Обрунтування необхідності підвищення показників якості функціонування систем придушення пасивних

• Название: Обрунтування необхідності підвищення показників якості функціонування систем придушення пасивних
• Дата: 09.11.2021
• Размер: 125.13 Kb.
• Имя файла: 1-40.docx
• Тип: Обґрунтування; #267727
• страница: 3 из 3

1.5. Переваги та недоліки радіолокаційних станцій з ЛЧМ сигналами
Форма складного сигналу вибирається відповідно до вимог по роздільної здатності і точності вимірювання дальності [37]. При цьому враховуються складність пристроїв генерування та прийому такого сигналу. У радіолокації найбільш часто застосовуються імпульсні сигнали, частота яких змінюється в межах імпульсу по лінійному закону (імпульсні ЛЧМ сигнали).

Формування сигналів з лінійною частотною модуляцією являє собою найбільш просту задачу. Форма стисненого імпульсу і ставлення сигнал / шум для таких сигналів по суті не залежать від доплерівського зсуву частоти [38]. Внаслідок широкого застосування ЛЧМ сигналів для них було розроблено більше одиниць обладнання формування і обробки, ніж для будь-яких інших типів кодованих сигналів [39].

До основних властивостей ЛЧМ сигналів можна віднести наступні.

1. Сильна взаємозв'язок параметрів сигналу, що характеризує дальність і доплеровській зрушення, що може привести до помилок в тих випадках, коли або дальність, або доплеровській зрушення не відомі або не можуть бути точно визначені; наприклад, зміна доплерівського зсуву призводить до удаваному зміни дальності і навпаки.

2. Великий рівень бічних пелюсток стислих імпульсів, що досягає 22%. Для його зменшення до прийнятного необхідно використовувати вагову обробку. Для ЛЧМ сигналів результати часовій і частотній ваговій обробки еквівалентні, при цьому

36 відбувається зменшення відносини сигнал / шум, що лежить в межах 1 -2 дб., А також деяке збільшення тривалості стисненого сигналу.

3. Неможливість за допомогою одного ЛЧМ сигналу вимірювати швидкість руху цілі, так як ширина спектра такого сигналу дорівнює подвоєною девіації частоти:

(1.23)

Для однозначного виміру дальності і швидкості при ЛЧМ кращий пачковий сигнал [38]. Тривалість імпульсів в ньому доцільно вибирати відносно невелику, щоб можна було б не враховувати допплерівській зрушення частоти при обробці кожного з імпульсів окремо. Це полегшує створення узгодженого фільтра, даючи можливість використовувати два послідовно включених фільтра. Перший повинен бути узгоджений з одиночним ЛЧМ сигналом, другий повинен накопичувати пачку коротких імпульсів після узгодженого фільтра, які не мають всередині імпульсу частотної модуляції.

4. При наявності зміщення за частотою Допплера амплітуда відгуку на виході узгодженого фільтра зменшується пропорційно величині [40]:
(1.24)
При цьому відбувається також розширення відгуку, рівне:
(1.25)
Таким чином, чим ширше спектр сигналу, тим менший вплив на амплітуду і тривалість відгуку буде надавати зміщення за частотою Допплера.

5. Можливість збільшення відносини сигнал / перешкода, тобто мінімізація впливу пасивних перешкод [12]:
(1.26)
де: А - амплітуда сигналу;

Е - енергія сигналу;

- спектральна щільність потужності шуму;

- коефіцієнт пропорційності, що залежить від щільності відбивачів і їх середнього розміру;

F - ширина спектра сигналу

Так як сигнал перешкоди обмежений по потужності і залежить від енергії зондуючого імпульсу і середнього розміру створюють пасивні перешкоди частинок, то збільшення ширини спектра сигналу при незмінній випромінюваної потужності призводить до зниження ефективної щільності потужності "шуму", обумовленого пасивними відбивачами. Таким чином, сумарна щільність пасивних перешкод, що припадають на елемент дозволу по дальності, зменшується, коли роздільна здатність РЛС збільшується.
Висновки

1. Проведений аналіз існуючих систем придушення пасивних перешкод показав, що всі ці системи мають істотний недолік - залежністю перешкодозахищеності РЛС від часу контакту з кожною точкою повітряного простору.

