Максимов М. В. - Защита от радиопомех (768830), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Эти колебания приводят к расширению спектра принимаемых сигналов, вследствие чего увеличивается нескомпенсированный остаток помех. В РЛС с череспериодной компенсацией интенсивность выходных сигналов зависит от скорости сближения РЛС с целью. Когда огибающая импульсов на выходе фазового детектора изменяется с частотой 7 = 1!2Т„, выходное напряжение компенсирующего устройства максимально, а при (' = М҄— равно нулю.
Это означает, что,РЛС с череспериодной компенсацией обладают худшими характеристиками обнаружения целей, чем РЛС без устройств компенсации. Однако этот недостаток в ряде случаев не может быть решающим. 249 рп (!) = и. (!) со (ы„!+ р. (!)). 25<) (5,3.21) 2. Череспериодная компенсация организованных маскирующих пассивных помех Наряду с помехами, обусловленными отражениями радиолокационных сигналов от неподвижных объектов, на РЛС могут действовать специально организованные противником маскирующие пассивные помехи, для борьбы с которыми также применяются устройства череспериодной компенсации или фильтровые системы селекции движущихся целей.
Из-за специфических свойств пассивных помех получающиеся при этом характеристики помехозащиты часто отличаются от харакгеристик, полученных при анализе влияния на РЛС сигналов, поступающих от неподвижных объектов. Основными источниками пассивных маскирующих помех являются облака дипольных отражателей, особенностью которых является то, что их нельзя считать неподвижными.
Отдельные отражатели облака переме<цаются случайным образом друг относительно друга за счет турбулентности атмосферы, а само облако под действием ветра движется поступательно как единое целое. Случайные колебания отдельных отражателей являются причиной амплитудных и фазовых флуктуаций, а поступательное движение облака вызывает допплеровское смещение частоты отражаемых радиосигналов. Из-за флуктуаций огибающие импульсов оказываются различными. Вследствие этого появляются нескомпеиснрованные остатки помех, интенсивность которых растет с расширением спектра памехавых сигналов.
В РЛС с внутренней когерентностью допплеровскую частоту, обусловленную поступательным движеяием облака, приходится компенсировать, регулируя частоту когерентного гетеродина с учетом скорости движения РЛС и скорости ветра. Полагая, что такая система компенсации работает идеально, рассмотрим влияние амплитудных и фазовых флуктуаций облака па РЛС с внутренней когерентностью и устройством череспериодной компенсации (24, 157).
Если зондирующий сигнал РЛС является монахроматическим, то после отражения ат облака дипольных отражателей он во входных цепях приемника вызовет напряжение йф 2 (пй — )1п ф <Т~)1 где )1, ф (Тп) = ойфР (Т„) и ой ф — коРРелационнаЯФУи" ция и дйсперсия напряжений и, ф (!) и и, ф (! — Тп) соответственно, р (Т„) — междупериодный коэффициент кор. реляции для пассивной помехи на выходе фазового детектора. Поэтому 1 к„= 21! — р <т„)1 (5.3.22) и, слеловательно, 2ып' Л т„ к„= 1-р<тп) (5.3.23) Если таким же образом определить коэффициент к„для РЛС с устройством двухкратной череспериодиой компенсации помех, то получим 8 п<п" птп р Тп 3 — 4Р (Тп) — Р (2Тп) (5.3.24) Прн расчетах функцию бп (Г), характеризующую спектралы<ую плотность напряжения ивф (!) при Т) О, часта определяют как б (и.) б е-г <зпйп 25! Здесь и, (!) и <р, (1) — медленно меняющиеся по сравнению с и<„! случайные огибающая и фаза, а п<п — несущая угловая частота.
Эффективность работы устройства череспериодной компенсации будем оценивать коэффициентом подпомеховой видимости к„, определяемым формулой (5.3.18). Коэффициент к, прохождения сигнала характеризуется, очевидно, формулой (5.3.15) прп замене в яей Ф< (/) на кп и на Еп и, гле <сп р — — Гп — г"и н Гп = п<п!2п, Рп и— допплеровская частота, обусловленная перемещением РЛС и скоростью ветра. Л!атематическое ожидание напряжения ип ф (!), вырабатываемое фазовымдетектором РЛС при действии на нее пассивных помех, равна нулю Поэтому с учетом того, что и, ф (Г) приближенно — стационарвый случайный сигнал, коэффициент подавления помехи где аг — среднеквадратический разброс допплеровских частот (половина полосы среднеквадратического энергетического спектра пассивной помехи ие (1) на уровне 0,61).
Тогда бе (Р) сох 2иГТе гГР р(Т„) = ) бе(Р)3Р е == ех р ( — 2кх аг Т-"„), При этом условии 2 $(пх акхр Те Кее 1 — ехр( — 2к' егх Т„*) (5 3.25) ггТхр Т, 3 — 4ехр( — 2к'а„' Т„')+ехр( — 4кее' Т„') Из формул (5.3.25) и (5.3.26) следует, что коэффициент подпомеховой видимости зависит от частоты Г„ р, связанной со скоростями движения цели, РЛС и ветра, а также от аг = 2а,/Х, где а, — среднеквадратический разброс радиальных скоростей перемещения дипальных отражателей. При этом чем больше аю тем меньше к„и к„',. Сравнивая между собой формулы (5.3.25) и (5.3.26), можно убедиться, что двукратная череспериодная компенсация ослабляет помехи сильнее, чем однократная. Здесь следует так. же обратить внимание на наличие слепых скоростей, при которых кье и к„'„оказываются равными нулю. В условиях действия пассивных помех борьба са слепыми скоростями, которая может проводиться самыми разнообразными методами (ЗЗ, 134, 147, 167), весьма актуальная проблема, При заданных значениях г" р и аг увеличения к„и к„'„можно достичь уменьшением периода Т„.
