Максимов М. В. - Защита от радиопомех (768830), страница 41
Текст из файла (страница 41)
5.20. Вышеуказанным способол1 можно построить самонастранвающую антенну типа фазированная решетка (178). 5.3. ЧЕРЕСПЕРИОДНАЯ КОМПЕНСАЦИЯ ПОМЕХ 1. Череслериодиая компенсация помех, обусловленных отражениями радиолокационных сигналов от неподвижных объектов Устройства череспериодной компенсации являются разновидностью систем селекции движущихся целей и находят применение в импульсных радиолокационных станциях с большой скважпостью импульсов для подавления в прием- 234 (5.3.3) где (7я — амплитуда; ы — допплеровская частота;~р„— фаза, связанная со свойствами цели и распространением радиоволн от РЛС до подвижной цели и обратно. Так как несущая частота импульсов и„, (1) остается равной ые а несущая частота напряжения и„(1) отличается от и на га или — а в зависимости от направления движения ы,нага цели, т ели, то появляется возможность компенсировать сигналы, поступающие от неподвижного объекта и представляющие собой помехи для РЛС.
Такая компенсация, называемая череспериодной, осуществляется в тракте промежуточной частоты приемника или на видеочастоте. Функциональная схема устройства, обеспечивающего череспериодную компенсацшо помех в тракте промежуточной частоты, показана на рис. 5.23 1147). Здесь напряжение и, (1), формируемое усилителем промежуточной частоты 235 пике сигналов, порождаемых отражениями радиоволн от облаков дипольных отражателей подстилающей поверхности и различных неподвижных сооружений на земле.
Если проанализировать сигналы, поступающие в приемник РЛСот перемещающейся цели и неподвижного объекта, то можно убедиться в следующем. При формировании в передатчике РЛС импульсного напряжения и (1) = (7 сов а,( при йТ„( 1 < тя + йТ„, где (1 и ы, — амплитуда и угловая частота; т„и ҄— длительность и период повторения импульсов; а = О, 1, 2, ..., сигнал и„(1), действующий на входе приемника за счет отражения от неподвижного объекта, будет изменяться по закону и„, (1) = У„соз (а,à — <р„).
(5.3.2) Здесь (7„— амплитуда напряжения и„, (1), а ~р„— фаза, определяемая свойствами отражающего объекта и временем распространения радиоволн от РЛС до неподвижного объекта и обратно. В то же время напряжение и, (1) на входе приемника, обусловленное отражениями радйосигналов от подвижной пели без учета обычно имеющихся амплитудных и фазовых флуктуаций и при условии, что радиальная скорость движения цели о„относительно РЛС постоянна: и„(1) = (7 соз ((ы, ~ вх)1 — ~р ), курl Рис. 5.23, (5.3.4) (5.3.5) (5.3.6) (5.3.7) (5,3.8) Рис. 5,24, 23б (на рис. 5.23 не показан), подается на ультразвуковую линию задержки ЛЗ и усилитель У,.
Линия задержки обеспечивает задержку выходных импульсных сигналов на время Т„, равное периоду повторения зондирующих импульсов РЛС. Выход ЛЗ связан с усилителем У,. Напряжения с У, и У, подаются на вычитающее устройство (В У) и далее на фазовый детектор (ФД), куда поступает также опорноенапряжение и „(г). Последнее должно быть когерентным с сигналом промежуточной частоты и, (Г). Когерентность напряжений ир (() и и„(1) может обеспечиваться генераторами, входящими в состав РЛС, или благодаря использованию сигналов, поступающих от неподвижных объектов. В соответствии с этим различают РЛС с внутренней и внешней когерентностями (!47).
Типовая схема приемо-передатчика РЛС с внутренней когерентиостью при генерировании высокочастотных колебаний магнетроном показана на рис. 5.24. Часть сигнала, вырабатываемого магнетронным генератором (М), работой которого управляют импульсный модулятор (ИМ) и генератор пусковых импульсов (ГПИ), подается на смеситель См„куда поступает также напряжение стабильного местного гетеродина (СМГ).
