Основы построения радиолокационных станций радиотехнических войск, страница 89

ЭВМ обработки перничной информации;

309

центральную ЭВМ, осуществляющую обработку вторичной ин­формации и общее управление РЛС;

ЭВМ для выработки команд управления лучом ФАР.

Алгоритмы управления и обработки сигналов в РЛС с ФАР зависят от структуры вычислительных средств. Обычно исполь­зуются либо последовательный, либо последовательно-параллель­ный способы обработки.

Рис. 15.13. Система обработки сигналов в РЛС с ФАР

При последовательней (конвейерной) обработке — в процессоре сигналов (рис. 15.13) производится первичная обработка. Данный этап обработки характеризуется наиболее жесткими требованиями к быстродействию. В общем случае первичная обработка сводится к специальному весовому суммированию выходных сигналов под-решеток ФАР и их доплеровской фильтрации. Весовые коэффи­циенты могут вычисляться либо градиентным методом (с помощью корреляционных обратных связей), либо прямым методом (па ос­нове обращения оценочной корреляционной матрицы помеховых сигналов па выходах подрешеток). Доплеровская фильтрация осу­ществляется на основе быстрого преобразования Фурье (см. гл. 16). Используя адекватность пространственно-временного пред­ставления сигналов, антенные лучи на прием также можно форми­ровать па основе быстрого преобразования Фурье.

ЭВМ обработки данных служит устройством сопряжения между процессором сигналов и системой управления лучом. Централь­ная ЭВМ предназначена для управления работой всей РЛС и об­работки данных, поступивших от устройства сопряжения. Она про­изводит:

фильтрацию Калмана (для сопровождения маневрирующих целей);

вычисление экстраполированного положения цели; выбор режима работы РЛС.

Отличительной 'особенностью последовательно-параллельной об­работки сигналов является то, что после первичной обработки дан­ные по каждой цели обрабатываются закрепленным за ней про­цессором. Параллельно работающие процессоры управляются от центральной ЭВМ. Запоминающее устройство каждого процессора

310

хранит входные данные, подлежащие сглаживанию; информацию об оценке местоположения пели и ее скорости.

Параллельная организация обработки радиолокационных сиг­налов позволяет существенно снизить требования к быстродейст­вию процессорен. Кроме того, повышается надежность системы, так как в случае отказа одного из процессоров он может быть заменен резервным.

Глава 16.  ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ МС С ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКОЙ СИГНАЛОВ

16.1. ДОСТОИНСТВА ЦИФРОВЫХ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ

При цифровой обработке радиолокационных сигналов выборки сигнала, подлежащего обработке, преобразуются в цифровую фор­му—в числа, представленные в виде определенного кода. Чаще всего для этих целей используется двоичный код.

После преобразования аналог—код дальнейшая обработка сиг­налов (фильтрация и измерение координат) производится путем выполнении операций над числами с помощью цифровых устройств подобно тому, как это осуществляется в цифровой ЭВМ [48, 51].

Система цифровой обработки но существу представляет собой комбинацию аналого-цифрового преобразователя (АЦП) со специ­ализированной цифровой ЭВМ, выполняющей операции в реальном масштабе времени.

Устройства цифровой обработки, реализованные на базе совре­менной дискретной микроэлектроники, имеют целый ряд преиму­ществ перед аналоговыми:

большой динамический диапазон;

возможность гибкой и оперативной перестройки параметров фильтров, обеспечивающей более высокую адаптивность РЛС;

высокую стабильность характеристик фильтра;

возможность длительного накопления слабы* сигналов;

большую точность выполнения арифметических операций;

высокую надежность, малую массу и габариты;

возможность сопряжения систем обработки с цифровыми уст­ройствами управления, что особенно важно в РЛС с ФАР.

Подчеркивая достоинства цифровых устройств, приведен сле­дующий пример. Часто при обработке радиолокационных сигналов требуется задерживать их на время, кратное Т_п (устройства че-респериодной компенсации ПП, редиркуляторы и т. д.). В класси­ческих устройствах эту функцию выполняют аналоговые линии за­держки. В цифровых устройствах задерживаемый сигнал запи­сывается в дискретное запоминающее устройство (ЗУ). и извлека­ется из него по мере надобности в более поздний мочен г⁴ времени. Таким образом он может храниться или задерживаться в течение длительных, но точно управляемых интервалов времени, в то вре­мя как обычные аналоговые линии задержки в общем случае уже

312

недостаточно стабильны для задержки импульсов на время 27"_д пли ЗТп. В цифровых устройствах можно реализовать необходимые передаточные функции с задержкой сигналов на время, соответ­ствующее большому числу периодов повторения.

Одним из наиболее существенных преимуществ цифровой об­работки является то, что цифровая аппаратура в процессе эксплу­атации не требует настройки, так как все весовые функции, ис­пользуемые при вычислениях, п все задержки сохраняют заранее выбранные значения в течение любого сколь угодно большого вре­мени. Вместе с тем цифровое преобразование сигналов неизбежно приводит к частичной потере информации, что делает цифровые алгоритмы обработки квазионтимальпыми. Работа цифровых фильтров сопровождается образованием дополнительных шумов, обусловленных необходимостью квантования сигналов (шум кван­тования) и неизбежного округления чисел при проведении вычис­лений (шум округления). Возникает также необходимость строби-рования входных сигналов но времени запаздывания (по дальнос­ти) и. доплеровской частоте, что. делает цифровые устройства мно­гоканальными и приводит к усложнению аппаратуры и увеличению ее объема.

Однако несмотря на эти недостатки перспективность использо­вания методов цифровой обработки сигналов несомненна, посколь­ку реально достижимая эффективность цифровых систем оказыва­ется более высокой, чем аналоговых, а успехи современной микро­электроники делают возможной их практическую реализацию.

Применение цифровых устройств в РЛС может преследовать две цели:

повышение эффективности и улучшение эксплуатационных свойств отдельных радиотехнических устройств в РЛС с оконеч­ными устройствами аналогового типа (индикаторами);