Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Основы радиотехнических систем» («Радиотехнические системы»), страница 8

Информация о координатах поступает не в реальном времени, а в конце периода t_ГМОД. При использовании индикаторов, использующих план воздушной обстановки (например, с помощью ЭЛТ), необходимо получение информации в реальном времени. Для этого опрашивают дешифратор через небольшой интервал времени после открывания соответствующей схемы И. Такая задержка нужна для окончания переходных процессов в ЦН.

Наибольший объем аппаратурно занимают в этом устройстве ЦН. Потенциально можно регистрировать N - целей, отстоящих друг от друга на минимальной дальности, что физически невозможно. Поэтому целесообразно сформулировать требования к РЛС по количеству одновременно наблюдаемых на одном азимуте целей. При этом возникает задача распределения меньшего количества ЦН по большему количеству отводов СР.

Схема, приведенная на рис. П2.1, является достаточно общей и в таком виде не применяется. Для цифровой обработки радиолокационных сигналов необходимо преобразовать их, как всякие аналоговые сигналы, в дискретную форму. Структурная схема устройства дискретизации (квантования) приведена на рис. П2.2.

Аналоговый сигнал с выхода приемника РЛС поступает на аналоговый ключ К, который открывается короткими импульсами, формируемыми генератором импульсов дискретизации ГИД. Мгновенное значение входного напряжения в момент дискретизации запоминается аналоговым запоминающим устройством АЗУ. В простейшем случае ключ АЗУ - это последовательно соединенные диодный или транзисторный ключевой каскад и запоминающий конденсатор. Входное сопротивление аналого-цифрового преобразователя АЦП должно быть большим для того, чтобы напряжение на выходе АЗУ уменьшалось незначительно за период дискретизации. АЦП преобразует ступенчатое "напряжение с выхода АЗУ в цифровой код. Большое распространение получили АЦП с двумя уровнями квантования: 0 и 1, однако в настоящее время активно совершенствуются методы обработки радиолокационной информации с многозарядным АЦП. Частоту дискретизации выбирают в соответствии с теоремой Котельникова, и она должна быть, по крайне мере, на порядок больше частоты зондирующих импульсов.  Сигнал, отраженный от цели (Эхо-сигнал), на выходе приемника РЛС представляет собой пачку видеоимпульсов, частота которых, без учета эффекта Доплера, равна частоте зондирующих импульсов, а огибающая определяется формой диаграммы направленности антенны. Это значит, что сначала амплитуда импульсов нарастает, доходит до максимума при совпадении оси диаграммы направленности с направлением на цель. После прохождения максимума амплитуда импульсов снова уменьшается до нуля. Таким образом, в начале и конце пачки при бинарном квантовании возможно либо исчезновение импульсных единиц, либо появление ложных. Это объясняется влиянием шума, особенно на предельных дальностях.

Обработку квантованных сигналов (пачек), в процессе которой используется вся информация о пачке, в том числе и от огибающей, принято называть квазиоптимальной. Наиболее эффективна квазиоптимальная обработка пачки импульсов с помощью симметричной весовой функции. Алгоритм квазиоптимального обнаружения пачки бинарно квантованных сигналов с весовой обработкой основывается на вычислении функции правдоподобия и выглядит следующим образом:

,

где      - последовательность нулей и единиц на выходе бинарного квантизатора (дискретизатора); N - количество импульсов в пачке;  λ- весовой коэффициент, учитывающий ожидаемые вероятности появления нуля или единицы в позиции . Огибающая последовательности этих коэффициентов соответствует диаграмме направленности антенны РЛС;   Z - порог обнаружения.  Таким образом, процедура заключается в суммировании произведений  , в пределах всей пачки и сравнении с порогом, т.е. в состав аппаратуры должен входить цифровой перемножитель. Однако поскольку используется бинарное квантование, то величина ^Х может принимать только значение 0 или 1. Поэтому операция перемножения вырождается в операцию суммирования (рис. П2.3).

Работает устройство следующим образом, С выхода квантизатора Кв под действием генератора импульсов дискретизации ГИД поступают последовательно нули или единицы в сдвиговой регистр СР. Емкость СР должна быть равна числу импульсов в пачке или несколько меньше этого числа, с учетом, что импульсы на краях пачки могут исчезать.  Сигналы с каждого разряда СР должны взвешиваться в соответствии со значением весовых коэффициентов, которые рассчитываются заранее и хранятся в регистрах памяти РП. Генератор синхроимпульсов ГСИ выдает пачку из N импульсов на каждый импульс ГИД. Период импульсов ГСИ должен быть больше, чем время, затрачиваемое на суммирование и переходные процессы.  Допустим, в первом разряде СР записана единица. Тогда при поступлении первого синхроимпульса весовой коэффициент, хранимый в РП1, будет перенесен в сумматор . Следующий импульс ГСИ будет воздействовать на схему совпадения И₂, однако содержимое РП2 занесено в сумматор не будет, т.к. во втором разряде СР в этот момент записан нуль. Аналогичные действия произойдут с остальными разрядами. Когда будут опрошены все разряды, то с выхода квантизатора поступит единица (или нуль), соответствующие информации с выхода приемника РЛС. Подобные суммирования коэффициентов, хранимых в регистрах памяти, производятся для каждого сдвигового импульса. После суммирования (незадолго до поступления очередного импульса сдвига) накопленная сумма S_N с помощью триггера Т₂ и схемы совпадения И через схему ИЛИ2 переносится в схему сравнения кодов ССК где сравнивается с пороговой величиной S₀. Если S_N > S₀, то начинается сравнение S_N с предыдущим значением S^I_N которое хранится в регистре промежуточной памяти РПП. Если S_N > S^I _N, , то S_N переносится в РПП, и процесс продолжается. Если S_N < S^I _N, то выдается выходной сигнал, который с точностью до интервала дискретизации соответствует центру обнаруженной пачки.