книги / Обнаружение, распознавание и пеленгация объектов в ближней локации
..pdfтельная ширина полосы энергетического спектра на выходе смеси теля, информация о которой содержится в огибающей корреляци онной функции, фазой ф0 = 2©0т0 также можно пренебречь. Тогда
С*(гг0) = — cos ШдТ\ ехр |
+ ехр(-Асо^То)х |
- Л“ И |
|+ ^ |
хехр |
|
|
2 |
|
|
г |
А 2 |
\ |
|
|
|
ТГ+— ТХг + 2ехр(-ACO^TQ)ехр |
|
- Д с о г — = - т т 0 |
|||||
11 |
°>о |
J |
СОп |
|
|
|
|
Ы0 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(7.5) |
Используя формулу (7.5), определим спектр доплеровского |
|||||||||
сигнала |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S„(сох0) = - |
f В* (тт0) cos ©т</т = |
|
|
(м-сод)2 |
|
||||
|
J ехр |
|
|
|
|||||
м |
|
' |
|
4Дсо« 1 |
4Дсо,2 |
|
|||
1+ ехр(-Дсо^'Со) |
|
((0-С 0д)т0©д |
(й-СОд |
. (со-сод )т0сод |
|||||
cos------- ------ —+—,— |
- |
sin- |
|
- |
M |
||||
|
|
|
2©n |
2л/2яД©, |
|
|
2©л |
|
|
|
|
|
|
© г -Д©.т, |
|
|
|
||
+-у=ехр(-Дсо^о) |
©о |
Vo |
|
|
(7.6) |
||||
|
|
|
л2 |
||||||
\ 2 |
|
( © -© |
|
||||||
|
|
|
<0д л |
+ 4 |
|
|
|||
|
|
|
—=-Д©,т, |
|
д |
|
|||
|
|
|
V,®0 |
Vo |
|
2Дю^ |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Относительная ширина полосы энергетического спектра допле-
Д © д
ровского сигнала, определяемая как а = — — (где Д©л — эффек-
© д
тивная ширина полосы спектра доплеровского сигнала), может быть получена из выражения (7.6)
1 сД(0) |
J 5Д (©)</©. |
(7.7) |
|
||
“ д 5 Дшах |
'Д^Дшах в)т.„ |
|
Результаты расчета зависимости относительной ширины полосы энергетического спектра а от девиации частоты шумовой ЧМ Д
и времени задержки то (рис. 7.3) для диапазона доплеровских час-
ДД=2,0МГцК5 КО |
0,5 |
0,4 |
°,3 |
0,25 |
|
а г |
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,0
0,5
А
О 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 т0, мкс
Рис. 7.3. Зависимость относительной ширины полосы энергетического спектра а от времени задержки сигнала т0 при различной девиации час
тоты шумовой ЧМ Д/
тот Д/д = 5... 100 кГц показывают резкое увеличение значений
относительной ширины полосы а при постоянной девиации шу мовой ЧМ А / и изменении дальности до ретранслятора /?0>начи
ная со значений Д /т0 = 0,44...0,5. Следовательно, существует
возможность формирования ФС, обеспечивающей селекцию поме хи по относительной ширине полосы энергетического спектра.
Применение регрессионного или нейросетевого трактов (см. гл. 4 и гл. 5), обрабатывающих интервалы между нулями допле ровских реализаций, для распознавания доплеровских сигналов по относительной ширине полосы энергетического спектра входной реализации позволяет обнаруживать узкополосный доплеровский
шений сигнап/помеха в полосе Доплера, равных единице. Регрес сионные и нейросетевые системы обеспечивают инвариантность рабочих характеристик к средней частоте энергетического спектра и дисперсии процессов на входе, не требуют времени на адапта цию (на слежение за задержкой сигнала), позволяют сократить время на обработку и обрабатывать нестационарные случайные
выражающимся в пространственной периодичности функции се лекции (ФС) по дальности. Периодичность ФС приводит к тому, что помехи с расстояний, превышающих рабочую дальность АИС, снижают отношение сигнал/шум на входе тракта принятия реше ния и могут вызывать ложные срабатывания АИС.
В импульсных радиолокационных системах широко применя ются внутриимпульсная фазово-кодовая модуляция (ФКМ), опти мальная фильтрация и сжатие принимаемого импульса от цели. Для получения ФКМ используются различные коды, например код Баркера, М-последовательности и другие, которые характеризуют ся тем, что их корреляционная функция имеет единственный мак симум на периоде модуляции. Однако все применяемые коды яв ляются периодическими (псевдослучайными) последовательно стями, что приводит к неоднозначным функциям селекции. В АИС, предназначенных для работы по малоконтрастным целям, следует сокращать длительность зондирующих импульсов. Кроме того, часто требуется обеспечивать минимальную инерционность тракта принятия решений. В этих условиях применение ФКМ за труднено.