На выходе смесителя См, образуется сигнал промежуточной частоты в „р, синхронизирующий фазу колебаний когерентного гетеродина (КГ). Одновременно СМГ связан со смесителем СМ„второй вход которого соединен с антенным переключателем (АП), пропускающим на См, принимаемые антенной А сигналы. Вы- ~одное напряжение См, имеет частоту а,р ~ ар, Это напряжение подается на УПЧ. Если РЛС облучает подвижную цель, то высокочастотный сигнал ич (г) на входе приемника определяется соотиоше. нием (5.3.3.).
Этот сигнал после прохождения им смесителя и УПЧ преобразуется в напряжение промежуточной частоты: и, (г) = О, соз ((озрр.+ оэ„)~ — ~р1). Здесь О, и ф, — амплш;за н начальная фаза напряжения и, (1); причем ~, зависнг от ~рр и фазово-частотной характеристики трактов высокой и промежуточной частот приемника. На выходах У, и У, при допущении, что ЛЗ и У„с одной стороны, а также У, с другой стороны, имеют одинаковые коэффициенты передачи и не изменяют фазы сигнала ир (г), б дем иметь напряжения и, (г) н и, (г), равные у и, (() = О, соз ((арр ~ рз )(1 — Т„) — ~р11, и~(О = (7, соз ((мрр ~ ыр)~ — М. П и этом и (() представляет собой импульс, действующий на выходе УПЧ в данный момент времени г, а, (() И определяет импульс, существующий одновременно с и, (г), но порожденный предыдущим зондирующим сигналом РЛС. Вычитающнм устройством формируется напряжение т„ и„„(Г) = и, (Г) — и, (Г) = 2(/~ 5(1п (~,р ~ ~р) Х гйп ((ы„р ~ ар) (г — 0,5Т,) — <р~) Учитывая, что опорное напряжение а р р (О равно и р р (Г) = = О„з(п в,р Г, а фазовый детектор выполняет операцию умножения входных сигналов н выделения напряжения разностной фазы, находим и4„(1) = квр О, 51)п(в„р ~а„) — "соз ~ ~е„Г— т„ — (о„р~ ы„) — — ч, ~ .
, — коэффициент передачи фазового детектора. ,алесь к4„— к 2ау Полученное напряжение является гармоническим в пределах длительности импульса т„, имеет частоту д>д и амплитуду, равную им.= м(/ ' ( "+ ') —," . Тд (5,3.9) Если бы на вход приемника РЛС поступал сигнал от неподвижной цели стой >ке интенсивностью, что и ат подвижного объекта, то д>д = 0 и иф„(/)= кф (/>з(п — "" " сод( 'Р " — гр„1. (5.3.10) 2 1 2 Напряжение иф, (/), определяемаеформулой (5.3.!0), не зависит от времени в пределах существования импульса и равнонулю при 0,5д>„рТ, = и/,рТр = /гп (А= О, 1, 2, ...), где /„р — — ы„р/2и.
Последнее условие означает, чта полная компенсация сигналов, обусловленных отражениями электромагнитных волн от неподвижных объектов, возможна лишь в тех случаях, когда промежуточная частота р>„р кратна периоду повторения зондирующих импульсов. При получении формул (5.3.8) и (5.3.10) предполагалось, что ЛЗ обеспечивает задержку входных сигналов точно на период Т„их повторения. На практике это обычна не выполнимо. Высокое качества подавления мешающих воздействий обеспечивается при ошибке ат, задержки входного сигнала, не превышающей нескольких процентов от периода Т,р = = 1//, .
Если, например, погрешность бт, = 0,05Т,р, /„р — — 30 МГц и Т„= 1000 мкс, то величина йт,/Т„должна составлять 2 10 '. Удовлетворение такому требованию и реализация на практике равенства и/,рТ„= йи (А = =- 0,1,2, ...), вызывают необходимость создания весьма сложного устройства компенсации, снабженного хорошо работающими системами автоматического регулирования его параметров и характеристик РЛС. Это ограничивает применение устройств череспериодной компенсации в тракте УПЧ. Устройства череспериодной компенсации помех на аидеочастоте разрабатываются в соответствии с функциональной схемой, приведенной на рис.
