Основы построения радиолокационных станций радиотехнических войск, страница 61

Рассмотрим методику определения коэффициентов потерь для различных случаев и технические решения, обеспечивающие снижение потерь.

9.10.2.   Объединение сигналов в РЛС

с парциальной диаграммой направленности на приём

В РЛС с парциальной диаграммой направленности на приём и общим индикатором выходные сигналы приёмников парциальных каналов перед поступлением на индикатор смешиваются (на видеочастоте). На первый взгляд может показаться, что смеши­вание выходных сигналов приёмников приводит к появлению по­терь, равных примерно величине отношения N/n (здесь: N — об­щее число приёмных каналов; n — число каналов, в которых мо­жет одновременно присутствовать сигнал, отраженный от одной и той же цели). Однако такой вывод справедлив только в том случае, когда смешивание сигналов производится на радиочастоте до детектирования.

При смешивании N шумовых сигналов на видеочастоте для сохранения условия Рлт = const относительный порог обнаружения Y0 нe нужно увеличивать в N раз (рис. 9.25). Так, при  с увеличением числа смешиваемых шумовых выборок от 1 до 10 порог увеличивается примерно на 3 дБ, а не на 10 дБ, как это было бы при смешивании на радиочастоте. Кроме того, увеличение постоянной составляющей в смешанном сигнале будет в определенной степени способствовать повышению вероятности обна­ружения. Отмеченные особенности смешивания сигналов на видеочастоте приводят к тому, что потере из-за накопления дополнительных шумов при объединении парциальных каналов на видеочастоте оказываются не столь существенными. Числовое значение коэффициентов потерь для рассматриваемого случая при постоянном значении вероятности ложной тревоги до и после объединения сигналов определяется по графикам (рис. 9.26). Для их использования нужно знать число импульсов в пачке М и ко­эффициент совмещения v = N/n. Можно показать, что с точки зрения потерь


   Рис. 9.25. Зависимость нормированного                            Рис.   9.26. Зависимость   потерь   из-за                   

порога от числа объединяемых парциальных                         на­копления дополнительного   шума

                        каналов                                                                       от ко­эффициента совмещения

накопление шума при смешивании выходных сиг­налов N парциальных каналов эквивалентно некогерентному накоплению MNимпульсов с энергией каждого импульса в N/n раз меньше энергии импульса в парциальном канале приёма.

Поэтому при отсутствии графиков (см. рис. 9.26) коэффициент потерь Lнш1 можно определить в рас­сматриваемом случае следующим образом:


Где     Lи нн (MN) и Lи нн (Mn) — ко­эффициенты потерь за счет некогерентного накопления соответственно MN и Mn им­пульсов.

Потери за счет накопления дополнительных шумов в рассматриваемом случае могут быть несколько уменьшены, если в качестве устройства объединения сигналов использовать схему смешивания на диодах (рис. 9.27).


Рис.  9.27. Схема объединения сигналов на диодах

В этой схеме на выход проходит сигнал с наибольшей амплитудой. Поэтому её часто называют схемой отбора по максимуму.

9.10.3. Накопление дополнительного шума на экране ЭЛТ

Накопление дополнительного шума на экране ЭЛТ возникает когда геометрические размеры сечения электронного луча в плоскости экрана превышают соответствующие размеры сигнала на экране при бесконечно узком электронном луче (рис. 9.28).


Рис. 9.28. Иллюстрация сущности накопления

дополнительных шумов на экране ЭЛТ

Как видно из рисунка, за счёт конечных размеров сечения луча в элемент разрешения на экране ЭЛТ кроме сигнала добавляются и мешающие шумовые всплес­ки. Число разрешаемых элементов на развертке уменьшается в ψ раз:


Где   dл  — диаметр электронного луча в плоскости экрана ЭЛТ;

         υр  — скорость развертки;

         τи  — длительность видеоимпульса.

Числовое значение коэффициента потерь Lнш2, возникающих в рассматриваемом случае, при одинаковых периодах ложной тревоги до и после индикатора определяется по графикам (рис. 9.9).

Для пользования графиками нужно знать коэффициент совмещения υ = ψ – 1 и число импульсов в пачке. Из рисунка видно, что при υ = 1 коэффициент потерь равен единице. При дальнейшем повышении скорости развертки появляются весьма существенные потери за счет ухудшения наблюдаемости отметки сигнала на эк­ране ЭЛТ. Таким образом, потери за счет накопления дополни­тельных шумов на экране ЭЛТ можно практически исключить путём выбора оптимальной скорости развертки индикатора из условия


Используя это условие, можно определить диапазон дальностей ΔRопт (масштаб индикатора), просматриваемый на экране ЭЛТ, при котором потери за счёт накопления дополнительных шумов на экране ЭЛТ практически отсутствуют:


где         Lр — длина развертки на экране ЭЛТ.

9.10.4. Накопление дополнительного шума в ВУС

Потери за счёт накопления шума в ВУС возникают в тех случаях, когда при оптимальной полосе пропускания УПЧ полоса пропускания ВУС не равна бесконечности.

Методика расчета коэффициента потерь Lнш3 за счет сужения полосы пропускания ВУС аналогична методике расчета Lнш2 за счёт накопления шума на экране ЭЛТ. Коэффициент совмещения при расчете потерь, обусловленных ВУС, определяется соотношением


где         Пвус — полоса пропускания ВУС;

             Пупч опт — оптимальное значение полосы пропускания УПЧ.

Расчеты и экспериментальные исследования [36] показывают, что потери становятся пренебрежимо малыми при выборе Пвус (при оптимальной полосе пропускания УПЧ) из условия


9.11. ПОТЕРИ ЗА СЧЕТ ОГРАНИЧЕНИЯ СИГНАЛОВ СВЕРХУ

Как уже отмечалось в гл. 6, ограниченность динамического диапазона приёмника при воздействии внешних помех может привести к возникновению существенных потерь в отношении сигнал—шум. Числовое значение коэффициента потерь Loгp за счет ограничения сигналов сверху в функциональных элементах тракта приёма, осуществляющих согласованную фильтрацию, либо включенных после согласованных фильтров, можно оцепить по графику (рис. 6.1).