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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 94

Скачиваний: 0

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

107

OL.

Vtr

Ro_

( 6 .1 4 )

 

V

 

 

 

Таким образом, влияние поперечной скорости цели

R 0 прояв­

ляется в том, что ее изображение испытывает продольное отклоне­

ние на угол оi N , пропорциональный отношению скорости цели к собственной скорости РЛС (R^ V ) , причем форма выходного сигна­

ла практически не изменяется, а

его амплитуда согласно (6 .6 )

несколько уменьшается. При этом

удаляющаяся цель ( R > 0 )

вос­

производится с отставанием,

а приближающаяся 0?о< 0) с

опереже­

нием.

 

 

 

Будем считать предельно

допустимым смещение изображения

на половину разрешаемого при оптимальной обработке интервала

X = V tM=aLA/ 2 . Тогда допустимая

скорость цели

согласно

фор­

муле (6 .1 3 ) равна

 

 

 

 

 

 

[ о доп = V

1R,

 

 

(6 .1 5 )

 

 

 

 

 

 

Отношение dA/ZRD

обычно

очень

мало.

Поэтому даже

сравнительно медленно движущиеся цели дают

смещающееся

изображение. Что касается спадания амплитуды

сигнала

при

расстройке, то им практически можно пренебречь,

так

кэк

согласно ( 6 .6 ) она убывает

приблизительно

по закону

изменения

исходной, широкой диаграммы направленности при отклонении от направления максимума.

Расстройка по частоте

может образоваться также при случай­

ном отклонении максимума

диаграммы направленности

на угол ДоI

от перпендикуляра к линии пути

 

F

- -

(6 .1 6 )

Тогда согласно формуле (6 .1 3 ) максимум сигнала на выходе'согла­ сованного фильтра вследствие расстройки будет испытывать запаз­ дывание (опережение)

*м = - ^ А о 1 -

(6 .1 7 )

Однако по сравнению со строго перпендикулярным пути расположе­ нием диаграммы сам принимаемый сигнал поступает с опережением

(отставанием)

Ro До! .

(6 .1 8 )

t о

V

 

108

В результате положение отметок неподвижных наземных целей оказывается независимым от эволюций носителя РЛС относительно

центра м асс. Поэтому радиолокационное изображение когерентных РЛС бокового обзора автоматически стабилизируется и не требует привязки. Однако амплитуда выходного сигнала при разворотах диаграммы направленности в соответствии с формулой (6 .6 ) убы­

вает.

Спадание амплитуды сигнала при неучтенном развороте диа­

граммы направленности становится ощутимым, когда она повернется на заметную часть своей ширины или, что то же самое, когда сме­

щение допплеровского спектра (6 .1 6 ) составит

заметную долю его

ширины Д f ,

= 9\Т

•

Спектры полностью разделяются при поворо-

те на угол

|До1|гр=

8

, когда \F\zp - Afd ,

 

Аналогичный эффект достигается при наличии поперечной ско­

рости цели

/?0 . Разрешаемый интервал поперечных скоростей

 

 

 

ARo

= 0

(6 .1 9 )

 

 

 

V

 

 

 

 

 

соответствует смещению на полную ширину допплеровского спектра.

Полученная выше формула (6 .1 2 ) с точностью до постоянного

множителя описывает двумерную диаграмму неопределенности. Пред­ ставление диаграммы неопределенности в виде произведения двух функций, одна из которых определяет амплитуду, а вторая форму основного лепестка выходного сигнала согласованного фильтра при расстройке, существенно упрощает анализ поведения системы при зондирующем сигнале в виде периодической последовательно­ сти импульсов. Периодический характер сигнала приводит к появ­ лению дополнительных главных лепестков, аналогичных по форме

основному, в те моменты времени, когда линейно нарастающая с расстройкой разность фаз между суммируемыми сигналами окажется равной целому числу 2 5t .

Диаграмма неопределенности (огибающая импульсных сигналов

после оптимальной фильтрации) при небольших расстройках

п ред -’

ставляет периодическую последовательность сигналов вида

( 6 . I I ) ,

т . е .

 

y23lf lt-t -кТ„)

К М § ) е

d f

(6 . 20)

109

помноженную на амплитудный множитель а Вп , где

к = 0 ,± 7 ,± 2 ,...~

номер основного лепестка;

 

т _ - к к о

 

1 м ~ £1/г тп

(6 .2 1 )

- период следования дополнительных основных лепестков, опреде­

ляемый из условия повторного наступления синфазности когерент­ но суммируемых импульсных сигналов, следующих с периодом Тп .

