Файл: Губин, В. А. Пространственно-временная обработка радиолокационных сигналов (конспект лекций).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 92

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

98

вероятность

обнаружения фона

=

0 ,5

при

Гш =

10

s ( q

=

10

д б ). Решив уравнение (5 .6 3 ) относительно

импульсной мощности

передатчика,

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_ *C kT 3J,S

.

Н ( R макс ~

мин')

sin

У макс

 

 

 

 

~ 0,9 б ^ Л 1q ^ d z

Д й г sin j

sec

j-

 

 

(5 .6 5 )

гд е

S = S -

-

коэффициент суммарных

энергетических

потерь

с

учетом энергетического

проигрыша

Sp .

 

 

 

 

 

 

Требования к мощности передатчика возрастают

с

увеличением

высоты носителя, полосы обзора и с улучшением разрешающей спо­

собности. Если предположить,

что разрешающая способность вдоль

и поперек линии пути равна

ДХ=ДЙ

, то мощность передатчи­

ка возрастает пропорционально ДХ4 (ДХ2

за счет уменьшения

разрешаемой площадки и ДХ

за счет

уменьшения горизонтально­

го размера антенны и увеличения полосы пропускания приемника).

Стремление улучшить1разрешающую способность РСА при ограни­

ченных возможностях увеличения энергетического потенциала од­ ного канала, по-видимому, приведет к созданию Многоканальных

РСА с парциальной в вертикальной плоскости диаграммой.

Перейдем к рассмотрению характеристик обнаружения целей,

предполагая, что мощность сигналов фона намного превышает мощ­ ность шумов приемного тракта РСА.

РСА принимает отраженные сигналы от объектов, имеющих в

большинстве случаев весьма сложную структуру и габариты, зна­

чительно превышающие длину волны. При этом сигналы

образуются

в результате суммирования большого числа колебаний,

отраженных

отдельными элементами цели, и в силу центральной предельной

теоремы теории вероятности мгновенные значения отраженного

сигнала распределены по нормальному закону. Поэтому вопрос о наблюдаемости целей также сводится к задаче обнаружения в шу­ мах сигнала со случайной амплитудой, распределенной по закону

Редея,

и фазой, равномерно распределенной в

интервале

0 + Ы ,

т . е .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ = е х р ( т ^ )

 

(5 .6 6 )

где

Гд,

-

вероятность ложной тревоги ;

 

 

q =

= * - -

отношение мощности сигнала к мощности фона

на выхо-

 

Н<Р

де

системы обработки.

 

 

 

В первом

приближении отношение мощности

сигнала к

мощности


фона на выходе системы обработав РСА соответствует коэффициен­ ту радиолокационной контрастности цейи

 

 

б$ Д Х Д R

9

(5 .6 7 )

 

 

 

гд е 6 Ц

-

эффективная поверхность рассеяния цели;

 

-

эффективная поверхность рассеяния фона на разрешае­

 

 

мой РСА площадке;

 

 

6 $

-

удельная эффективная поверхность рассеяния фона.

С учетом формулы (5 Л 6 ) отношение

сигнал/фон по мощности

будет равно

 

 

 

 

 

 

 

(5 .6 8 )

Следовательно, вероятность обнаружения цели зависит от ошибки фокусирования

(5 .6 9 )

Заметим, что повышение разрешающей способности по азимуту за счет укорочения длины волны ведет не к улучшению, а к ухуд­

шению контрастности радиолокационных целей, так как эффектив­ ная поверхность рассеяния фона возрастает быстрее, чем умень­ шается разрешаемая РСА площадка. Но можно повысить вероятность

обнаружения целей, сникая высоту носителя, уменьшая ошибку фо­ кусирования или улучшен разрешающую способность по даль­ ности.

Дополнительные возможности улучшения наблюдаемости целей

открываются при переходе от одноразового к многоразовому об­ зору. Так^при кадровом обзоре возможна многократная съемка объ­ екта до и после прохождения его траверса носителем. При этом

наряду с повышением вероятности обнаружения неподвижных целей

можно выделить движущиеся цели по их перемещению за время меж­

ду съемками и использовать стереоэффект для улучшения дешифриг руемости полученного изображения.

