Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Проектирование радиолокационных систем. Учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
07.09.2026
Размер:
1 Мб
Скачать
☆
mk/
Nm<
5≤≤mk
mk/
mk=
mk<
Nk/
mk/
mN>
mk/
3/2
3/3
4/3
5/3
4/4
4/3
4/3
N
k
/
=
≥
1 2 3 4
Рис. 2.41
1
ν
31
Применение алгоритма
(2.50)
при обнаружении непрямоугольных пачек в РЛС с непрерывным вращением антенны для упрощения технической реали зации является ограниченным, так как в реальных пачках количество кванто ванных импульсов Таким же недостатком обладает и алгоритм
N
сильно зависит от флюктуаций отраженных сигналов
(2.49).
На практике часто применяются упрощенные алгоритмы обнаружения
основанные на
(«
»),
где
параметры логического критерия выбираются из условия
«
»
при
ческий проигрыш по сравнению с критерием
(1…1,5 дБ),
критерия
«
быть многократным. Примерами критериев типа ются логики стве примера рассмотрим техническую реализацию критерия
«
». На
терию комбинации на ными являются три первые комбинации, каждая из которых вхо дит в четвертую комбинацию. Логическая формула, определяю щая необходимые условия обнаружения, имеет вид
Ф
обн=d1d2d3+d1d2d4+d1d3d4=d1[d2(d3+d4
Из формулы
«
»
требуются
Обнаружители двоично квантованных сигналов явля ются эффективным средством борьбы с несинхронными и хаотическими помехами, создаваемыми со седними РЛС или другими ра диоустройствами с импульсной модуляцией
квантовании амплитуда этих помех ограничивается, а при синхронном накоплении они отсеиваются
логических или программных критериях
.
Величина
носит название
m
называется базой критерия. Как правило
целого
, а
при
«
–
»
оказывается небольшим
типа
дробного
«k из m»
.
Критерий
.
Энергети
так как для обнаружения достаточно однократного выполнения
», а
«
», «
при
», «
выполнение критерия может
», «
», «
«
» и т. д. В
»
явля каче
-
-
рис
. 2.40
приведены удовлетворяющие данному кри
первых
четырех позициях пачки. Основ
-
-
-
-
Рис. 2.40
)+d3d4]. (2.51) (2.51) 3
схемы И и
импульсными
.
При двоичном
следует, что для реализации автомата по критерию
2
схемы ИЛИ (рис
-
-
2
2
ЗУ
-
-
u
0
. 2.41).
d
1
d
2
d
3
1
&
d
4
&
1
&
.
t
t
t
t
2.8. Анализ, оптимизация и расчет параметров обнаружителей двоично-квантованных сигналов
Критерий «
мы
(
),
находящуюся в пределах строба, размер которого по дально
сш сшppi
сти соответствует периоду временно7й дискретизации, а по азимуту
»
.
Рассмотрим квантованную пачку прямоугольной фор
–
ширине диаграммы направленности антенны РЛС. Определим вероятности ложной тревоги ния в стробе числа единиц
F и
правильного обнаружения
kk
соответственно при отсутствии и наличии
0
D,
являющиеся вероятностями появле
-
­.
,
,
-
-
-
-
−
k
0
≥
≤
≤
→
≈
P
k
Рис. 2.42
Рис. 2.43
0
1
ν
N
0
Рис. 2.
44
0
32
сигнала. Вероятность образования равна
k
N
(k)
qp
kNk
.
Возможное число таких комбинаций равно числу сочетаний
)!(!! kNkNC
−= .
Тогда вероятность образования
)(
kkP ≥
0
общим членом разложения бинома
N
0
k
0
∑
=
а само распределение называется
Критерий обнаружения
(
единиц в стробе, чему соответствует суммарная вероятность этих событий
N
=≥
)(
∑
0
N
=
kk
0
−
kNkk
qpCkkP
Тогда вероятности ложного и правильного обнаружения имеют вид
N
=
∑
=
kk
0
Формулы
N
(2.52)
−
kNkk
qpCF
,
шш
=
устанавливают связь между вероятностями метрами цифрового накопителя. Вероятность рога квантования
x0 и
порога обнаружения ношения сигнал/шум. При этом заданное значение при различных сочетаниях величин
2
2
СН
x
0
ПУ
танию соответствуют различные значения с этим ставится ных
k
N, F и D
минимального порогового отношения сигнал/шум
т. е
. a=min
при
N=const, F=const и D=const.
