3. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1 РЛС со сжатием импульсов
Под сжатием импульсов подразумевается передача кодированного сигнала большой длительности и такой вид обработки принятого эхо-сигнала, который позволяет получить относительно узкий импульс. Большая длительность сигнала позволяет улучшить энергетические характеристики РЛС, а значит и вероятность обнаружения цели, сохранив разрешающую способность по дальности, которая свойственна системам, использующим короткие импульсы. При этом получаем еще и дополнительные преимущества. Передача длинных импульсов позволяет более эффективно использовать возможности аппаратуры РЛС в части обеспечения средней мощности. В этом случае можно избежать необходимости формирования сигналов с высокой импульсной мощностью. Средняя мощность РЛС можно увеличивать, не увеличивая частоты повторения импульсов (ЧПИ) и, следовательно, не уменьшая интервал однозначного измерения дальности цели. Возрастает также и разрешающая способность по доплеровской частоте в данной системе. Кроме того, на функционирование РЛС меньше сказывается воздействие мешающих посторонних сигналов, структура которых отличается от используемых в системе кодированных сигналов.
Длинный импульс может быть сформирован из узкого импульса. Узкий импульс содержит большое число частотных составляющих, между которыми существуют строгие фазовые соотношения. Если относительные фазы между частотными составляющими изменяются вследствие прохождения сигнала через фильтр, искажающий фазовые соотношения, то в результате сложения этих составляющих получается искаженный, растянутый импульс. Именно этот растянутый импульс и используется в качестве передаваемого сигнала. Принятый отраженный сигнал обрабатывается в приемнике с помощью фильтра сжатия. Этот фильтр восстанавливает относительные фазы частотных составляющих, поэтому на его выходе получается узкий, или сжатый, импульс. Коэффициент сжатия импульса равен произведению длительности передаваемого импульса на ширину его спектра.
РЛС со сжатием импульсов является примером практической реализации системы согласованной фильтрации. Выбор вида такой системы определяется типом используемых сигналов и методами формирования сигнала и его обработки. выбор типа сигнала производится на основании теории сигналов [1], [2] и [4]. К числу наиболее важных факторов, определяющих выбор того или иного конкретного типа сигнала, относятся следующие факторы: дальность действия РЛС, диапазон исследуемых доплеровских частот, уровень боковых лепестков, гибкость (т. е. возможность варьировать некоторые параметры сигнала, устранять влияние интерференции) и отношение сигнал/шум. Методы реализации систем со сжатием импульсов можно разбить на два основных класса: пассивные и активные.
Активное формирование сигналов производится с помощью фазовой или частотной модуляцией несущей; при этом реального растяжения сигнала во времени не происходит. В качестве примера можно указать модуляцию в генераторе, частота которого управляется напряжением.
Пассивное формирование растянутого во времени кодированного сигнала осуществляется с помощью возбуждения некоторого устройства или схемы коротким импульсом. Примером может служить схема растяжения, состоящая из всепропускающих решетчатых структур.
При активной обработке реализуется корреляция (сжатие сигнала как по времени, так и по частоте - согласованная фильтрация при следящем приеме частотно-модулированных (ЧМ) сигналов) между принятым сигналом и задержанными копиями передаваемого сигнала.
При пассивной обработке реализуется согласованная фильтрация, причем в качестве согласованного фильтра используется схема сжатия, сопряженная со схемой растяжения.
Характеристики функционирования обычных типов систем со сжатием импульсов приведены в [5].
Сжатие импульсов позволяет улучшить разрешение по дальности и тем самым улучшить защиту от помех. В тех случаях, когда доплеровский сдвиг мал и его нельзя использовать для селекции сигнала цели на фоне пассивных помех, увеличение разрешения по дальности является единственным средством решения этой задачи.
3.2 Фазоманипулированные сигналы
Фазоманипулированными (ФМ) сигналами называют импульсные или непрерывные сигналы с многократными скачками фазы несущей.
Можно скачкообразно изменять фазу на любую величину в пределах от 0 до 2p и выбирать разными интервалы времени, через которые происходят скачки фазы. В действительности, предпочтение отдают скачкам фазы на время, равное или кратное определенному интервалу (дискрету) причем начальная фаза дискрета может принимать лишь два значения 0 и p (бинарная фазовая манипуляция). Два таких одинаковых импульса, сдвинутые на p по фазе, взаимно компенсируют друг друга, в результате чего получаются малые остатки автокорреляционной функции, а также сигналы такого рода легче генерировать (коммутируя "полярность" в нужные моменты времени).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.