2.6.2.3. Нормирование уровня длинных импульсных помех с помощью схемы рос

Схема РОС (расширяющий фильтр — ограничитель — сжимающий фильтр) работает по принципу: расширение сигнала Р - ограничение О- сжатие сигнала С и представляет собой последовательное соединение двух дисперсионных линий задержки ДЛЗ с сопряженными (т. е. различающимися знаками) фазо-частотными характеристиками и ограничителем между ними (рис. 2.154). Полосы пропускания ДЛЗ F₁ выбираются равными ширине спектра полезного сигнала (на уровне 2/): F₁= П=1/₁, а длительность Т_p импульсной характеристики значительно больше длительности сигнала, т. е.

Т_p» ₁.

Сигнал, действуя на первую ДЛЗ, расширяется по длительности до Т_p и приобретает ЛЧМ с девиацией F= П. Он становится сложным, ибо произведение его ширины спектра на длительность

D_p=П Т_p = Т_p /₁»1,

где D_p — коэффициент растяжения сигнала в ДЛЗ. После прохождения ограничителя он, будучи сложным, сжимается во второй ДЛЗ до прежней длительности 1/F = ₁), а его амплитуда увеличивается в раза по сравнению с амплитудой на выходе ограничителя, которая совпадает с амплитудой окружающего шума. Поэтому отношение сигнал-шум.

Прохождение помехи через рассматриваемую систему существенно зависит от ее длительности _п1. Ее спектр на уровне 2/ имеет ширину П₁=1/_п1 (см.рис. 2.155,а). Так как полоса пропускания ДЛЗ составляет лишь F₁=1/₁, то ширина П₂ спектра короткой помехи на ее выходе ограничивается этой величиной (см. рис. 2.155,6):

П₂=F₁= 1/₁, При _п1<₁, П₂= 1/_п1 При _п1 ₁

При _п1₁ весь спектр помехи (на уровне 2/) попадает в полосу пропускания ДЛЗ, которая вследствие своей дисперсионности задерживает различные гармонические составляющие на разное время, определяемое дисперсионной характеристикой этой ДЛЗ. Время задержки наиболее сильно различается на крайних (максимальной и минимальной) частотах спектра помехи. Разность этих временных задержек определяет длительность импульса помехи _п2 на выходе, которая, как это следует из подобия треугольников abc и deg на дисперсионной характеристике ДЛЗ (рис. 2.156), составляет

_п2 = Т_p П2/F₁ = Т_p ₁/_п1

и уменьшается с увеличением _п1 (рис. 2.15 5,в). Последние физически объясняется сужением спектра помехи. Но длительность импульса на выходе

растягивающего фильтра не может быть меньше длительности импульса на

входе:

Минимальную величину определим из условия из которого следует

При действии более длительной помехи последняя не меняет своей длительности.

Рис. 2.155. Зависимости параметров помехи от ее длительности в схеме РОС

Итак, величина Тm является минимально возможной длительностью импульсной помехи на выходе ДЛЗ. Кроме того, она представляет собой длительность основного переходного процесса на выходе ДЛЗ (т. е. оптимального фильтра для ЛЧМ сигнала с длительностью Тр и девиацией частоты ар]), вызванного действием достаточно длинной немодулированной настроенной импульсной помехи.

Итак, величина Тщ является минимально возможной длительностью импульсной помехи на выходе ДЛЗ. Кроме того, она представляет собой длительность основного переходного процесса на выходе ДЛЗ (т. е. оптимального фильтра для ЛЧМ сигнала с длительностью Тр и девиацией частоты ар]), вызванного действием достаточно длинной немодулированной настроенной импульсной помехи.

Из предыдущего следует, что коэффициент сложности D2 помехи на выходе первой ДЛЗ, т. е. произведение ее ширины спектра П2 на длительность , зависит от длительности помехи следующим образом (рис. 2.15 5,г):

Поэтому после прохождения ограничителя, который сделает равными

т < т уровни помехи и шума, помеха во второй ДЛЗ при сожмется по длительности в D2 раз, увеличится по амплитуде в раз и при этом в раз превысит среднеквадратическое значение шума. При иной длительности помеха пройдет через ДЛЗ, не меняя амплитуды и длительности. Таким образом, отношение помеха-шум на выходе составляет (рис. 2.155, д).

Следовательно, помехи, длительность которых превосходит нормируются рассматриваемой схемой к уровню шума. Физически это объясняется тем, что столь длительные помехи, обладая сравнительно узким спектром, проходят через обе ДЛЗ, не подвергаясь растяжению и сжатию. Поэтому после ограничения они становятся на уровне шума. Таким образом, схема РОС осуществляет селекцию импульсных помех по ширине спектра.

Итак, если схема ШОУ нормирует уровень коротких импульсных помех, то схема РОС — уровень длинных импульсных помех. Возникает естественное стремление совместить достоинства обеих схем в единой системе обработки. Эта возможность и рассматривается ниже.