ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 118
Скачиваний: 0
Рис. 7.9. Структурная схема передатчика ответно-импульсных помех
to
Сп
СО
многие из существующих радиолокаторов работают с фиксиро ванной частотой повторения, и в этих случаях система противо действия, описываемая здесь, достаточно эффективна. Устройство задержки может представлять собой систему задерживающих устройств с различной временной настройкой.
Задерживающее устройство представляет собой ультразвуковую линию задержки с отводами. На входе линии имеется пьезоэлек трический преобразователь. Отводы также имеют пьезопреобразо ватели. Часть отводов снабжена выключателями, которые могут управляться извне в зависимости от необходимой длительности по меховой пачки. Они могут располагаться вдоль линии случайно. Нерегулярное расположение интервалов задержки затрудняет се лекцию ложных отметок.
В некоторых случаях может оказаться желательным переда вать импульсы, значительно превосходящие по амплитуде отражен ные сигналы, с целью их подавления на экране радиолокатора. При этом возможен более простой вариант передатчика помех. В схеме такого варианта сигналы, принятые антенной, поступают на вход приемника и после задержки — на передающее устройство. Линия задержки регулируема, так что сигналы, принятые антенной, мо гут быть повторены через заданный промежуток времени после их приема. Поскольку блокирующая цепь между передатчиком и при емником не предусмотрена, то сигналы передающей антенны посту пают на приемную антенну и вновь, через заданное время задерж ки, переизлучаются. Таким образом, система создает серию ответ ных сигналов, отстоящих друг от друга на время, определяемое ве личиной задержки в линии. Если необходимо, приемник на время излучения может быть закрыт специальным сигналом передат чика.
На экране радиолокатора импульсные помеховые сигналы имеют значительную длительность, в результате чего они полно стью подавляют сигналы, отраженные от действительной цели.
7.3. Модуляция помеховых сигналов
Применяются три вида модуляции шумовых помех: амплитуд ная, частотная и фазовая. Возможны также комбинации видов модуляции в разных вариантах. В общем случае модулированный высокочастотный сигнал передатчика радиопомех записывается сле дующим образом:
x ( t ) = |
A „(t)co s[u> o t + <pn (t)], |
[7.1] |
где Ап и срп — амплитуда |
и фаза высокочастотного |
колебания на |
несущей частоте шо- |
|
|
Для безынерционного амплитудного модулятора связь между амплитудой и модулирующим напряжением Ua дается соотноше нием
А п = А 0 + ( U A), [7.2]
260
где АА (UA) —флюктуации огибающей в функции от модулирую
щего напряжения Ua;
А0= Е(АП) — математическое ожидание огибающей.
|
В случае совместной |
фазо-частотной модуляции фаза |
|
||
|
|
|
t |
|
|
|
?п (t) = |
f (иф) + |
J «о (U4) dt + 9', |
[7.3] |
|
|
|
|
6 |
|
|
где |
<рг— случайная начальная фаза; |
|
|
||
|
и ф, U4— модулирующие напряжения |
по фазе и частоте; |
|
||
f (иф),ш (U4) — фаза и частота в |
функции |
от модулирующих |
на |
||
|
пряжений. |
|
|
|
|
При работе на линейных участках модуляционных характери стик запись х(/) для независимых модуляций упрощается:
х (t) = Ап (t) cos мо t + кф и ф (t) + кч J" U4 (t) dt , |
(7.4) |
о |
|
где кф, кч — коэффициенты пропорциональности.
Выбор оптимальных видов и параметров модулирующих про цессов определяется условиями создания наибольшего маскирую щего эффекта.
В теории информации мерой маскирующих свойств шума яв ляется величина его энтропии, определяющей степень неопределен ности или хаотичности, вносимой шумами в каналы передачи ин формации. При заданной плотности мощности помехового процесса наибольшими маскирующими свойствами обладает «белый» шум (внутренний шум радиотехнических устройств) с нормальной мно гомерной функцией распределения вероятностей.
Для получения помеховых процессов с энтропией, максимально приближающейся к энтропии белого нормального шума, необхо димо выполнение, по крайней мере, следующих двух условий:
—выборки помехового процесса, следующие через интервал, равный постоянной времени фильтра приемника, должны быть не зависимыми;
—энтропия каждой из выборок должна быть максимально большой.
