Качество обнаружения сигнала Х\ (/) в присутствии мешающего сигнала Х2 (/) ухудшается, поскольку оно определяется не эсей энергией сигнала Э\, а лишь ее частью Эъквх = &w>3i, где k,a ^ ^ I —коэффициент использования энергии сигнала. Oi! определяется соотношением
(13.16) где Э2 — энергия мешающего сигнала Х2 (t);
р — модуль коэффициента корреляции сигналов Х\ (/) и X2{t). ■
|
Рис. 13.fi. Высокочастотное дифференцирование с помощью ЛЗ: a - -структурная схема; б — эпюры напряжений |
Показатели качества обнаружения сигнала Х\ (/) при разрешении могут быть определены по кривым обнаружения для отношения ЗякВ[/М}. Поэтому коэффициент использования энергии также может служить мерой качества разрешения. Чем больше его значение, тем при всех прочих равных условиях выше потенциальная разрешающая способность. В соответствии с (13.16) его значение тем больше, чем меньше значение р и отношение Э2/М0. От сюда следует, что для улучшения потенциальной разрешающей способности необходимо использовать зондирующие сигналы с быстро убывающей автокорреляционной функцией 45 J
Следует отметить, что практическая реализация алгоритмов оптимального разрешения затрудняется в связи с тем, что временное положение сигналов заранее неизвестно,-Это приводит к необ-
276
ходимости многоканального построения устройства оптимального разрешения, что делао его чрезвычно громоздким. На практике [используют квазиоптимальные устройства разрешения. В случае ; разрешения сигналов по дальности такие устройства выполняются ■ш основе схем высокочастотного дифференцирования (рис. 13.6а, 13.7а). Время задержки в линии (рис. 13.6а) выбирается из условия Дт = пТ0 < ти и определяет разрешающую способность по дальности (здесь То— период высокочастотных колебаний).
Эпюры напряжений, поясняющие принцип работы устройства, приведены на рис. 13.66. Недостатком схемы дифференцирования I4 является удвоение числа отметок на выходе. При малом числи I целей, используя схему совпадения, этот недостаток можно устра-|ннть. Повышение разрешающей способности сопровождается энергетическими потерями, увеличивающимися по мере роста выпг-■рыща в разрешении %а/А%. Поэтому такая обработка целесообразна лишь при относительно небольших дальностях, когда имеется запас в энергии сигнала.
Ряс. 13 7. высокочастотное дифференцирование 0 помощью контура. а— гхема дифференцирующего контура; 6 -эпюры напряжении
Высокочастотное дифференцирование можно осуществлять также с помощью дифференцирующего контура (рис. 13.7а). Параллельный контур с эквивалентным сопротивлением в установившемся режиме R кв ^ Ru препятствует прохождению колебаний на выход схемы. Сигнал па выход проходит лишь во время переходных процессов-в контуре в начале и конце импульса (рис. 13.76). Эта схема имеет те же недостатки, что и схема на линии задержки.
В заключение отметим, что в случае, когда разрешение сигналов осуществляется без ухудшения качества обнаружения (без потерь в отношения сигнал—шум), в качестве меры разрешающей способности используют значения:
по дальности 6R = £Ти<м/2, где Тци) — длительность импульса на выходе приемника;
по угловым координатам бв = в^др, где ве,5л — ширина ДН антенны РЛС в соответствующей плоскости,
277
Глава 14 ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ РЛС С ШИРОКОПОЛОСНЫМИ ЗОНДИРУЮЩИМИ СИГНАЛАМИ
14.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛАХ
Широкополосными (сложными) сигналами наливают сигналы ширина спектра которых значительно превышает величину \/хк.
Основными их преимуществам» являются:
возможность значительного повышения энергии зондирующего импульса за счет увеличения его длительности при сохранении иыеокой разрешающей способности и точности измерения д
поста;
возможность работы нескольких РЛС в одном и том же частотном диапазоне без существенного взаимного влияния.
Для расширения спектра сигнала можно использовать модуляцию высокочастотных колебаний в пределах импульса ■—амплитудную, частотную (фазовую), амплитудно-частотную, в частности шумовую, С точки зрения оптимальности энергетического режима работы передатчика наиболее приемлемой является частотная (фазовая) модуляция. Поэтому в данной главе будут рассмотрены особенности построения РЛС только с частотно-модулированными и фаломанииулпровашшмн зондирующими сигналами.
14.2. ВИДЫ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИИ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА
В РЛС с частотно-модулированным сигналом возможно применение зондирующих импульсов с линейной чзстоттй модуляцией (ЛЧМИ), частотной модуляцией по У-образному закону, нелинейным законом изменения частоты, частотной манипуляцией.
Сигналы с линейной частотной модуляцией. Мгновенная частота заполнения таких сигналов меняется по линейном)' закон)-.
Достоинство ЛЧМИ—сравнительная простота технической реализаций устройств, обеспечивающих их формирование и оптимальную фильтрацию.
Недостатки:
сильная взаимная саязь нараметро» а.тнала, характеризующих дальность н доплероиский сднцг, приводящая к неоднозначности измерения дальности при неизвестной скорости цели и наоборот;
появление дополнительных потерь за счет рассогласования частотной характеристики линейной части приемника и спектра отраженного сигнала из-ла необходимости использования весовой
278
обработки для уменьшения уровня боковых лепестков сжатого им-пульса до приемлемого уровня.
В РЛС обнаружения неоднозначность дальность—скорость проявляется следующим образом. Доплеровское смещение частоты отраженного сигнала вызывает смещение выходного импульса оптимального фильтра по времени. Так как доплеровское смещение частоты заранее неизвестно, то смещение сжатого импульса по времени приводит к так называемой скоростной ошибке определения времени запаздывания отраженного сигнала Л£ -•= /"дт^/П,, -== 2г',-т,т/лПц, где П„ -ширина спектра ЛЧМИ (при больших значениях произведения П„ти ширина спектра ЛЧМИ примерно равна девиации частоты Д/дев).
Ошибка определения времени запаздывания приводит к ошибке измерения дальности \R = oAt/2 = сцгти/ЛПи.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.