книги из ГПНТБ / Ицхоки Я.С. Логические схемы устройства первичной обработки радиолокационной информации учебное пособие

чающейся ив формулы (1.151), если в ней пренебречь корреля­ ционными моментами:

наруженные пакеты должны обязательно содержать все N0 = tn

'сигнальных импульсов (имеется в виду «жесткий» критерий об­ наружения). Поэтому дисперсия числа импульсов в обнаружен­

ном пакете, а также дисперсия положения «середины» обнару­ живаемого пакета возможны только за счет ш у м д в ы х им­ пульсов, «пристраиваемых» к обнаруженному пакету.

Из изложенного вытекает также и другой вывод: при рс = 1 среднеквадратичное значение погрешности <зс определяется только влиянием ш у м о в ы х импульсов (все с и г н а л ь н ы е импульсы обязательно находятся в обнаруженном пакете); сле­

в измерение положения «середины» обнаруживаемого пакета. При No^>2m- \ - когда становится возможным расщепление пакетов, с повышением рсi с одной стороны, понижается диспер­

200

сия положения сигнальных импульсов в обнаруженных пакетах; с другой же стороны, вначале (при не очень больших значени­ ях Рс) с повышением Рс возрастает среднее число расщепленных пакетов (см. рис. 1.71), достигающее максимума при рс = 0,8. По этой причине вначале ошибка ас несколько нарастает с уве­ личением Рс и тем значительнее, чем сильнее выполняется нера­ венство N0^>2m-\- 1. При достаточно же больших значениях Рс

[рш — 0,1 и 0,02). Пунктиром изображены графики, построенные по упрощенной формуле (без учета корреляционных моментов).

тем, что в данном случае расщепление пакетов проявляется зна­ чительно слабее, чем при РЛ пакете с огибающей прямоуголь­ ной формы (см. рис. 1.76 и 1.75).

201

Г л а в а II

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ТИПА « к из т » И СХЕМ КОДИРОВАНИЯ

§ 1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СХЕМ

ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ МЕТОДОМ «k из т»

приемника, подвергается одностороннему ограничению «снизу». Одновременно сигналы и шумы, превышающие порог ограниче­ ния К0, нормируются по амплитуде и по длительности (см. рис. 1.6). Таким образом, на выходе такого устройства создают­ ся импульсы с постоянной амплитудой UH и с постоянной дли­ тельностью tH.

Как указывалось в гл. 1, § 1, п. 7 оптимальная длительность нормированного импульса выражается формулой (1.5 е). Однако эта формула справедлива только при условии[2(Д/)]упч < ( Д / ) з у , где (Д/)з у — полоса пропускания запоминающего устройства. В противном случае величина длительности нормализации должна быть выбрана в соответствии с полосой пропускания запоминающего устр ойства.

При применении логических схем, построение которых осно­ вано на использовании диодных схем совпадений или подобных им схем, в х о д н о е пороговое устройство первичной информа­ ции может быть поставлено п о с л е запоминающего устройства и схем логической обработки. В этом случае все сигналы и шумы непосредственно с выхода приемного тракта подаются на вход запоминающего устройства. Однако и при этом механизм работы

203

устройством. Правда, при установке входного порогового уст­ ройства п о с л е запоминающего устройства и логических схем имеются 'большие возможности но подбору порогов по каждому каналу логической обработки, путем подбора определенных ко­ эффициентов усилений каждого канала, что значительно повы­ шает эффективность по обнаружению сигналов схем типа «к из т» и приближает их к эффективностисхем, использующих так называемую «весовую обработку». Более подробно о таких схе­

мах будет сказано ниже.

'Входное пороговое устройство может иметь как постоянный, так и переменный порог, изменяемый под воздействием внешне­ го управления. Это управление может быть программным, авто­

матическим или ручным.

В некоторых схемах первичной обработки входное, пороговое устройство сопрягается с устройством «привязки» шумовых и ■сигнальных импульсов к тактовым импульсам, период следова­ ния которых определяет минимальный интервал .разрешения по дальности (калибровку дальности) и тем самым цену деления младшего разряда двоичного кода дальности. «Привязка» шу­ мовых и сигнальных импульсов к определенным тактовым им­ пульсам позволяет в некоторых случаях значительно снизить требования к быстродействию кодирующих устройств и снижает требования к запоминающим устройствам по их стабильности и точности воспроизведения сигналов. Однако «привязка» сигна­ лов к тактовым импульсам требует применения более широко­ полосных запоминающих устройств и создает некоторые потери в эффективности обнаружения сигнала.