одной комбинации
kNkk
qpCkP−=)(
N
N
kk
0
(
рис
−
)
выполняется при наличии
.
N
∑
=
kk
0
qpCD
N
сшсш
x0 и k0 (
выбрать
k
любой комбинации
. 2.42).
NkNkk
qpqpC
единиц на
Данная формула является
≡+=
1)( ,
биномиальным
N
позициях
k
N
qp )( +
, т. е.
k0, k0+1, …, N
−
kNkk
. (2.52)
F, D и
F
обеспечивается выбором по
k0, а
вероятность
рис
. 2.43),
D –
F
может быть обеспечено
выбором от
причем каждому соче
D. В
задача оптимизации
x0 и k0 из
условия получения
:
при задан
единиц
.
пара
связи
a,
Задача оптимизации решается численным методом. Для каждого значе
ния
k0 в
интервале
ны
pш и pсш, по
дятся соответственно порог кривой (рис ятностям
a
. 2.44)
F и D
существует целый интервал оптимальных значений нимуму порогового отношения сигнал/шум
Nk
1 с
0
которым с помощью выражений
следует, что в зависимости от величины
помощью формул
x0 и
отношение сигнал/шум
(2.52)
(2.10)
определяются величи
или
(2.14) и (2.11)
a. Из
k0
полученной
заданным веро
нахо
соответствуют различные отношения сигнал/шум. При малых
значениях увеличивать сохранения заданной чески на всех позициях строба при
k
требует бо7льшего отношения сигнал/шум. Однако
k0
для сохранения заданной
x0,
что приводит к увеличению
D.
Получение единиц практи
k0,
соответствующий ми
.
Оптимальная величина
F
необходимо
Nk
0
k0
a
для
также
для не
флюктуирующей и совместно флюктуирующей пачки определяется формулой
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
2/
Nk
, а
опт0
для независимо флюктуирующей пачки
– Nk 5,1
≈ [2, 5].
опт0
Nk/
m
k
/
20>N
η
∑
i
i
1
1
i
i
121
i
1
i
1
i
1
i
1
33
Расчет накопителя по критерию
полняется, как правило, на ПЭВМ в следующем порядке
–
определяется оптимальная величина
– с
помощью формулы
с помощью выражения
– с
помощью формулы
(2.52)
(2.10)
(2.52)
или
для
(2.14)
для
рой находится отношение сигнал/шум
Критерий «
»
.
Рекомендации по выбору логических критериев, ме
«
» при заданных
:
k0;
F
определяется величина
находится порог
D
определяется величина
a с
помощью выражения
x0;
N, F и D вы-
pш, по
сшp , по
которой
кото
(2.11).
тодика расчета вероятностных показателей и результаты числовых расчетов приведены в работах, указанных в
Весовой критерий
по критерию
(2.49)
.
Анализ вероятностных характеристик обнаружителя
основывается на приближенных расчетах. При
распределение статистики γ можно аппроксимировать нормальным законом
где
mγ и
=γ
)(mw
2
σ –
γ
γ
exp
 
 
1
π
σ2
математическое ожидание и дисперсия статистики
−γ
−
σ2
Превышению порогового уровня
∞
dwP
0
∫
γ
0
1)()(
Для определения величин
)(
γ
2
γ
 
Φ−=γγ≈γ≥γ
 
mγ и
[5].
2
 
 
0
σ
,
−γ
γ.
γ0
соответствует вероятность
m
γ
.
γ
2
σ
вначале найдем математическое ожи
γ
:
-
-
-
дание и дисперсию
i-го
слагаемого
d
статистики γ
ii
=
1,0d
i
222
=η−η=−η=σ
)(d)(d
∑
= 1,0d
i
pm
iiiiiiii
2222
Ppp
=−η=−η=
)d()(d)(d
iiiiiii
)(])1()0[(
С учетом статистической независимости величин
i
N
∑
=
pm η=
N
pmm η==
∑∑
==
,
i
i
N
γ
N
22
∑∑
i
==
η=σ=σ
qp
. (2.53)
iii
N
,
2
γ
ш
η=
i
qp
шш
∑
=
2
η=σ
,
i
–
2
,
γ
i
i
сшсш
сш
N
∑
=
qp
2
η=σ
.
iii
сшсш
N
γ
При этом для шума получаем
pm
γ
шш
а для суммы сигнала и шума
N
γ
∑
=
Вероятность ложной тревоги определяется по формуле
:
ppqPm
)10()d(ddd
η=η⋅+⋅=η=η=η=
qpqpqpppqp η=η+=η−+−= .
id
находим
,
iiiiiiiiiiiii
22222
iiiiiiiiiiiii
:
Nk/
i
1
Nk/
mk/
Nk/
mk/
50
...5=
N
10
...