5.25. Здесь напряжение ифд (/), поступающее на модулятор (М), формируется фазовым детектором. На этот детектор подаются опорное напряжение и„(/) и сигнал непосредственно с выхода УПЧ радиолокационного приемника. Если и„(/) = (/„саар>,рй 233 Рис. 5.25. а на выходе УПЧ приемника образуется импульсный сигнал идд (/), обусловленный отражением радиоволн от неподвижного объекта и равный идр (1) = (/дд соз (р>др / — фдд), где (/дд и ~рд, — амплитуда и начальная фаза напряжения и„, (О, то фазовый детектор сформирует импульсы постоянного тока ифд (/) = 0~5(/дд кфд соз (рнд (5.3.1!) с неизменной величиной 0,5(/„,кфд соэр„„длительностью т„н периодом повторения Т,.
Прн приеме сигналов от подвижной цели УПЧ вырабатывает напряжение, определяемое формулой (5.3.4). Поэтому на выходе фазового детектора образуется импульс иф, (/) = 0,5(/, кфд соз (~'-о> / — ~р>) с длительностью т„. Если длительность импульса т, достаточно мала по сравнению с величиной 1/Рд = 2к/д>д, то напряжение ифд (/), обусловленное движущейся целью, представляет собой видеоимпульсы, различные по высоте, зависящей от вд и р,. Огибающая такого импульса определяется функцией соз (~гд / — у,). В пределах тд выполняется приближенное равенство соз (~год/ — <р,) т сопз1, а высоту импульса с номером и (и = 1, 2, ...) можно считать равной 0,5 кфд(/„соз!-Егэд (и — 1)҄— ~р,). В РЛС с внешней когерентностью вместо фазового может использоваться амплитудный детектор.
Он при одновремен. ном приеме сигналов, поступающих от подвижной цели и неподвижного объекта, вырабатывает импульсы, модулированные по амплитуде, а при действии на РЛС импульсов, обусловленных только неподвижным объектом, формирует 232 сигналы с неизменной амплитудой. При применении амплитудного дссектора РЛС часто называют некогерентными. Анализ формул (5.3.11) и (5.3.12) приводит к выводу, что, осуществив иа время Т„задержку импульсов, формируемых фазовым детектором, и образовав разность между задержан.
ными и незадержанными импульсами фазового детектора, можно компенсировать сигналы, обусловленные в РЛС отражениями от неподвижных объектов. Время Т„составляет несколько сотен и более микросекунд. Поэтому для задержки импульсов приходится использовать ультразвуковые линии, питание которых необходимо осуществлять импульсными сигналами с несущими частотами 5 — 60 МГц 1!47!. Формсь рование таких сигналов и осуществляет модулятор (М) в схеме на рис. 5.25.
Модулируемым является гармоническое напряжение и, (0 с частотой 5 — 60 МГц, вырабатываемое генератором (Г). Напряжение и, (Е), модулированное по амплитуде в об. щем случае биполярными импульсами и представляющее собой пакеты синусоидальных колебаний с постоянной длительностью и периодом следования Т„, подается на ультра- звуковуюЛЗ и усилитель У,. С помощью ЛЗ осуществляется задержка выходных сигналов на время Тр, а назначение усилителей У, и У, то же самое, что и в схеме на рис. 5.23. Детекторами Д, и Д, выходные напряжения усилителей У, и У, преобразуются а видеоимпульсы, которые воздействуют на вычитающее устройство ВУ. Последнее при идеальной работе всех элементов вырабатывает видеоимпульсы, характеризующие подвижные цели, и обеспечивает нулевое выходное напряжение при поступлении на РЛС сигналов от неподвижных объектов.
Выходные импульсы ВУ являются биполяриыми и изменяющимися во времени по амплитуде. Если для работы РЛС необходимы однополярные импульсы, то после ВУ устанавливается соответствующий преобразователь сигналов. К устройствам компенсации помех на видеочастоте предъявляются менее жесткие требования, чем к устройствам, обеспечивающим череспериодную компенсацию в трактах УПЧ приемников. Гланные из этих требований сводятся к следующему 133, 147!.: — ошибка бт, во времени задержки сигнала должна составлять малую часть от длительности импульса (порядка 1Ъ), а не от периода Т,р, как в системе компенсации на промежуточной частоте; 240 — допускается незначительная разница в коэффициентах передачи устройств, преобразующих незадержанный импульс и осуществляющих задержку сигналов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