Входное пороговое (нормирующее) устройство может быть выполнено на различных радиотехнических элементах. Такими элементами могут быть различного вида мультивибраторы, бдо­ кинг-генераторы, триггеры с цепью, содержащей линйю задерж­ ки для осуществления обратного опрокидывания, а также раз­ личного рода ограничители совместно с устройствами формиро­ вания импульсов. В настоящее время наиболее широкое приме­ нение находят 'мультивибраторы с катодной связью, а также ди­ одные ограничители с устройствами формирования сигналов (мультивибраторы, блокинг-генераторы и т. д.).

3.Одним из определяющих элементов комплекса аппаратуры

предварительной селекции является з а п о м и н а ю щ е е у с т ­ р о й с т в о . Построение схемы запоминающего устройства во многом зависит от принятой логики обработки сигналов. В за­ дачу схем логической обработки информации входит не только

ни запаздывания отраженного сигнала относительно зондирую­ щего импульса. Азимут цели определяется по азимутальному положению антенны в момент облучения цели. Следовательно, устройство предварительной селекции должно сохранять данные

204

о времени запаздывания отраженного импульса относительно

зондирующего, а также подготовлять все необходимые данные для измерения азимута цели.

Для измерения азимута цели (и для дальнейшего его коди­ рования) на выходе устройства предварительной селекции необ­ ходимо получить только один импульс, который соответствует, как правило, середине обнаруженного пакета импульсов 'или же смещен относительно середины пакета на определенную, заранее известную величину. Как обычно говорят, для измерения азиму­ та цели необходимо определить азимут (азимутальное положение_) середины обнаруженного пакета импульсов. Такую, опера­ цию можно .производить различными способами. Наиболее про­ стой и вместе с тем достаточно точный способ измерения азиму­ та середины обнаружен наго пакета является способ отсчета, ос­ нованный на измерении азимутальных положений «начала» и «конца» обнаруженного пакета импульсов. Техническая реализа­ ция этого способа органически сочетается со способом выделе­ ния сигналов логическим методом «k/т», так как, с одной сторо­ ны, применяются однотипные элементы, а с другой — сама обработка устройствам селекции сигналов подготавливает все необходимые данные для наиболее простого выделения из обнаруженного пакета первого и последнего импульсов. По ази­ муту первого и азимуту последнего импульсов определяется из­ меренный азимут цели, который является средним значением двух отсчетов:

t

где рн и Рк — азимуты «начала» и «конца» обнаруженного па­ кета соответственно. Последнее соотношение может быть записано в другом виде:

математические операции согласно формулам (2.2) или (2.2а). Таким образом, возвращаясь к задачам запоминающего устрой­ ства и логических схем, необходимо при обработке сигналов не

205

только выделить импульсы «начала» (или «конца»), но и «запом­ нить» необходимые данные для расчета «длины» пакета. Обычно «длина» пакета рассчитывается по соответствующим р е з у л ь ­

та т а м обработки сигналов методом «k/т».

4.Построение схемы запоминающего устройства во много зависит от принятой логики обработки сигналов. В зависимости

от логики обработки, преследующей цель как обнаружение сиг­ налов и отсеивание шумов, так и подготовку данных для опреде­

единяются так, что -на его входы одновременно подаются первич­ ные сигналы с выхода приемника и сигналы с выхода запомина­ ющего устройства (ЗУ) (рис. 2.1). Выходной сигнал как резуль­ тат обработки сигналов снимается или непосредственно с УЛО,

тор. На выходе дешифратора сигналы появляются только при выполнении определенной логики.

Рис. 2.2

Обе схемы могут быть применимы для обработки сигналов по методу «k/т». Ниже приводится описание принципа действия, подобных схем, рассматриваемого на конкретных примерах. Предварительно отметим общий принцип построения таких схем.

206'

'Пусть ради простоты запоминающее устройство представляет собой одну или несколько линий временной задержки (ЛЗ). Дли­ тельность задержки в каждой линии равна периоду повторения зондирующих импульсов РЛС:\Г3= 7*п = const. С выхода при­ емного устройства шумовые и сигнальные выбросы подвергают­ ся пороговой обработке (Р0) с нормированием амплитуды и дли­ тельности, в результате чего на выходе порогового устройства (Н) появляются, с некоторой вероятностью, нормированные по амплитуде и по длительности импульсы. Ради простоты примем, что в УЛО происходит накопление сигналов, .совпадающих (по­ сле временных задержек) во времени, путем суммирования ве­ личин (амплитуд) импульсов, для чего используется сумма­ тор 2 . Дешифрирующее устройство в этом случае представляет собой просто амплитудное пороговое устройство ПУ.