10
F
9,0
...5,
0=D
σ
1+n
20 30
−γ
m
ш0
, (2.54)
 
F
 
Φ−≈
1
σ
γγш
34
а вероятность правильного обнаружения
–
σ
γ−
0сш
сш
 
γ
вероятность
. (2.55)
«
»
выбирается оптимальная по
N
величина
0
5,0 [5].
∑
=
2
η=γ
i
(2.54)
D –
a0 в
центре пачки
выбором с помощью
.
. 2.45
D
−γ
 
Φ−≈
1
σ
γ
сш
γ
сш0
  
mm
γ
Φ=
 
При расчетах аналогично алгоритму
критерию
Вероятность
и
(2.10)
формул
a=min
или
(2.14)
при
F
теперь обеспечивается выбором с помощью формул
величин
(2.55) и (2.11)
N=const, F=const и D=const
pш и x0, а
отношения сигнал/шум
Для сравнения методов обнаружения квантованных сигналов на рис
приведены зависимости пороговых сигналов от числа импульсов в пачке
q,
дБ
6
4
1 2 3
Штриховая прямая соответствует некоге рентному многоуровневому весовому на коплению по алгоритму весовому критерию терию рию
«
«
» (2.50) и
».
Весовой критерий
(2.30),
(2.49),
прямая
прямая
прямая
3 –
1 –
2 –
кри
крите
(2.49)
проигрывает многоуровневому весовому накоплению всего
2
личина проигрыша для критерия составляет около
0
1
«
10
5
Рис. 2.45
100 N
проигрышей справедливы для
» – 2,5…3
=
2.9. Стабилизация уровня ложных тревог
62
−−
1 дБ.
1,5 дБ, а
дБ. Данные величины
,
Аналогичная ве
«
для критерия
.
Изменение интенсивности внешних помех и внутреннего шума в зави симости от коэффициента усиления приемника приводит к задаче поддержа ния средней частоты ложных тревог на заданном уровне
При
многоуровневом квантовании
данная задача решается путем
.
адап тации порогового уровня обнаружения. При этом используется функцио нальная связь порогового уровня с параметрами шума на входе порогового устройства, которые заменяются их оценочными значениями
[8].
Например при когерентном многоканальном обнаружении для эмпирического значения порогового уровня в соответствии с выражением
(2.38)
имеем
.
-
-
-
-
-
»
,
-
-
-
-
,
ˆˆˆ
шн0шн0к
Оценка
ˆ
вычисляется путем усреднения выходных отсчетов любого
шн
доплеровского канала накопителя
)/ln(2
FNyu σ=σ= . (2.56)
klX (
рис
. 2.23, 2.27),
поступающих с
смежных элементов разрешения по дальности за исключением среднего эле
-
12/+=nl
+
1+n
12/+=nl
σ
τ+=
τ
τ
σ
=
~
~
~
~
=
=
Реверсивный
Рис.
2
.47
1
ν
1
ν
X
kl
2
35
мента с номером
ˆ
=σ ,
nP /
шншн
где
и
образующих
1
n
=
шн
∑
l
nl
=
1
обучающую выборку
2
||
XP . (2.57)
kl
+≠
12/
.
Тогда
Структурная схема адаптивного порогового устройства приведена на
рис
. 2.46. В
Накопитель Н выполняется аналогич но рис
. 2.29 с
по одному отсчету на интервал скользящим вдоль дальности сумми рованием ем среднего отсчета вычислителе В путем деления на ступающей от накопителя величины
P c
шн
ˆ
шн
последующим извлечением квадратного корня определяется оценка
, по
блоке объединения БО вычисляются величины
задержкой в каждом ЗУ
tд и
-
ВМ
|Xkl|
|Xkl|
P
-
отсчетов за исключени
(
). В
-
БО
Н
n по-
Рис. 2.46
которой вычисляется эмпирический пороговый уровень
Выходные отсчеты вычислителя модуля ВМ задерживаются в ЗУ
тервал ности и вычислениях
nt ,
2/
соответствующий задержке при накоплении вдоль даль
вд
(
) по
в
отношению к среднему элементу обучающей
ЗУ
шн
τ
||
В
ˆ
u .
