Лекция №17-18. Конспекты к слайдам (1186399), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В случае нахождения одной цели в зоне ответственности РЛС максимум будет наблюдаться только в одном из Nr каналов.
По номеру канала дальности определяется искомая дальность до цели. При этом порядковый номер отсчета 
, 
, 
соответствующего максимуму огибающей конкретной реализации ДПФ, определяет радиальную скорость цели.
Слайд 28
Таким образом, при фильтровой обработке отсчеты с выхода АЦП поступают на прореживатель, или дециматор, выполняющий роль оптимального фильтра (ОФ), далее на запоминающее устройство, после чего производится операция ДПФ отсчетов, соответствующих одному каналу дальности для разных периодов зондирующих сигналов (рисунок 9).
Результаты ДПФ поступают на решающее устройство, в котором определяется дальность до цели 
, радиальная скорость цели 
, азимут 
и угол места 
.
(а)
(б)
Рисунок 9 – Общий случай схемы фильтровой обработки (а) и ее реализация для простого сигнала
Слайд 29
Все рассмотренные схемы соответствуют когерентной обработке пачки видеоимпульсов, поскольку операция ДПФ эквивалентна операции когерентного накопления.
В случае некогерентной пачки, схема обработка ведется для модульных значений отсчетов.
В этом случае информация о фазе принимаемых сигналов не учитывается.
При некогерентной обработке операция ДПФ не имеет смысла (т.к. информация о фазе сигнала отсутствует), а получение отметок от цели осуществляется при меньшем отношении сигнал-шум.
Слайд 30
2.3 Фильтровая схема обработки видеоимпульса с внутриимпульсной модуляцией
Последовательность обработки сигналов с внутриимпульсной модуляцией практически ничем не отличается от обработки простых сигналов.
Разница заключается только в наличии процедуры сжатия, т.е. в устранении соответствующей модуляции.
Таким образом, сигналы с выхода квадратурного детектора также поступают на АЦП, далее на оптимальный фильтр одиночного импульса (прореживатель, рисунок 9) или на коррелятор (рисунок 10).
Далее отсчеты сигнала должны поступать на оптимальный фильтр одиночного сложного импульса, где и осуществляется сжатие (рисунок 10).
Рисунок 10 – Общий случай схемы фильтровой обработки сложного сигнала
ОФ одиночного сложного импульса представляет собой цифровой фильтр, который осуществляет свертку отсчетов сигнала с отсчетами своей импульсной характеристики.
Отсчеты импульсной характеристики такого фильтра определяются, исходя из закона внутриимпульсной модуляции.
Слайд 31
Общий вид оптимального фильтра одиночного сложного сигнала представлен на рисунке 11.
Рисунок 11 – Схема оптимального фильтра для одиночного сигнала
с внутриимпульсной модуляцией
Слайд 32
Количество отсчетов импульсной характеристики фильтра 
равно количеству отсчетов сложного сигнала, поступающих на вход схемы.
Расчет значений отсчетов 
импульсной характеристики зависит от вида внутриимпульсной модуляции.
Пример последовательности обработки ФКМ сигнала (число дискрет 13) с 
каналов дальности, 
каналов по радиальной скорости показан на рисунке 12.
| | Рисунок 12 – Пример оптимальной обработки пачки ФКМ-импульсов |
Слайд 33
2.4 Особенности фильтровой обработки реальных сигналов
Как было отмечено ранее, блок оптимальной обработки сигналов в современной РЛС состоит из трех основных частей:
- аналоговой,
- цифровой и
- алгоритмической.
В предыдущем разделе была рассмотрена практическая реализация цифрового блока, который обеспечивает согласование спектра радиолокационных сигналов с полосой приемника.
Однако в ряде случаев требуются элементы корреляционной обработки, которая обычно осуществляется алгоритмически.
На рисунке 13 показан пример огибающей сигналов РЛС сантиметрового диапазона.
Уровень зондирующего сигнала меньше, чем эхо-сигнал от цели вследствие того, что на время излучения импульса приемник закрыт, и в него просачивается малая часть излучаемой мощности.
Рисунок 13 – Пример огибающей радиолокационных сигналов
Из рисунка 13 видно, что в общем случае огибающая зондирующих сигналов может и не быть строго прямоугольной, поэтому несмотря на то, что применение фильтровой схемы позволяет согласовать полосу приемника с полосой сигнала с помощью дециматора, на алгоритмическом этапе требуется корреляционная обработка сигнала или, что эквивалентно, согласованная обработка с излучаемым импульсом.
Следует добавить, что элементы корреляционной/согласованной обработки сигналов (на этапе цифровой обработки) требуется применять в фильтровых схемах достаточно часто.
Например, в случае если РЛС некогерентная, т.е. когда начальная фаза зондирующего сигнала случайна от импульса к импульсу.
В этом случае умножение таких импульсов на опорный сигнал, представляющий собой зеркальную копию данного сигнала или сигнал от местных предметов, позволяет устранить "случайность" фазы.
Слайд 34
Результат свертки сигналов (расчета корреляционного интеграла), представленных на рисунке 13, с отсчетами импульсной характеристики оптимального фильтра, представляющих зеркально отраженные комплексно-сопряженные значения, показан на рисунке 14.
Рисунок 14 – Результат свертки в оптимальном фильтре
Из рисунка видно, что на выходе оптимального фильтра при подаче на его вход прямоугольного видеоимпульса наблюдается сигнал с треугольной огибающей с вдвое большей длительностью.
Слайд 35
Дальнейшая обработка заключается в нахождении канала дальности, в котором присутствует цель и формировании пачки импульсов, которые соответствуют одинаковым каналам дальности, но разным периодам зондирования.
Примеры спектров, полученных таким образом, представлены на рисунке 15.
Таким образом, исходя из рассмотренных схем оптимальной обработки сигналов, можно сделать важный вывод: в современных радиолокационных системах оптимальная фильтрация осуществляется совокупностью аппаратных узлов и алгоритмов, а не каким-либо одним устройством.
Очевидно, что идеального согласования аппаратного блока достичь практически невозможно (разброс номиналов элементной базы, неидеальность характеристик приемного тракта, фазовые шумы опорных генераторов и т.д.).
Возникающие вследствие этого потери компенсируют алгоритмически при использовании элементов теории оптимальной фильтрации.
(а)
(б)
Рисунок 15 – Примеры доплеровских портретов реальных целей (длительность импульса 11 мкс, период повторения 111 мкс):
а) самолет Ан-2; б) самолет Ил-76
20
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