Поэтому в реальных условиях иногда могут оказаться целесообразными РЛС с высокими частотами следования импульсов, несмотря на то, что при этом нарушаются условия однозначного определения расстояний между РЛС и целями. Дальнейшее повышение эффективности подавления пассивных помех обеспечивается устройствами компенсации с корреляционной обратной связью (! 67). Эти устройства подобны квадратурным компеисаторам помех, действующих по боковым лепесткам диаграммы направленности 232 р йг йе йд бди г„ приемной антенны Основные 14"м~ свойства гаких компенсаторав могут быть определены на основе анализа схемы, приведенной в (! 67(.
Этот анализ можно выполнить в соответствии с методикой, рассмотренной в предыдущем параграфе. Графически зависимость !й к, от Тх е Т„показана иа рис. 5.28. Анализ рис. 5.28 показывает, что при малых значениях пгТ, (агТ, (( !) и Г„еТ „- 0,5 ко эффи пиен г подпомеховой видимости может достигать нескольких сотен. Однако если пгТ„) О,! (например, при Т„= 1000 мкс, что соответствует аг) !00 Гц), то значения к„, не превышают десяти. В заключение отметим, что полученные выше формулы для к„и к„'е являются приближенными по крайней мере по двум причинам, Первая из них связана с тем, чта не учитывалось совместное действие на РЛС смеси помехового и полезного сигналов, вторая — с предположением о стацианарнасти напряжения, обусловленного пассивными помехами В действительности пассивные помехи порождают пракгич ски стационарные случайные напряжения в приемнике РЛС лишь спустя довольно большое время после раскрыва всех пачек дипольных отражателей В процессе же их раскрыва размеры облака малы и на статистические характеристики сигналов существенное влияние оказывает сопутствующая струя постановщика помех (например, самолета).
С увеличением высоты постановки пассивных помех их спектр, как правило, расширяется, что объясняется возрастанием разброса скоростей ветра за счет усилениятурбулентности атмосферы. (5.4.1) (5.4.2) Х [(а,„— 16)1+гр>[). (5.4.3) (/О = [>/2бр(а) 6. 15.4,4) О,эл +(/, ~5~ соэ(161 — Ор,) >=.> (5.4.5) Ркс. 5.29. 254 255 5.4. КОМПЕНСАЦИЯ ПОМЕХ С ПОМОЩЬЮ ДВУХБАЛАНСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ 1. Схема двухбвлаисного преобразователя и принцип компенсации помех Двухбалансный преобразователь, функциональная схема которого показана на рис.
5.29, по существу пред. ставляет собой устройство однополоспого детектирования, предло>кенное нашим соотечественником Момотом Е Г. в 1937 г. П15). Этот преобразователь обеспечивает борьбу с широкополосными шумовыми помехами и хорошо известен в технике радиолокации при использовании непрерывных моно- хроматических и частотно-модулированных зондирующих сигналов [30, 116, !47[. Он содержит балансные смесители БС,, БС„фазовращатели ФВ„ФВ„сумматор Х (или вычитающее устройство ВУ) и фильтр Ф, выделяющий сигнал допплеровской частоты.
На балансный смеситель БС, поступает смесь и, (1) = = и, (1) + ил (1) полезного сигнала и, (1) и помехи и, (1), вырабатываемая усилителем промежуточной частоты а,„ в радиолокапионном приемнике, и опорное напряжение и„„(1) с частотой а,р, характеризующее излучаемый радиолокационным передатчиком сигнал. Входным напряжением БС, является смесь и, (1) и сигнал и„, (1), возникающий в результате прохождения и„(1) через ФВ,. Фаэовращатели ФВ, и ФВ, изменяют фазы поступающих на них сигналов на — 0,5п.
Однобалансный преобразователь отличается от двухбалансного отсутствием ФВ„БС„ФВ, и У, (илп ВУ). Принцип компенсации помех двухбалансным преобразователем рассмотрим на примере РЛС, излучающей монохроматический сигнал, который отражается от цели, прибли- >кающейся к РЛС с постоянной радиальной скоростью. В таких условиях и,к (1) = (/ соэ(а„р1+ а,/+ Ч>) + и (1); и„(1) = (/„соэ а, 1, где (/, н (/„Π— амплитуды полезного и опорного напряжений; гр — начальная фаза. Для наглядности изложения спектральную плотность бл (а) помехи и, (1), действующей на выходе УПЧ, будем считать неизменной в пределах полосы пропускания УПЧ, а мгновенное значение напряжения и, (1) запишем в следующем ниде: >О,эл О,ОЛ и„(1) = (/, ~ ~' соэ [(а„„ /+ 16) 1+ ф;[+ ~ соэ >Г =! Здесь и = ба/6; ба — полоса пропускания УПЧ; 6— частотный интервал между соседними гармоническими составляющими напряжения и, (1); (/, — амплитуда гармонической составляющей напряжения и„(1); лр> и Ч>> — на.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