ˆ
σ
шн
0к
222
xxX += .
sklcklkl
ЦК
ˆ
u
к0
y
0
на ин-
τ
выборки. При этом достигается временно7е соответствие сравниваемых в циф ровом компараторе ЦК отсчетов
||klX
исключенному из обучающей выборки
-
-
ее среднему элементу, что позволяет исключить влияние сигнала от цели на величину поступающего для этого элемента эмпирического порога
При
двоичном квантовании
чиной порога квантования
заданная вероятность
xu
,
который также зависит от меняющегося
0ш0
F
определяется
ˆ
u .
0к
вели
по разным причинам уровня шума. Стабилизация мощности шума в этом слу чае обычно осуществляется с помощью шумовой автоматической регулиров ки усиления (ШАРУ держит дополнительный преобразователь кода с порогом квантования
му НЕ, реверсивный счетчик и функцио нальный преобразо ватель код
–
напря жение ФПКН. Порог квантования
u
0
новлен так, чтобы вероятности появле
ния
=
d~1
равны, т. е
или
l
0
. 5,0
данному условию начальный код Каждая
1
увеличивает, а каждый
).
Схема цифровой ШАРУ приведена на рис
УПЧ
-
-
-
уста
-
-
были
qp . В
шш
. 2.47 и со-
u ,
схе
0
ВМ
2
2
d
l
Начальный ввод
u
0
~
2
2
~
u
2
ˆ
)
(
σu
ш
d
+
l
–
1
0
счетчик
ФПКН
реверсивный счетчик вводится соответствующий
M=2
0
k–1
,
где
k –
число разрядов счетчика
уменьшает показания реверсивного счет
-
-
-
-
.
-
~
~
>
~
~
<
~
~
~
~
~
~
l
1
ˆ
~
~
36
чика на единицу. Тогда при а при
qp
–
уменьшается
шш
qp
начальный код счетчика увеличивается
шш
.
Показания реверсивного счетчика и выходное напряжение ФПКН про
порциональны вероятности
exp(
2
01ш
и, следовательно, мощности шума
Для оценивания вероятности
показаний реверсивного счетчика ее статистическое определение
n
~
ˆ
где
n=2k–1 –
=
ш
~
np
d
)/1(
∑
, (2.59)
l
=
число отсчетов обучающей выборки, пропорциональное времени
усреднения в реверсивном счетчике. Таким образом, оценка мощности шума
2
ˆ
ш
2
ln2/
pu−=σ . (2.60)
0
ш
Управляющее напряжение на выходе ФПКН
2
)2/
σ−=≈ upp (2.58)
ш
2
ш
p
ш
2
ln2/
pu−=σ .
0
ш
используется получаемое в ФПКН из
2
ˆ
)
(
σu ,
пропорциональное
ш
мощности шума, изменяет коэффициент усиления УПЧ так, чтобы компенси ровать изменение мощности шума
является
параметрическим
, т. е.
нием необходимого параметра распределения шума, в данном случае
.
Такой метод стабилизации вероятности
F
связанным с прямым или косвенным измере
–
мощ ности шума. Кроме того, свойством стабилизации уровня ложных тревог об ладают
непараметрические обнаружители
(
знаковые, ранговые
) [2…5],
кото рые инвариантны к мощности шума, однако дают потери в пороговом сигнале
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБНАРУЖИТЕЛЕЙ СИГНАЛОВ НА ФОНЕ ПАССИВНЫХ ПОМЕХ
3.1. Структурные схемы обнаружителей сигналов
на фоне пассивных помех
Пассивные помехи
медленно перемещающихся объектов
–
это мешающие отражения от неподвижных или
.
Такими объектами являются местные предметы, поверхность суши, моря, гидрометеоры (облака, дождь, град, снег и металлизированные отражатели, сбрасываемые противником. Пассивные помехи могут существенно нарушать нормальную работу РЛС всех типов Интенсивность пассивных помех может превышать на
40…80 дБ
уровень собственных шумов приемника, что приводит к перегрузкам приемного трак та и, как следствие этого, к потере полезных сигналов. Однако даже при от сутствии перегрузок полезный сигнал может быть потерян или вообще не об наружен на фоне интенсивных мешающих отражений
.