На таких общих принципах обработки входных и выходных сигналов поясним работу схем с совмещенной и раздельной па­ мятью первичной РЛ информации и результатов обработки.

5.На рис. 2.3 представлена схема обработки сигналов мето

гой его вход подводятся импульсы с выхода сумматора, прошед­ шие через линию задержки и элемент С (каскад совпадений), допускающий подачу на сумматор лишь таких импульсов, кото­ рые разделены во времени на интервалы, кратные Т„-~Т3.

Подобная система образует замкнутую цепь циркуляции им­ пульсов.

Предположим, что амплитуда суммарного импульса сохра­ няется при .прохождении через линию задержки. Топда амплиту­ да выходного импульса сумматора будет увеличиваться с прихбдом каждого импульса, совпадающего по времени с суммарным

207

Процесс суммирования импульсов иллюстрируется представ­ ленными на рис. 2.4 временными диаграммами. Для примера «а рис. 2.4,а показаны две последовательности нормированных им­ пульсов U„, поступающих с выхода порогового (нормирующе­ го) устройства: последовательность имяульсов, следующих в .мо­ менты времени, отстоящие друг от друга на интервал Т„, обоз­ наченные точками 1, 2, 3, ..., и аналогичная последовательность импульсов, следующих в моменты, обозначенные точками Л, 2', 3'...... На рис. 2.4,6 показан результат суммирования £/е , а на рис. 2.4,в — импульсы UBm, прошедшие через выходное порого­ вое устройство ПУ (рис. 2.3).

^6Ь1Х

«сброс» («стирание») записанной информации, амплитуда сум­ марного импульса должна возрастать до величины амплитудно­ го ограничения усилителей, сумматоров и других элементов, входящих в замкнутую цепь циркуляции импульсов. Для осу­ ществления «сброса» информации применяются элементы, позво­ ляющие разомкнуть цепь циркуляции импульсов при выполне­ нии той или иной заданной логики «сброса».

В рассматриваемой схеме (рис. 2.3) в качестве устройства «сброса» используется каскад совпадений С. На один его вход ■подводятся импульсы с выхода линии задержки ЛЗ, на дру­ гой— с выхода порогового (нормирующего) устройства Н. Им­ пульс на выходе схемы совпадений появляется лишь при одно­ временном поступлении указанных двух импульсов; при этом в рассматриваемой схеме каскад совпадений должен сохранять информацию об амплитуде импульса, подводимого с выхода ЛЗ. Если к моменту воздействия на каскад С импульса с выхода ЛЗ

208

на другой вход каскада -С не поступает импульс с выхода Н (на другом входе С (фиксируется не «1», а «О»), то прошедший через ЛЗ сигнал -не поступает на сумматор — происходит «оброс» -на­ копленной информации. Для процесса, изображенного на рис. 2.4,а, «сброс» накопленной информации происходит в мо­ менты времени, обозначенные точками 4 и 6'.

Выходной порог Ивых, устанавливаемый на выходном порого­ вом устройстве ПУ, выбирается из условия V BUX= mU„.

Обнаружение сигналов производится лишь в том случае, ес­ ли амплитуда суммарного сигнала £Л (рис. 2.4,в) превысит заданный порог. Здесь показаны .импульсы, получаемые с выхо­ да дешифратора в моменты времени 4' и 5' (в эти моменты вре­ мени амплитуда суммарного сигнала превысила вых-одной по­ рог). Таким образом, рассматриваемая схема -позволяет -произ­ водить обработку РЛ пакетов по логике «т/т — О».

Подчеркнем, что для схем с совмещенной памятью обязатель­ но должно быть предусмотрено условие «сброса» накопленной

.информации.

6. На рис. 2.5 представлена схема обработки информации п логике «mini — 00». Эта схема отличается от предыдущей до­ полнительными элементами, позволяющими осуществить замену «единицей» любого одиночного «нуля» (следующего за «едини­ цей»), «Сброс» накопленной информации происходит здесь при образовании двух (или более) «нулей» подряд (с интервала­ ми Тп между «нулями»).

Рис. 2.5

Работа схемы иллюстрируется временнымидиаграммами, изображенными на рис. 2.6, где моменты поступления на вход схемы последовательности импульсов, отстоящих друг от друга на интервалы Тп, обозначены точками 1, 2, 3, ... (рис. 2.6,а)'.

На диаграммах 2.6,6, в, г показаны импульсы, возникающие в различных узлах схемы, отмеченные на -рис. 2.5 и 2.6 одинако­ выми символами.