2. В умовах застосування противником пасивних перешкод, а також при наявності відображень від місцевих предметів, в існуючих оглядових РЛС передбачено уповільнення часу огляду повітряного простору для здійснення накопичення сигналів, що призводить до збільшення кількості помилкових відміток в стробі первинного захоплення, зменшення темпу видачі інформації, погіршення скритності РЛС. Таким чином, завдання захисту РЛС від пасивних перешкод за умови збереження незмінним часу огляду повітряного простору є актуальною.

3. Виходячи з необхідності забезпечення високої перешкодозахищеністю РЛС від пасивних перешкод без збільшення часу контакту з кожною точкою контрольованого простору, ставиться завдання знаходження такого оператора перетворення, залежить від структури зондуючого сигналу, який забезпечив би максимум ймовірності виявлення цілі за умови, що час огляду не перевищує заданого, при необхідній якості придушення пасивної перешкоди.

4. Виходячи з поставленого завдання дослідження проведено аналіз існуючих зондуючих сигналів, з якого можна зробити висновок про доцільність застосування багаточастотних сигналів зі складними видами модуляції, тіла невизначеності яких мають ножевидну форму [41]. Типовим представником таких сигналів є ЛЧМ сигнал. Даний сигнал широко застосовується в існуючих РЛС зважаючи на простоту його формування і обробки і має важливу властивість - залежністю часу появи відгуку на виході узгодженого фільтра від частоти Допплера. Це властивість і пропонується використовувати для захисту РЛС від пасивних перешкод.

РОЗДІЛ 2
СИНТЕЗ АЛГОРИТМУ ОБРОБКИ ШИРОКОСМУГОВИХ БАГАТОЧАСТОТНИХ РАДІОЛОКАЦІЙНИХ СИГНАЛІВ.
2.1. Використання двочастотних ЛЧМ сигналів для компенсації пасивних перешкод.

Довільний сигнал м (г) можна записати в наступному вигляді:
(2.1)
Огинаюча ( і фаза однозначно визначаються за допомогою сполученого сигналу :
(2.2)
(2.3)
Сигнал і пов'язаний з ним пов'язані перетворенням Гільберта [42]:
(2.4)
(2.5)
Фаза сигналу пов'язана з його миттєвою частотою таким виразом [40]:
(2.6)
і може бути записана як:
(2.7)
де - несуча частота;

- нелінійний доданок;

- початкова фаза.

Таким чином, довільний сигнал може бути записаний як:
(2.8)
або
(2.9)
де також врахована величина .

Зазначене подання справедливо для будь-якого сигналу, але застосовувати його має сенс тільки для вузькосмугових сигналів, у яких ширина спектра багато менше несучої частоти. Цій умові задовольняють багато що застосовуються на практиці радіосигнали, незалежно від значення бази [5].

Несуча частота в вираженні (2.9) не впливає на форму сигналу, вона тільки зміщує його спектр по осі частот подібно до того, як запізнювання сигналу зміщує його по осі часу. Форма сигналу залежить тільки від функцій і .

Тому доцільно представляти сигнал в наступному вигляді [4]:
(2.10)
де - аналітичний сигнал,

- комплексна огибаюча сигналу;

причому , де - пов'язаний з сигнал.

Звідси видно, що сигнал u (t) дорівнює дійсної частини аналітичного:
(2.11)
ЛЧМ імпульсні сигнали можуть мати зростаючу або спадаючу частоту:
при (2.12)
при (2.13)
У загальному випадку ЛЧМ сигнал і його комплексну огибаючу можна уявити як:
(2.14)