Обнаружение сигналов в пассивных помехах основано на различии скоро стей движения цели и источника пассивной помехи. Различия в радиальных скоростях скорости, называемой
vr
целей и мешающих отражателей используются для селекции по
селекцией движущихся целей (СДЦ
). В
основе СДЦ ле
,
-
-
-
-
-
-
.
)
.
-
-
-
-
-
λ==
±
π=ϕ
0
±
1
Рис. 3.3
±
f
±
f
и
жит
эффект Доплера
сигнала
нf
нд
,
состоящий в смещении несущей частоты зондирующего
при отражении от движущихся объектов на доплеровскую частоту
/2/2
vcfvf ,
rr
где
λ –
длина волны. Выявить это смещение
37
(
ff
) в
дн
импульсных РЛС можно с помощью доплеровского набега фазы за период по вторения
своей фазовой структуре должны быть
лированный
плотность мощности
обеляющий фильтр
об
S(f)
обеляющего фильтра надо включить согласо ванный с новым спектром сигнала фильтр (рис
3.2):
характеристика для выделения сигнала на фоне пассивной помехи с учетом
2 Tf
.
Для реализации этого высокочастотные колебания по
пдд
когерентными
Пассивная помеха представляет собой
шум, имеющий неравномерную спектральную
теперь равна
*
cг
= .
G(f) (
с
)(1)(
fGfK = .
Исходная спектральная плотность сигнала
S(f)Kоб(f).
*
об
рис
. 3.1).
Пропустим помеху через
амплитудно-частотной характеристикой
Так как спектр помехи стал белым, то на выходе
2j-
tf
π
)e()()(
fKfSfK
)(/1|)(|)()(
0
Оптимальная
*
обоб
обобcгобопт
небелый
-
S(f)
.
об
**
fSfKfKfKfKfK
G(f)
2
e)()()()()()(
.
или
Kоб(f)
2j-
G(f)
корре
-
f
Рис. 3.1
S(f)Kоб(f)
Kсг(f)
Рис. 3.2
fGfKfKfK ==
имеет вид
*
)(
fS
2j-
tftf
ππ
=== .
e
)(
fG
∆f
fдп
[4]:
00
пп
-
f
Числитель данной формулы учитывает необходимость
ления) сигнала давления
(
, а
наличие
G(f) в
знаменателе указывает на необходимость
режектирования) помехи
.
Для когерентной пачки импульсов
выделения (накоп
по-
имеющей гребенчатый спектр, оптимальная обработка реализуется при по следовательном включении
согласованного фильтра для одиночных импуль сов СФОИ, режекторного гребенчатого фильтра РГФ и полосового гребен чатого фильтра ПГФ
страивается на доплеровскую частоту по мехи
fдп.
Простейший РГФ выполняется в виде устройства череспериодной компен сации
[4,
рис
. 3.49].
гоканальным по неизвестной доплеров
ской частоте сигнала собой синхронный накопитель СН радио импульсов
(
рис
. 2.22).
Схема на рис промежуточной частоте эквивалент ее выполнения на видеочасто те. Схема с
когерентным накоплением
на видеочастоте
(
рис
. 3.3).
РГФ на
-
-
-
ПГФ является мно
СФОИ РГФ
-
-
fдс и
представляет
-
. 3.3
реализуется на
f0.
Рассмотрим
1/τ
f
f
f
0
дп
-
в
двух квадратурных каналах приведена на рис
ПГФ (СН)
f
0
f
дс
. 3.4.
АД
АД
АД
Опор ные напряжения фазовых детекторов должны учитывать доплеровскую частоту сигнала должна быть многоканальной
fдс.
Так как она неизвестна, то схема после РГФ также
.
-
,
-
-
-
-
π=ϕ
e
~
ψ+ψ−+ψ+ψ=
ψ≈ϕ
2
2
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
ϕ
с
ϕ
0
ϕ
с
2
–
+
+
∑
±
Рис. 3.6
∑
∑
2
2
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
СФОИ
РГФ
СН
π
2
38
(·)
∑
к ПУ
Для
выполнения
всей
межпериодной
обработки
,
включая режектирование поме хи, на видеочастоте не обходимо компенсацию
СН
f0± f
(·)
дс
доплеровской частоты сигнала фазовых
fдс на
детекторов
выходах
представить в виде эк
Рис. 3.4
вивалентных операций
с квадратурными составляющими. Наличие доплеровского сдвига фазы сиг нала
U
3
U
2 Tf
U
приводит к вращению от импульса к импульсу векторов
пдсс
комплексных огибающих сигнала
1
(
рис
. 3.5).
