обусловленная когерентным накоплением большого числа импульсов, выгодно отличает их от РЛС с СДЦ, где обнаружение цели в среднем не лучше, чем при обработке одиночного импульса.
Наиболее широкое применение нашли импульсно-доплеровские радиолокационные системы с высокой и средней частотой повторения импульсов, обеспечивающие селекцию движущихся целей на фоне пассивных помех. Наилучшая селекция движущихся целей достигается прн использовании зоьдирующнх сигналов с высокой частотой повторения импульсов. Обнаружение движущихся целей на встречных и встречнопересекающихся курсах, ограничено только внутренними шумами приемного канала. Устойчивость к воздействию пассивных помех в импульснодоплеровских радиолокационных системах обеспечивается самим принципом их работы, а также наличием специальных фильтрующих элементов, обеспечивающих подавление мешаюпнтх отражений. Фрагмент схемы импульсно-доплеровской РЛС показан на рис. б.11. Сигналы с выхода предварительного усилителя промежуточной частоты ПУПс1 поступают на селекторы дальности, стробируемые синхроимпульсами.
После стробирования по дальности, усиления и преобразования на вторую промежуточную частоту осуще- СДч Рисунок 6,11 Фрагмент структурной схемы иипульсно-доплеровской РЛС 264 б, Часппные и вреиенные нетоды обеспечения поиекоустойчивости ствляется селекция сигналов движущихся целей одного участка спектра„свободного от пассивных помех. Эту функцию выполняет фильтр одной полосы ФОП и фильтр свободной зоны ФСЗ. Тем самым обеспечивается подавление остальных участков спектра мешающих отражений, принимаемых по главному лучу, по боковым лепесткам и альтиметровых (высотных) отражений.
Иногда в каждом канале дальности после стробирования по дальности применяется полосовой фильтр с полосой пропускания, равной Г„/2, и режекторный фильтр для подавления нулевой доплеровской частоты. За счет этого обеспечивается прохождение доплеровских компонент сигналов движущихся целей и подавление пассивных помех, в том числе альтиметровых отражений. В некоторых радиолокационных системах импульсио-доплеровского типа с высокой частотой повторения импульсов обработка осуществляется в соответствии со схемой, изображенной на рис. б.12.
Фильтр Ф, обеспечивает выделение сигналов движущихся целей, лежащих внутри интервала Г„, свободного от пассивных помех (рис. 6.13). Два фильтра Ф, и Ф, разбивают участок частот, свободных от помех, на два поддиапазона. Одновременно в усилителях 1 и 2 этих двух каналов производится раздельная автоматическая регулировка усиления. Сигналы с выходов каналов подаются на АЦП. Ослабление сигналов пассивных помех, принимаемых по главному лучу, в тракте обработки с помощью аналоговых и цифровых фильтров достигает более 80 дБ. Блок весовой обработки (ампли- Рисунок 6,12 Обработка сигнала при использовании ВЧП 265 б.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
