РЛС дальнего обнаружения. Выбор и обоснование структурной схемы и отдельных ее узлов. Расчет основных технических характеристик системы, страница 3

1.  оптимальной фильтрации каждого из импульсов пачки;

2.  синхронное накопление с учетом фазы принятых сигналов.

Для обработки радиолокационных сигналов с помощью цифровых вычислительных средств необходимо их преобразование в цифровую форму. Такое преобразование производится обычно в два этапа. На первом -  дискретизация по времени – непрерывный сигнал преобразуется в последовательность значений в дискретные моменты времени. На втором этапе – амплитудном квантовании – эта последовательность выборок преобразуется в последовательность двоичных кодовых слов. Операция дискретизации и квантования производятся с помощью аналого-цифровых преобразователей.  Различают многоуровневое и двоичное квантование. Многоуровневое квантование по амплитуде применяется при обработке сигналов на фоне пассивных (коррелированных) помех. При обработке сигналов на фоне некоррелированных помех ограничиваются квантованием на два уровня.

При решении большинства задач обнаружения, измерения параметров и компенсации помех в цифровых системах обработки необходимо многоразрядное цифровое преобразование выборок входных сигналов.

III.  Выбор и обоснование структурной схемы и отдельных ее узлов

Обработка сигналов может быть когерентной, инвариантной и некогерентной. Некогерентное обнаружение пачки радиоимпульсов основывается на синхронном накоплении их огибающих. Когерентное обнаружение реализуется на основе согласованного фильтра одиночных радиоимпульсов (СФОИ) и синхронного накопителя (СН) радиоимпульсов, который при неизвестной доплеровской скорости цели является многоканальным. В данном курсовом будут использованы обнаружители-измерители многочастотных многоканальных  сигналов.

Многоканальные измерители реализуются в виде «гребенки» согласованных фильтров, перекрывающих диапазон измеряемой доплеровской частоты f_д=2ν_rf_н/c, где ν_r - радиальная скорость цели, f_н - несущая частота излучаемого сигнала. Для когерентной пачки импульсов многоканальный измеритель выполняется на основе процессора ДПФ (БПФ), который можно представить как набор N узкополосных фильтров. При совместном обнаружении-измерении оценка доплеровской частоты определяется по номеру канала процессора ДПФ, на выходе которого превышен порог обнаружения. Интервал однозначного измерения соответствует [-1/2Tп, 1/2 Tп], что в случае когерентно-импульсных сигналов высокой скважности (Tп/τи>>1) совершенно недостаточно для реальных скоростей большинства радиолокационных целей.

Для многочастотного сигнала доплеровские частоты f_дl=2ν_rf_l/c, а сдвиги фаз частотных компонент сигнала φ_l= φ_cl=2πf_дlТ_п. При этом разностная доплеровская частота f_др=f_д1- f_д2=2ν_rf_р/c (где f_р=f₁-f₂  разность несущих частот излучаемых сигналов при L = 2) удовлетворяет условию однозначности f < 1 /2Т_п в f_н/f_р раз большем диапазоне скоростей цели, зависящем от выбора разности f_р. Из сравнения приведенных выше выражений для f_др получаем 2v_rf_p /с < 1 /2Т_п, откуда находим f_р <=с/4v_rmaxT_п.

При обнаружении сигнала в доплеровских каналах с номерами k₁ и k₂ соответственно каждого из частотных каналов оценка разностного доплеровского сдвига фазы φ^{^}_р=(k₁-k₂)Δψ, где Δψ=2π/N - взаимная расстройка доплеровских каналов. Тогда f^{^}_др= φ_р/2πT_п, а с учетом выражения f^{^}_др=2ν^{^}_rf_р/c для оценки радиальной скорости цели получаем

где- весовой коэффициент.

Схема соответствующего обнаружителя представлена на рис. 6.

Рис. 6

Аналого – цифровое преобразование сигналов.

Для обработки радиолокационных сигналов с помощью цифровых вычислительных устройств их преобразуют в цифровую форму. Это преобразование проходит в два этапа: дискретизация по времени и амплитудное квантование.

Дискретизация в непрерывной функции времени состоит в отсчете ее выборочных значений длительностью  в моменты времени, отстоящие друг от друга на интервал . 

Это позволяет использовать комплексное представление исходного процесса в виде аналитического сигнала  с комплексной огибающей содержащей радиолокационную информацию о огибающей и фазе. Данную операцию выполняют ФД совместно с включенными на их выходах ФНЧ, подавляющими все высшие гармоники и пропускающими НЧ квадратурные составляющие процесса, которые и подлежат дискретизации в АЦП.