Энтропия Н выборочного значения случайной величины х одно значно определяется одномерной плотностью распределения ве роятностей р(х):
00 |
|
|
Н — — [ р (х) In р (х) dx. |
[7.5] |
|
Можно показать, что при заданной |
мощности |
Рп амплитудно- |
модулированной помехи x(t)= A n(t) |
cos (иД + ср') наибольшая |
|
261
энтропия выборочных значений помехи обеспечивается в случае релеевской плотности вероятностей огибающей
Н = -g- [1п (2яРп) + 1].
Применяемые на практике нормальные модулирующие шумы вызывают снижение энтропии по мере уменьшения эффективного коэффициента модуляции. С другой стороны, рост дисперсии мо дулирующих шумов неизбежно приводит к ограничению амплитуды помехи из-за нелинейности модуляционной характеристики выход ных каскадов передатчиков. Существует оптимальное значение дисперсии модулирующих шумов, обеспечивающее максимальный эффект маскировки. Для передатчиков с ограниченной мощностью максимальную энтропию помехи обеспечивают модулирующие шумы с плотностью распределения вероятности, близкой к равно мерной.
При амплитудной модуляции существует принципиальная труд ность обеспечения первого условия эффективности маскировки (не
зависимость выборок) в связи с наличием |
регулярной составляю |
щей (несущей) процесса мощностью Р0= |
0,5 . Отношение мощ |
ности регулярной составляющей Ро к полной мощности помехи Рп составляет:
— для нормальных слабо ограниченных модулирующих шумов (с вероятностью превышения уровня ограничения менее 5%) око ло 80%;
—для равномерно распределенных модулирующих шумов око ло 75%.
Наличие высокого уровня регулярной составляющей представ ляет собой один из основных недостатков амплитудно-модулиро- ванной помехи. Снижение уровня несущей достигается:
—компенсацией несущей путем применения балансных моду ляторов;
—сочетанием амплитудной модуляции с угловой (фазовой или частотной).
При малой глубине амплитудной модуляции спектр помехи
F„ (ы>) == 2тс Р0§ (со — ш0) + — Рш FM(о)0— ш)
где FM(о)0— ш) — нормированный спектр модулирующих шумов; Рш — мощность шумовой составляющей помехи;
8 (со — м0) — дельта-функция; Р0— мощность регулярной составляющей (на несу
щей частоте).
Спектр помехи симметричен относительно несущей частоты. По лоса помехи равняется удвоенной ширине спектра модулирующих шумов. При увеличении глубины модуляции, когда наступают эф
262
фекты ограничения и перемодуляции, спектр помехи слегка рас ширяется за счет появления комбинационных составляющих. Итак, спектр амплитудно-модулированных шумов целиком определяется спектром модулирующих шумов.
Первоначально амплитудно-модулированные помехи формиро вались на магнетронах и триодах. Появление широкополосных электровакуумных приборов типа ЛОВ и ЛБВ позволило созда вать помеху с угловой модуляцией, спектр которой значительно превышает по ширине спектр модулирующих шумов.
Общее выражение корреляционной функции стационарной по
мехи с угловой модуляцией имеет вид |
|
В (т) = Рп Е [cos А<р (т)] cos coq-c, |
[7.6] |
где А<р(т) = срП(t + т) — срп( t) — разность фаз, отстоящих на |
интер |
вал т, и характеризующаяся дисперсией |
|
Е(х) — математическое ожидание величины х.
Для фазо-модулированной помехи в случае нормальных моду
лирующих шумов нетрудно получить |
|
||
|
В (т) = Рп ехр ( — ~ afj COS О)0т, |
17.7] |
|
|
а! = |
а Ф t 1 — Кф ( х ) Ь |
[7.8] |
где |
аф --дисперсия фазы помехи; |
про- |
|
|
К Ф ( х ) - - коэффициент |
автокорреляции модулирующего |
|
|
цесса. |
|
|
Из формул [7.7] и [7.8] следует, что фазо-модулированная поме ха содержит регулярную составляющую на несущей частоте соо
мощностью Рпехр |
Офкот ора я монотонно снижается с ро |
стом <j2. При о ф > 2 |
ее мощность не превышет 1 5 % от полной мощ |
ности помехи.
Другой крайний случай — фазовая модуляция помехи идеально ограниченными шумами. При уровне ограничения <ро мощность ре гулярной составляющей
4 " р п(1 + cos2cp0)
обращается в нуль при <р0— .
В случае периодической фазовой модуляции синусоидальным колебанием с индексом модуляции (3 помеховый сигнал расклады вается в ряд по функциям Бесселя m-го порядка Jm(P)
оо
x(t) = A„(t) 2 Jm(P)cos(u>0t + m 2 t + 9'),
—оо
где р — отношение максимальной девиации частоты к частоте мо дуляции Q.
263
