Лекция №9-10. Конспекты к слайдам (1186395), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Завязка траекторий – это процесс накопления информации с целью принятия решения об обнаружении новой траектории. Траектория считается обнаруженной тогда, когда известны ее параметры с определенными показателями качества, то есть с точностями не хуже заданных. В случае обнаружения траектории принимается решение о постановке ее на сопровождение.

Сопровождение траекторий заключается в слежении за параметрами траектории, их рекуррентной оценке и постоянном уточнении. Сопровождение траекторий осуществляется в соответствии с теорией линейной фильтрации случайного процесса. Наиболее часто используется фильтр Калмана.

Слайд 15

В случае, если в течение определенного количества времени на вход вторичной обработки не поступает первичных отметок, которые могли бы быть отнесены к одной из сопровождаемых или завязываемых траекторий, данная траекторий сбрасывается с процедуры сопровождения или соответственно завязки.

Слайд 16

1.4 Третичная обработка (получение некоординатной информации)

К данному типу обработки относятся решение таких задач, как классификация/селекция целей.

Задача классификации целей состоит в отнесении данной цели к одному из заранее определенных классов.

Классификация целей может проводиться по одному из следующих признаков:

1. дальностный портрет;

2. диаграмма обратного рассеяния;

3. радиоизображение;

4. спектр флуктуаций мощности отраженного сигнала и др.

Также классификация может осуществляться на основании одновременного использования нескольких признаков.

Стоит отметить, что устойчивость признаков селекции сильно зависит от отношения сигнал/шум, при котором происходит обработка.

Как правило, данный вид обработки имеет место при отношениях сигнал/шум 20-30 дБ.

Слайд 17

2 Постановка задачи обнаружения радиолокационных сигналов

2.1 Радиолокационный сигнал

В радиолокации широкое применение находят гармонические сигналы.

На практике гармонический сигнал удобно задавать в комплексной форме:

, (7)

где – несущая частота радиолокационного сигнала;

– начальная фаза радиолокационного сигнала;

– амплитуда радиолокационного сигнала.

При обработке радиолокационных сигналов важное значение имеет понятие комплексной огибающей сигнала , которая включает в себя все медленно меняющиеся по сравнению с несущей частотой колебания:

(8)

Выделение комплексной огибающей в отдельный параметр связано с тем, что несущее колебание не несет в себе радиолокационной информации.

Слайд 18

При приеме сигнала задержка и доплеровский сдвиг частоты учитывается именно в комплексной амплитуде:

(9)

Любой сигнал характеризуется понятием базы сигнала , которая равна произведению ширины спектра и длительности сигнала:

(10)

Сигналы, применяющиеся в радиолокации, можно разделить на два класса:

- простые, или узкополосные, ( ) и

- сложные ( ).

Расширение спектра сигналов для увеличения базы осуществляется с помощью применения специальных законов амплитудной ( ), фазовой или частотной модуляции ( ).

Слайд 19

Основными видами РЛ сигналов, применяемых в радиолокации, являются:

1. Простой радиоимпульс длительностью от нескольких нс до сотен микросекунд.

2. Линейно частотно-модулированный сигнал (ЛЧМ), характеризующийся линейным изменением несущей частоты за время длительности импульса.

Комплексную огибающую прямоугольного импульса с линейной частотной модуляцией можно представить в виде:

, (11)

где T – длительность импульса,

μ – коэффициент, задающий скорость изменения частоты.

Обычно линейную частотную модуляцию характеризуют девиацией частоты ∆F за время длительности импульса.

Связь между девиацией частоты и коэффициентом μ: μ = 2π∆F/T.

Чем больше девиация частоты тем сложнее обрабатывать принимаемый сигнал. В настоящее время девиация частоты может достигать значения до 1 ГГц.

Слайд 20

3. Фазокодоманипулированный сигнал (ФКМ), характеризующийся изменением фазы несущей частоты по определенному закону.

Как правило, закон изменения фазы соответствует либо коду Баркера, либо коду М-последовательности.

Как правило, изменение фазы происходит на π радиан.

