Приемно-передающие устройства радио­технических систем: Учебное пособие, страница 53

От УВЧ, кроме широкополосности, требуется большой динами­ческий диапазон, так как эхо-сигналы принимаются на фоне мощных прямого (зондирующего) сигнала передатчика и сигна­лов,   отраженных   от   местных ' предметов.

После первого преобразования и сжатия по спектру сигналы прямой и отраженные от объектов, находящихся на «нулевой» дальности, имеют разностную частоту, равную или близкую к f_np1, т. е. Δf_р ≈  0 (см. горизонтальную сплошную линию на рис. 3.49). Эти сигналы выступают в роли помех и подлежат режектированию в тракте первой промежуточной частоты. Для этого в состав УПЧ1 включается режекторный фильтр РФ, наст­роенный на f_{np 1}. Полоса пропускания этого усилителя равна ди­апазону возможных отклонений разностной частоты эхо-сигналов f_р от f_{np 1}

т₃ может быть произведено с помощью включаемо­го по выходу УПЧ1 многоканального спектроанализатора (рис. 3.48), число каналов которого должно быть не меньше чис­ла разрешаемых элементов дальности. Если число каналов ока­зывается большим, то спектроанализатор желательно иметь сос­тоящим из одинаковых блоков с унифицированными фильтрами. Это возможно при условии, что при втором преобразовании, про­изводимом для дальнейшего понижения несущей частоты сигна­лов,   осуществляется   многочастотное   гетеродинирование.

Суть многочастотного гетеродинирования состоит в следую­щем. Весь диапазон возможных отклонений частоты эхо-сигналов разбивается на т поддиапазонов (рис. 3.50,а). Колебания с несу-

Рис. 3.50

щими, равными средним частотам каждого из поддиапазонов, преобразуются на одну и ту же несущую — вторую промежуточ­ную частоту /,,р ₂ (рис. 3.50,е). Для этого колебания с выхода УПЧ1 подаются на сигнальные входы т одинаковых смесителей См2. На вторые входы смесителей из блока выработки гетеродин­ных напряжений подаются гармонические колебания, частоты ко­торых образуют сетку со сдвигом, равным ширине

поддиапазона Af_{p шкс} j т (рис. 3.50,6). Выходные колебания сме­сителей фильтруются с помощью т одинаковых активных полосо­вых фильтров, в роли которых выступают УПЧ2. Они настроены на вторую промежуточную частоту /_Пр2 и имеют полосу пропус­кания,  согласованную  с  шириной  частотных  поддиапазонов:

На выходах УПЧ2, которые можно рассматривать как фильт­ры грубой (предварительной) селекции ФГС, оказываются толь­ко те эхо-сигналы, частотные отклонения которых лежат в соот­ветствующих поддиапазонах. Полоса пропускания каждого из фильтров грубой селекции перекрывается с помощью унифици­рованного   набора   из

фильтров точной селекции ФТС (рис. 3.50,г). В роли фильтров точной селекции выступают полосовые узкополосные усилители УПЧЗИ. Входящие в их состав фильтры взаимно расстроены не более чем на полосу пропускания, которая согласуется со сжатым спектром   радиоимпульсов:

в том числе их шумовую полосу пропускания П_Ш~П.

Основное усиление полезных сигналов производится после ре­жекции мешающих, а именно: после перемножителя и режектор-ного   фильтра.

3.4.3. Приемное устройство с корреляционно-фильтровой обработкой квазинепрерывных сигналов

Под квазинепрерывными сигналами будем понимать когерент­ную последовательность радиоимпульсов с малой скважностью. Использование таких сигналов позволяет уменьшить число кана­лов дальности при корреляционной либо корреляционно-фильтро­вой обработке, сохраняя высокую разрешающую способность РЛС по скорости. Ввиду малости периода повторения Т у ква­зинепрерывных сигналов значения слепых скоростей будем пола­гать значительно большими скоростей движения  реальных целей

v_{r сл}= k~2у '•> Vu., где k=\,2... При  отсутствии   внутриимпульсной

модуляции спектр когерентной пачки «п» прямоугольных радио­импульсов с прямоугольной огибающей пачки (рис. 3.51) содержит большой набор спектральных составляющих с шириной спектра, обратно пропорциональной длительности пачки.

Фильтровая обработка такого сигнала в линиях задержки на ПАЪ, согласованных с подобным  спектром,  встречает известные трудности  технической     реализации  линий  задержки  на   время, равное  длительности   пачки  когерентно   обрабатываемых   радио-

Рис. 3.51

импульсов. Например, уже при длительности входных сигналов τ_вх ~ 100 мкс коэффициент передачи фильтра на ПАВ составляет около   - 40   дБ.

Корреляционная обработка требует формирования «сетки» опорных когерентных последовательностей радиоимпульсов со взаимным сдвигом по задержке и частоте Доплера, а также соз­дания двух квадратурных приемных каналов на выходе каждого из   перемножителей   матричного коррелятора.

Более простая в технической реализации корреляционно-фильтровая обработка пачки когерентных радиоимпульсов сво­дится к импульсному гетеродинированию и когерентному накоп­лению преобразованных по частоте радиоимпульсов в узкополос­ном частотном фильтре. При этом результирующая импульсная характеристика h(t) приемного устройства определится как про­изведение видеоимпульсного сигнала опорного гетеродина (рис. 3.52, б) на импульсную характеристику h_ф(t) узкополосного фильтра (слабо затухающее гармоническое колебание):

и повторяет с точностью до случайной начальной фазы времен­ную зависимость полезного сигнала. Это обеспечивает когерент­ное накопление (интегрирование) импульсов полезного сигнала в   узкополосном   фильтре    (рис.   3.52,в)

Когерентность импульсных колебаний может быть нарушена ввиду нестабильности частоты гетеродина, из-за которой коле­бания очередного импульса могут оказаться даже в противофазе с колебаниями, накопленными от предыдущих импульсов. Требо­вания к стабильности частоты гетеродина можно определить из условия, чтобы набег фазы Δφ_гет в течение длительности пачки (τ_и), вызванный нестабильностью частоты гетеродина, не превышал (0,1 ...0,2) рад. Отсюда, даже для колебаний гетеродина в диапа­зоне промежуточных частот ω_гет = 2π-10⁷Гц и τ_п = 10мс, полу­чаем