Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
L-13Optim-obrabotka.docx
Скачиваний:
59
Добавлен:
23.11.2019
Размер:
319.96 Кб
Скачать

2. Согласованные фильтры для когерентных пачек радиоимпульсов

Когерентные пачки импульсов представляют последовательности однотипных радиоимпульсов, жестко связанных по фазе

где М - количество импульсов в пачке;

φk(t) - известные законы изменения фазы;

β - постоянная начальная фаза (примем β=0).

Р ассмотрим пачку простых прямоугольных радиоимпульсов (рис. 7) и воспользуемся методом синтеза по импульсной характеристике.

П олагаем, что импульсы в пачке следуют с периодом Т. Аналогичную пачку представляет собой и импульсная характеристика фильтра (она зеркальна x(t) (рис. 8)). Ее можно получить, если к выходу согласованного фильтра одиночного радиоимпульса (СФОИ) подключить линию задержки с М отводами и сумматором (рис. 9).

При подаче сигнала x(t) на СФ на выходе получают ромбическую пачку ромбических радиоимпульсов.

Результат фильтрации прямоугольной пачки из M=3 радиоимпульсов представлен на рисунке (рис. 10).

При воздействии на вход СФ ожидаемого сигнала каждый из прямоугольных импульсов в отдельности согласованно обрабатывается в СФОИ. Линия задержки с отводами выполняет роль когерентного накопителя отдель-

ных импульсов пачки. Импульсы сигнала накапливаются в фазе, а практически некоррелированные компоненты шума суммируются по мощности (дисперсии). Поэтому напряжение сигнала на выходе схемы возрастает в М раз, его мощность в М2 раз, а мощность помехи только в М раз. Отношение сигнал/шум по мощности увеличится в М раз и составит:

где Эи - энергия одиночного импульса.

Аналогичный вывод можно сделать с позиции наложения не временных элементов сигнала (импульсов), а частотных (его гармонических составляющих). Для этого рассмотрим АЧХ СФ. Его частотная характеристика kсогл(f)=kСФОИ(f).kн(f), где kСФОИ(f)=cq*(f).e-j2πft0 - частотная характеристика СФОИ, а kн(f) - частотная характеристика накопителя.

Для прямоугольных радиоимпульсов нормированный АЧС имеет вид

Для расчета kн(f) воспользуемся общим определением частотной характеристики при

Выходной сигнал накопителя W(t) представляет собой сумму гармонических составляющих, сдвинутых друг относительно друга на период Т, т.е.

Сомножитель в скобках представляет собой сумму членов геометрической прогрессии со знаменателем

При этом получим . Тогда

С оответственно АЧХ накопителя равна Перемножая АЧХ накопителя и СФОИ, можно найти АЧХ СФ, представленную на рис. 11.

Анализ рисунка показывает, что АЧХ СФ имеет гребенчатую структуру и соответствует АЧС рассматриваемого сигнала. В полосе частот импульсов Пи=1/τи она содержит ряд гребней на частотах f0±k/T шириной 1/МТ. Гребенчатую частотную характеристику даёт накопитель kн(f). Такая структура фильтра позволяет подавить шум вне спектра сигнала и лучшие выделить сам сигнал. Поскольку kСФОИ(f).kн(f)=kн(f).kСФОИ(f), то элементы СФ (СФОИ и накопитель) можно менять местами.

Если когерентная пачка радиоимпульсов промодулирована колокольной или другой огибающей, то структурная схема ее СФ отличается от структурной схемы СФ прямоугольной пачки наличием на каждом выходе линии задержки определенного весового элемента (рис. 12).

Техническая реализация высокочастотных линий задержки на время, равное длительности пачки, затруднена. Необходимо обеспечить синфазное сложение колебаний. Основная сложность заключается в обеспечении стабильности задержки Δτз<<Т0=1/f0, полосы ΔF=2/τи и времени задержки τз=(М-1)Т. Например, если Т=1 мс, М=20 и τи=1мкс, то τз=0,019 с, число отводов - 18, полоса 2 МГц, а нестабильность при f0=20 МГц, Δτз≤ 5 нс. Поэтому на практике в качестве накопителя применяют рециркуляторы с положительной обратной связью, содержащей линию задержки с τз = Т и передаточное звено с коэффициентом передачи γ (рис.13).

Для исключения самовозбуждения схемы коэффициент усиления в цепи обратной связи γ выбирается меньше 1.

Таким образом, СФ когерентных пачек радиоимпульсов, как и СФ одиночных радиоимпульсов могут быть синтезированы по импульсной или частотной характеристикам. Основной отличительной особенностью СФ пачек радиоимпульсов является наличие в их составе когерентного накопления импульсов пачки.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]