Исключить периодичность ФС в пространстве и обеспечить ее резкую отсечку за пределами рабочей дальности можно за счет применения в когерентно-импульсных АИС шумовой частотной модуляции несущей и селекции доплеровского сигнала по относи тельной ширине полосы энергетического спектра.
Для обоснования предлагаемого способа построения АИС представим излучаемый сигнал С/и (/) в виде последовательности прямоугольных радиоимпульсов с амплитудой U, периодом Тп,
длительностью ти, частотой заполнения соо и шумовой частотной модуляцией с девиацией частоты Дсо^. Тогда
и и(1) = и у ° >°‘ " £ u0(t-nTn)eJ^ ‘, |
(7.8) |
Л=~оО
где и0(/) — единичный прямоугольный видеоимпульс длительно стью ти.
При отражении от точечного объекта общую аналитическую зависимость сигнала на выходе смесителя можно представить а виде
/1=оо |
(7.9) |
и шг (0 = и л cos[cofl/ + Дф(/)] £ и2[Г - (« + к)Тп], |
Л = -О 0
где Дф(0 — случайная фаза, определяющая расширение спектра
доплеровского сигнала.
Детерминированная периодическая последовательность пря моугольных импульсов с периодом Т„, длительностью ти, некор
релированными амплитудами |
и |
нулевым |
средним |
£/„(/) = |
||||
|
/1=00 |
|
|
|
|
|
|
|
= |
м2[/-(л + ^)Гп] |
имеет |
двухсторонний |
энергетический |
||||
|
/7=—00 |
|
|
|
|
|
|
|
спектр [14] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9-2 |
. |
2 ( СОТи |
|
г=00 |
|
|
|
|
/Х и Sin |
---- - |
- |
/ |
2я |
|
||
|
$ ,( « ) = |
|
I 2 |
J 2TTи22 £ 5 |
|
(7.10) |
||
|
|
СО------- Г I, |
||||||
|
|
|
|
|
г=—оо |
V |
Г» |
|
где ти — длительность импульса; Гп — период повторения; и2 — математическое ожидание амплитуды импульса; 6(оо) — дельта функция.
1=00
При модуляции импульсной последовательности «„(/) = ^ |
м,(0 |
/=-00 |
|
случайным процессом |
|
1/д (0 = ^ д cos[cofll + Дф(/)] |
(7.11) |
энергетический спектр результирующего сигнала Z(t) = U^(t)Un(t)
будет
й ( ® ) = ; г K (v )S i(® -v > /v , |
(7.12) |
-00 |
|
где 5’ (со) определяется из выражения (7.6).
Тогда на основании фильтрующего свойства дельта-функции получим
где u0(t) — единичный прямоугольный видеоимпульс длительно стью то; <р„ — случайная фаза, принимающая в каждом периоде излучения одно из двух равновероятных некоррелированных зна чений (pi = 0, фг = л; причем М[<р,(р*] = 0 при / * к;
Ur(t) =Urej^ £ и0г((-пТп)е * \ |
(7.15) |
Л=-«О |
|
где м0г(О — единичный прямоугольный видеоимпульс, форми
рующий строб длительностью т ^ = 2/?тах /с, 7 ^ — максималь
ная дальность до объекта, причем т0 < < Гп.
Сигнал, отраженный от точечного объекта или элемента цели, находящегося внутри первого дистанционного строба на дально сти, не превышающей R\ < 7?max, при его относительном движении
представим в виде |
|
С/с(/) = С/сеу(в>0±а,д') £ u0(t-nT„ - т з1И » , |
(7.16) |
Л=-00 |
|
где Uc — амплитуда отраженного сигнала; сод — доплеровская частота; -сз1 — время задержки отраженного сигнала, тз1 = 27?, /с
Так как значения случайной фазы ср„ зондирующего и отра женного от точечного объекта сигналов при нахождении его внут ри первого дистанционного строба совпадают, то сигнал на выходе смесителя равен
<4*1(0 = 0 )0 ’, (0 =С/сУге1/"д' |
£ и0г(1-пТ„ -т „ ). |
(7.17) |
|
Обозначив U{=UcUr и |
ur0(t- nT„)u0(t- пТп - т з1) = «,(г-иГп), |
||
перепишем (7.17) в виде |
|
|
|
= |
" f |
Щ(1-пТ„). |
(7.18) |
При отражении от точечного объекта, находящегося в произ вольном /-м дистанционном стробе / = п + к , к = 1,2, ..., оо, сиг нал на выходе смесителя можно представить в виде 302