Длина кода может составлять от 3-5 символов до 4095 и выше.

Чем больше количество дискрет, тем сложнее обрабатывать принимаемый сигнал.

Выражение для комплексной огибающей ФКМ импульса можно представить в виде:

, (12)

где T – длительность импульса,

n – номер дискрета, соответствующий моменту времени t.

ЛЧМ и ФКМ сигналы относятся к классу сложных сигналов, база этих сигналов >>1.

Слайд 21

2.2 Шумы в радиолокации

РЛС должна обнаружить сигналы от целей на естественном фоне случайного шума, создаваемого как в самом приемнике, так и принимаемого им из окружающей среды.

Этот шум получил название "тепловой шум".

Типичными причинами теплового шума являются дробовой эффект в электронных лампах, шум, создаваемый кристаллическими детекторами или смесителями, предшествующими усилительными каскадами промежуточной частоты, резистивные потери в элементах волновода, соединяющего антенну с приемником, и высокочастотные излучения атмосферы и земной поверхности, принимаемые приемной антенной станции.

В Таблице 1 представлены аналитические выражения корреляционных функций (КФ), спектральных плотностей мощности (СПМ) и графики данных характеристик для случайных процессов (СП) или формирующих фильтров (ФФ), которые рассматриваются в радиолокации.

Слайд 22

Таблица 1

Слайд 23

2.3 Помехи в радиолокации

Как и в любой области радиотехники, все помехи в радиолокации можно разделить на две группы: пассивные и активные.

По способу происхождения помехи могут быть естественными и искусственными.

Естественные помехи, как правило, связаны с переотражениями от земли, холмов, метеообразований.

Активные естественные помехи могут создаваться Солнцем или другими внеземными объектами.

Искусственные помехи связаны с деятельностью человека и направлены на нарушение правильной работы РЛС.

Влияние различных радиоэлектронных средств друг на друга относят к активным взаимным помехам.

Данные помехи рассматриваются в курсе электромагнитной совместимости.

По характеру воздействия помехи делятся на имитирующие и искусственные.

Маскирующие помехи создают фон, на котором трудно выделить сигнал, прикрываемый помехой.

Имитирующие помехи создают эффект ложных целей, затрудняя получение информации об истинных целях.

Каждая из трех указанных разновидностей помех – естественная, взаимная или искусственная может быть, в свою очередь, маскирующей или имитирующей.

Работа РЛС ведется в условиях действия активных и пассивных помех.

Активные помехи создаются другими источниками излучения, а пассивные помехи являются результатом отражения зондирующего сигнала от морской и земной поверхностей.

Слайд 24

Основными разновидностями непреднамеренных помех при работе РЛС в метровом диапазоне волн являются

- собственные шумы приемника,

- атмосферные помехи,

- космические помехи,

- индустриальные помехи,

- системные помехи,

- помехи от побочных и внеполосных излучений передающих станций.

Собственные шумы приемника представляют собой флуктуации тока, обусловленные тепловым движением носителей заряда и дискретной природой электрического тока, которая проявляется в электронных лампах и полупроводниковых приборах в виде дробового эффекта.

Они имеют нормальное распределение и практически постоянную плотность мощности в широкой полосе частот.

Атмосферные помехи создаются многочисленными грозовыми разрядами, происходящими одновременно в различных районах земного шара. Временная реализация таких помех состоит из последовательности импульсов со случайной амплитудой и временем появления.

Часто ее представляют в виде двух составляющих: сравнительно слабой, подчиняющейся гауссовскому закону распределения, и более мощной импульсной. Спектральная плотность мощности ближних атмосферных помех обратно пропорциональна кубу частоты.

Для дальних атмосферных помех эта зависимость искажается из-за частотной характеристики затухания на трассе распространения помехи.

Результирующая спектральная плотность мощности атмосферных помех изменяется в зависимости от интенсивности местной грозовой активности, времени суток, сезона, географического положения места приема.

Ночью уровень атмосферных помех выше, чем днем.

Это объясняется уменьшением потерь при распространении помех в ночное время.

Характеристики

Список файлов лекций