Если время разноса последовательных обзоров позволяет пре­

небречь изменением условий наблюдения, а пропуски целей в об­

зорах

события независимые,

то вероятность

обнаружения п раз

из т

обзоров подчиняется

биноминальному

закону



100

 

 

в { п , т )

т \

 

т-п

(5.70)

 

 

=

К О - » , )

 

 

 

 

п 1 (т ~ п )!

 

 

где

D -

вероятность

обнаружения цели за один обзор, одинаковая

для

всех

независимых

обзоров.

 

 

 

Формула значительно упрощается, если требуется определить

вероятность обнаружения сигнала, хотя бы один раз за я") обзоров

Л ( 1 , т ) = 1-(1 - UJ т ,

(5.71)

где ( l - D , ) ™ - вероятность того , что

сигнал не

будет обнару­

жен за т обзоров.

 

 

Отсюда можно определить количество

обзоров,

необходимых

для того , чтобы повысить вероятность обнаружения целей с вели­ чины В 1 до заданной величины В{\,т)’.

_ lg[l-D Q tm)]

(5.72)

i g O - Ц )

 

При сравнительно невысоких значениях вероятности правильного

обнаружения

за один обзор приемлемые значения "накопленной"

вероятности

обнаружения могут

быть получены уже за 2

-

3 об­

зора.

С другой стороны,

очень

малые значения D1

для

полу­

чения

Z?(l,m )>0 ,9 требуют

слишком большого количества

обзоров.


IOI

Г л а в а б

ФУНКЦИЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ КОГЕРЕНТНЫХ РЛС БОКОВОГО ОБЗОРА

 

Потенциальные возмож ности ко гер ен тн о й

РЛС б о к о в о го

обзор а

ха р актер и зу ю тся вр ем ячастотно й

функцией н ео п р ед ел ен н о сти ,

по­

добной функции неоп ределен ности

В у д в о р д а ,

Т ак

к а к

в движущих­

с я

си стем а х сами вр ем ячастотны е

хар актер и сти к и

си гн а л а

з а в и с я т

от

та к и х

п р остр ан ствен н ы х п ар ам етр ов,

к а к

удалени е

цели

от

ли­

нии

пути

и д р у ги х ,св о й ст ва ко гер ен тн ы х

РЛС

б о к о во го

о бзор а

необ­

ходимо

х а р а к т е р и з о в а т ь

многомерной функцией

нео п р едел ен н о сти .

Анализ

функции

неопределенности

п о зво л яет

вы яви ть

в с е основны е

с в о й с т в а данных

РЛС, у с т а н о в и т ь

основны е

зави си м ости и со о тн о ­

ш ения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 6 . 1 .

МНОГОМЕРНАЯ ФУНКЦИЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ

 

Радиолокационная ц ель

при

отражении

с о з д а е т в

п р о стр а н стве

радиолокационное п о л е ,

хар актер и зу ем о е определенным р асп р ед е­

лением

амплитуд

и ф а з ,

причем

изменение

ф аз

по координатам

 

п р о ст р а н ст ва

происходит зн ач и тел ьн о б ы с т р е е ,

чем ам п ли туд.

От­

сю да именно

п р о стр ан ствен н ая

ф аза я в л я е т с я

наиболее информа­

ти вной

хар актер и сти к о й

п о л я ,

со зд а ва е м о го

ц елью . С ко р о сть

из­

м енения фазы вд оль любой координаты может

бы ть перем енной ,

по­

этом у

радиолокационное

поле в

данной

т о ч к е

п р о ст р а н ст ва можно

х а р а к т е р и з о в а т ь

п р о стр ан ствен н о й

ч а с т о т о й ,

а

во всем объеме

п р о ст р а н ст ва

-

сп ек тр ш п р о стр а н ствен н ы х

ч а с т о т .

 

 

При линейном перемещении

ан ал и зато р а

поля о тн о си тел ьн о

 

цели п р остр анственн ы е

фазы и ч а сто ты

п реобразую тся

в обычные,

временные фазы

и ч а сто ты

(р а з в е р т к а п р о с т р а н с т в а ) .

Поэтому

 

потенциальные возмож ности

ко гер ен тн ы х

РЛС

б о к о во го

о бзор а

опре­

деляю тся прежде

в с е г о

шириной сп ек тр а

п р остр ан ствен н ы х ч а с т о т ,