Приемно-передающие устройства радио­технических систем: Учебное пособие, страница 36

Для согласования диапазона изменения выходного напряжения ФД и динамического диапазона АЦП необходимо, чтобы макси­мальное выходное напряжение ФД было равно U_MАKC АЦП. С этой целью обычно после ФД устанавливают операционный усилитель с регулируемым коэффициентом- передачи. При этом необходимо обращать особое внимание на величину температурного дрейфа нуля, которая должна быть меньше шага квантования, так как смещение выходного сигнала операционного усилителя на величи­ну больше АО приводит к дополнительным ошибкам преобразо­вания.

2.6.8. Преобразование цифровых кодов в аналоговый сигнал

В ряде случаев в радиоприемных устройствах необходимо осу­ществлять преобразование сигнала из цифрового в аналоговую форму. Такое преобразование для комплексной огибающей реали­зуется в каждом квадратурном подканале, которые представляют собой обычные преобразователи вещественного низкочастотного сигнала и состоят из последовательно включенных цифроаналогового преобразователя (ЦАП) и низкочастотного фильтра (рис.   2.79,а).

В ЦАП каждый входной цифровой код приводит в действие группу электронных ключей, которые управляют суммированием эталонных  напряжений,  соответствующих  каждому из  рядов.  В результате на выходе ЦАП воспроизводится аналоговое напряже­ние  (рис. 2.79,б), имеющее ступенчатую форму, причем ампли-руда каждой ступени равна отсчету выходного сигнала в соответствующий момент времени iT, i=0, 1, 2..... Указанные напряжения чаще всего поддерживаются постоянными вплоть до поступления нового   кодового   числа.

Спектр состыкованной .последовательности импульсов различной амплитуды имеет сложную структуру. Так, например, для шумо­вого   сигнала,   имеющего   прямоугольный амплитудно-частотный спектр, на выходе ЦАП имеем спектр, показан­ный на рис. 2.80. Фильтр на выходе ЦАП с полосой про­пускания меньшей или равной частоте  выделяет ос­новной частотный интервал. Напряжение после ФНЧ сгла­живается    (рис.   2.79,в).

Основной спектр оказывается несколько искаженным за счет модуляции его функцией а также за счет конеч­ного числа разрядов, воспринимаемых ЦАП. Для уменьшения этих искажений необходимо повышать быстродействие и разряд­ность   ЦАП.

Для работы ЦАП требуются дополнительные устройства: ис­точник опорного напряжения , токозадающий резистор, конден­сатор коррекции частотной характеристики, резистор компенсации смещения нуля. Пример включения интегральной схемы К1118ПА1 для работы на согласованный тракт с волновым сопротивлением  приведен   на   рис.   2.81.

3. ПОСТРОЕНИЕ ПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ

Роль и место приемного устройства определяются теми функ­циями, которые оно выполняет при первичной обработке радиоло­кационных сигналов (в дальнейшем слово «первичная» будем опускать): малошумящее усиление принимаемых сигналов, их се­лекция на фоне помех и преобразование к виду, обеспечивающему нормальную работу оконечных устройств. Оконечным устройством для радиолокационного приемника является, «ак правило, поро­говое устройство.

Принцип построения приемного устройства определяется, в первую очередь, алгоритмом пространственно-временной обработ­ки, которая -сводится к вычислению комплексного весового интег­рала Z(a)  [1]

где  — вектор входных сигналов в приемных каналах;

— весовой вектор;

 — параметр, характеризующий   пространственное   положе­ние щели;

Ф— корреляционная матрица помеховых   сигналов в прием­ных каналах;

 — вектор ожидаемого полезного сигнала. В наиболее распространенном случае разделения обработки на пространственную и временную Х(/, а) =Х'(а) -X(t)  комплексный |'весовой интеграл может быть представлен в виде

где  — результат пространственной обработки.

Таким образом, алгоритм оптимального приема предусматри­вает последовательное проведение пространственной и временной обработок (рис. 3.1). Из (рис. 3.1) следует, что временная обра­ботка сводится к вычислению взаимной корреляционной функции между ожидаемым (опорным) Х(1) и принимаемым сигна­лами. Рис. 3.1 соответствует наиболее общему случаю   временной

обработки, включающей три этапа: когерентную обработку, детек­тирование и некогерентную обработку (накопление).' Последний этап присутствует в том случае, когда когерентность эхо-сигналов имеет место не на всем интервале их длительности.

Рассмотрим вначале современные способы технической реализации временной обработки, согласованной с видом принимаемо­го полезного сигнала, на фоне собственных шумов приемной сис­темы. Такая обработка может быть реализована в одноканальном по входу приемном тракте. При этом по выходу приемное устрой­ство может быть многоканальным. Основной причиной, вызываю­щей многоканальность по выходу, является необходимость времен­ной обработки всех разрешаемых сигналов за ограниченное время.

Как известно, согласованная временная обработка может быть фильтровой, корреляционной либо корреляционно-фильтровой. Выбор способа временной обработки определяется прежде всего видом принимаемого сигнала, а также назначением приемного ка­нала: канал обнаружения и грубого определения координат мно­гих целей; канал измерения и сопровождения одной или несколь­ких целей; канал пеленгации помех и т. д.

Принимаемые сигналы будем классифицировать по двум труп нам признаков:

простые и сложные сигналы;

импульсные (короткоимпульсные) и непрерывные (длинноимпульсные)  сигналы.

Под простыми и сложными сигналами понимаются сигналы, не имеющие и имеющие внутриимпульсную модуляцию соответствен­но. Под длинноимпульсньми—такие, для которых

т. е. допдеровская поправка частоты превышает ширину сечения тела неопределенности сигнала по оси F.

3.1. Приемные устройства с аналоговой и дискретно-аналоговой фильтровой обработкой сигналов

Фильтровые приемные устройства являются основным типом приемников в РЛС обнаружения, использующих как 'простые, так и сложные импульсные сигналы. Это связано с таким достоин­ством фильтровой обработки, как инвариантность к задержке входного сигнала. Основным элементом приемников является линейный фильтр, импульсная характеристика h (t) которого со­гласована с полезным сигналом