Р и с.6 . 1 . Выходной сигнал синтезированной антенной решетки:

а -

огибающая максимумов,

соответствующая выходному сигналу

при

непрерывном излучении;

б - пики, обусловленные импульсным

характером излучения; в -

результирующий сигнал импульсных РЛС

 

при отсутствии и наличии (пунктир) расстройки

по

 

 

частоте

 

 

,На р и с.6 .1 представлены амплитудный множитель

а вм , после­

довательность основных лепестков вида (6 .2 0 ) и диаграмма неопре-

 

ав = а вп а е

 

п о

 

деленности

для

некоторой конкретной

ситуации,

когда при

отсутствии расстройки по частоте ( t M=

0 , сплошная

кривая) первые дополнительные

лепестки совпадают с

первыми ну­

лями амплитудного множителя а $ п (указано стрелками). При нали­

чии расстройки по частоте (пунктир) максимум основного лепест­

ка

М уменьшается и появляется первый дополнительный лепесток

с

интенсивностью т ,

который образует повторную отметку-цели

на удалении Xn=VTMот

первой.

 

При отсутствии расстройки однозначность отсчета обеспечи­

вается при условии, что положение первых дополнительных лепест­

ков Х м - v r„

совпадает

с положением нулей

X 0 - V 6 0

амплитуд­

ного множителя

а вп .

Из условия Х м = Х 0 находим минимальный

размер антенны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(6. 22)

при котором обеспечивается однозначность, так

v

-

— •

как л 0~

При расстройке

основной

лепесток смещается

на

величину

t M и

может занимать между первыми нулями функции

а вм любое

поло­

жение о т \t„\MU = 0 до |i„\„aK? t g В предельном

случае(|t„ |= * J

дополнительный лепесток

отсутствует при условии TM= 2 t 0, от­

куда находим наибольший размер антенны, обеспечивающий одно­ значную индикацию цели,

Рис.6 .2 . Соотношения между раскрывом антенны и периодом посылок:

а - огибающая максимумов; б - минимальный раскрыв антенны, обес­ печивающий однозначность при отсутствии расстройки; в - максимальный раскрыв антенны, обеспечивающий однозначность при

любой расстройке

 

 

I l l

 

 

 

 

 

 

а А макс = 4 V r n .

 

(6 .2 3 )

Оба предельных случая -

нулевая

и максимальная расстройки -

представлены на р и с.6 . 2 .

Объединяя

требования

(6 .2 2 ) и

( 6 .2 3 ) ,

находим размер антенны

 

 

 

 

 

 

 

 

ZVT„* d A<

W f n ,

 

(6 .2 4 )

удовлетворяющий условию

однозначности.

 

 

 

 

Требование (6 .2 3 ) сильно

завышено,

так как

исходит

из

до­

пустимого спадания амплитуды сигнала в

основном лепестке

до

нуля. Надежная индикация цели обеспечивается при условии, что

амплитуда не спадает ниже заданного уровня; для определенности будем считать допустимым уменьшение амплитуды сигнала при рас­

стройке

в два

р аза . Тогда необходимо ввести

ограничение на ве­

личину

расстройки

 

 

 

п доп

(6 .2 5 )

 

 

 

откуда* получим

Тп = 1,510 или

 

 

 

d A * 3 V T n .

(6 .2 6 )

Расстройка обычно вызывается поворотом диаграммы направ­ ленности относительно нормали к линии пути на угол А < & = ^ А ,

поэтому ограничение (6 .2 5 ) 'эквивалентно введению допустимого угла поворота

А й м а к е - Y ’

(6 .2 7 )

где 0 - ширина диаграммы направленности на уровне половинной мощности.

Условие (6 .2 6 ) обеспечивает однозначное и несмещенное вос­ произведение отметки неподвижной цели в когерентно-импульсных РЛС бокового обзора при поворотах диаграммы направленности,

если последние не превосходят величины ( 6 .2 7 ) .

Более точно условие однозначности воспроизведения при за­ данной форме диаграммы направленности определяется через до­ пустимое превышение амплитуды сигнала основной отметки над до­ полнительной

Смотрите также файлы