Радиотехнические системы. Часть 1

103

Характеристики разрешения для таких сигналов показаны штриховыми линиями на рисунке 3.3. Как и в случае детерминированных сигналов, здесь принято F 10 4 . Надёжность разрешения сигналов со случайными параметрами существенно уступает надёжности разрешения детерминированных сигналов. Следует отметить, что для случая разрешения по времени коэффициент взаимной корреляции 12 высокочастотных сигналов представляет ос-

циллирующую функцию, спадающую до нуля за четверть периода высококачественных колебаний. Коэффициент 12 для огибающих сигналов спадёт до

нуля за время длительности сигнала, т.е. разрешение заметно хуже, однако, на практике реализовать разрешение сигналов по схеме на рисунке 3.4 оказывается проще, чем для случая полностью известных радиосигналов.

3.2Оценка разрешающей способности

Рассмотрим упрощенный метод оценки разрешающей способности, позволяющий сравнивать между собой сигналы различного вида с точки зрения их разрешения. Применительно к системам извлечения информации используют понятия разрешающей способности по дальности, по скорости, по угловым координатам целей. Информация об этих параметрах цели содержится соответственно в задержке сигнал, в доплеровском сдвиге частоты

, в направлении прихода радиоволн . В качестве меры различимости

есть нормированная АКФ сигнала. В соответствии с выражением (3.10) мерой разрешающей способности сигналов по времени служит АКФ сигнала. Для

обеспечения различимости по времени необходимо выбирать такие сигналы, у которых АКФ приближается к нулю всюду за исключением окрестности 0 .

Как было показано в п. 2.2.5, напряжение на выходе согласованного фильтра при отсутствии шума имеет форму АКФ сигнала. В обнаружителях сигналов со случайными параметрами на выходе цепи, состоящей из согласованного фильтра и детектора огибающей, формируется напряжение, которое по форме повторяет АКФ комплексной огибающей ожидаемого сигнала. Таким образом, различимость сигналов определяется свойствами АКФ, в част-

106

радиосигналов, применяемых в системах извлечения информации.

Пусть одиночный радиоимпульс имеет прямоугольную огибающую (2.43) с единичной амплитудой

Воспользуемся выражением (3.14) и подставим в него значение S 0 t из

формулы (3.16), в результате получим следующее соотношение для нормированной функции неопределенности:

На рисунке 3.5 изображены сечения тела неопределенности (3.18) и (3.19) и диаграмма неопределенности, характеризующая области сильной

приводит к вытягиванию эллипса неопределенности вдоль оси , т.е. к улучшению разрешающей способности сигналов по времени, и наоборот, удлинение импульса приводит к улучшению разрешающей способности сигналов по частоте.

Рисунок 3.5.

Для прямоугольного радиоимпульса с линейной модуляцией часто-

ты (ЛЧМ) колебаний комплексная огибающая имеет вид

107

совпадает с аналогичным сечением (3.19) для одиночного радиоимпульса, поскольку огибающие сигналов одинаковы.

Рисунок 3.6.

108

Рисунок 3.7.

В соответствии с формулами (3.21) и (3.22) на рисунке 3.6 показаны сечения тела неопределенности. Здесь же изображена диаграмма неопределенности ЛЧМ радиоимпульса. Штриховыми линиями обозначен эллипс неопределенности одиночного прямоугольного радиоимпульса. При одинаковой длительности простого и ЛЧМ радиоимпульсов размеры эллипсов неопределенности по оси 0 одинаковы, что означает одинаковую разрешающую способность таких сигналов по частоте. При разрешении по времени ЛЧМ радиоимпульсов взаимное расположение эллипсов неопределенности показано на рисунке 3.7,а, при разрешении по частоте – на рисунке 3.7,б (время прихода сигналов считается известным). Если время прихода сигналов неизвестно, то при совместном разрешении по и по применение ЛЧМ радиоимпульсов не улучшает разрешения по времени (дальности) и в kсж раз

ухудшает разрешение по частоте (скорости). Коэффициент kсж является коэффициентом сжатия ЛЧМ радиоимпульса на выходе согласованного филь-

Рисунок 3.8.

Пачка прямоугольных радиоимпульсов с прямоугольной огибающей имеет тело неопределенности с несколькими пиками сильной корреляции, что может привести к неоднозначности отсчета дальности и скорости. Диаграмма неопределенности и сечения тела неопределенности Н , 0 и Н 0, для

109

пачки радиоимпульсов показаны на рисунке 3.9. В верхней части диаграммы неопределенности показана АКФ пачки, справа – спектр пачки. Увеличение числа M импульсов в пачке при сохранении периода повторения TП и дли-

тельности импульсов приводит к уменьшению размеров эллипсов неопределенности по оси . Период повторения TП импульсов определяет периодич-

ность областей высокой корреляции на диаграмме неопределенности, что является причиной неоднозначности отсчетов дальности и скорости.

Другие типы сигналов и их диаграммы неопределенности рассматриваются в специальной литературе, посвященной теории сигналов.

Рисунок 3.9.