Общие принципы построения комплексов для полунатурного моделирования сложных радиоэлектронных систем в условиях действия естественных, взаимных и организованных помех, страница 9

При создании моделей эхо-сигналов реальные цели часто делят на три класса:

1)  цели с простой архитектурой и протяженные однородные объекты;

2)  цели со сложной архитектурой и другие объекты с одной «блестящей точкой» (интенсивность отраженного от «блестящей точки» сигнала примерно равна интенсивности сигнала, отраженного от всех остальных точек объекта);

3)  цели со сложной архитектурой и другие объекты с несколькими «блестящими точками».

Цели первого класса представляют в виде совокупности большого числа независимо и случайно расположенных элементарных (точечных) отражателей, согласно центральной предельной теореме эхо-сигнал от такой цели представляет собой нормальный случайный процесс. При небольших изменениях ракурса цели и дальности от цели до РЛС этот случайный процесс можно отнести к классу стационарных. Для описания такого процесса достаточно знать одномерную функцию распределения и корреляционную функцию (или энергетический спектр).

Однако большинство реальных целей не обладает однородной архитектурой. Для целей с одной блестящей точкой закон распределения амплитуд подчиняется закону Релея-Райса. Этот закон хорошо согласуется с результатами измерений, полученных для ряда протяженных объектов (самолётов и судов). Для целей с несколькими блестящими точками характерны значительные флуктуации суммарного эхо-сигнала, поэтому распределение его амплитуды спадает значительно медленнее, чем у простых объектов. В настоящее время предложен ряд моделей, в той или иной степени подтвержденных экспериментом, но не основанных на известных теориях рассеяния радиоволн. Для описания распределения плотности вероятности амплитуд и мощностей эхо-сигналов широко применяется логарифмически-нормальный закон, достаточно просто реализуемый на практике. Иногда предлагается использовать закон с 2R степенями свободы, для которого законы Релея и Релея-Райса являются частными случаями.

Основой для выборов модели эхо-сигнала является ожидаемый разброс значений эффективной площади рассеяния имитируемого объекта относительно средней величины. При этом один и тот же объект при различных условиях работы РЛС может потребовать применения различных моделей.

Для повышения точности полунатурного моделирования следует воспроизводить совокупность амплитудных, фазовых, угловых и поляризационных характеристик отраженного сигнала, т.е. решить чрезвычайную сложную техническую задачу. На практике в имитаторе учитывают только те характеристики, на основании которых происходит обнаружение и сопровождение цели данной испытуемой РЛС. Большинство РЛС, устанавливаемых на беспилотных носителях, являются некогерентными, импульсными радиолокационными станциями (РЛС). Поэтому имитаторам для таких станций будет уделено наибольшее внимание.

Эхо-сигналы целей представляют собой в этом случае высокочастотные радиоимпульсы с флуктуациями амплитуды и длительности импульсов. Законы распределения флуктуаций, а также корреляционные функции определяются типом моделируемой цели. Средний уровень мощности эхо-сигналов изменяется обратно пропорционально четвертой степени дальности в соответствии с основным уравнением радиолокации. Параметры флуктуаций при изменении дальности обычно не меняют. Для испытаний некогерентных    РЛС    нет    необходимости   воспроизводить   тонкую фазовую структуру сигнала (фазовые флуктуации и доплеровский сдвиг частоты). Но, если в имитаторе используется один общий высокочастотный генератор для одновременной имитации целей нескольких типов, находящихся на одной дальности, и импульсных помех, то когерентность имитируемых сигналов и помех может привести к погрешности результатов испытаний. В этом случае целесообразно воспроизводить фазовые флуктуации сигналов.

Поляризационные и угловые характеристики отраженного сигнала воспроизводятся системой излучателей. Характеристики амплитудных, фазовых, поляризационных и угловых флуктуаций являются взаимосвязанными. Но чаще всего корреляционные связи между этими параметрами эхо-сигнала не имитируются.