Искомая компенсация достигается вращением век
i
ii
)j(
ϕ+ϕ
0
с
uuuU je
+==
sici
торов в противоположную сторону путем их умножения в
i
ψ− j
каждом доплеровском канале на величины
Рис. 3.5
мер канала. Тогда соответствующие операции с квадратур
ными составляющими на видеочастоте имеют вид
ψ−
j
i
ii
k
=ψ−ψ+==
)sinj)(cosj(e
iiuuUU
kksici
Структурная схема, реализующая операции
iuiuiuiu
ksikciksikci
(3.1),
)cossinj(sincos
. (3.1)
приведена на рис
k
,
где
k – но-
. 3.6.
Опорные колебания фазовых детекторов теперь учитывают доплеровскую
-
-
-
-
-
-
РГФ
СН
(·)
+
к ПУ
СФОИ
π
2
sin iψk
cos iψk
(·)
частоту помехи
k-м
канале
с
РГФ
f
f
0
дп
fдп.
После РГФ схема должна быть многоканальной. Если в
, то
k
вращение вектора сигнала будет остановлено, а его
СН
квадратурные проекции не будут иметь доплеровской модуляции. В синхрон ном накопителе СН произойдут накопление сигнала и дополнительное подав ление остатков режектирования помехи
Схемы на рис
. 3.3, 3.4 и 3.6 из-за
.
многоканальности оказываются до
-
-
-
×
&
Рис. 3.7
∑
0
±
дп
2
2
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
~
Рис.
3.9
ПУ
СН
д
ν
~
~
~
~
~
~
ν
~
~
~
~
~
~
∑
39
вольно сложными. В связи с этим на практике получили распространение об наружители с такого обнаружителя при выполнении РГФ на промежуточной частоте изобра жена на рис хи осуществить на видеочастоте в двух квадратурных каналах, то получим схему, приведенную на рис
Две схемы проигрывают дущим, так как при не когерентном накопле нии не используются частотные отличия сигнала и по мехи и в связи с этим не происходит допол нительного подавления помехи
некогерентным
. 3.7.
Если подавление поме
последние
энергетически
преды
(
фазовые
-
-
-
)
-
-
СФОИ
.
(
последетекторным) накоплением
-
СФОИ
РГФ АД
-
. 3.8.
(·)
(·)
π
2
f
Рис. 3.8
РГФ
РГФ
f
.
СН
СН
Схема
к ПУ
к ПУ
3.2. Цифровые системы обнаружения сигналов на фоне пассивных помех
Цифровые системы обнаружения сигналов на фоне пассивных помех строятся по аналоговому прототипу, реализованному на видеочастоте в двух квадратурных каналах. Цифровой эквивалент
жения
(
рис
. 3.6)
приведен на рис
.3.9.
Отсчеты квадратурных составляющих
когерентной схемы обнару
-
-
2
cos 2πf0t
sin 2πf0t
t
д
2
ЦСФ
ЦРФ
i
ψ− j
k
e
ЦПФ
t
ВМ
u
0 k
аддитивной смеси сигнала и помехи после цифровой согласованной фильтра ции в ЦСФ поступают на входы цифрового режекторного фильтра ЦРФ, осу ществляющего подавление помехи. Простейшим ЦРФ является устройство череспериодной компенсации (ЧПК ляющее собой нерекурсивный режекторный фильтр порядка
T
квадратурные отсчеты раздельно вычитаются из одно
п
(m
=
1).
Задержанные в ЗУ
именных текущих отсчетов. Комплексный умножитель
(
)
выполняется в соответствии с рис
ет операции
(3.1) и
совместно с синхронным накопителем СН образует один
),
изображенное на рис
на
период повторения
T
. 2.18 и 3.6,
реализу
1-го
-
-
. 3.10 и
представ
ЗУ
T
+
Рис. 3.10
канал цифрового полосового фильтра ЦПФ. Число доплеровских каналов
-
-
-
ψ
],[
ππ−
]2,0[
π
−π=
ψ
−π−
−
−
−
−
010
i
i
=
=
−
−
54,0
=
α
5,0
=
α
цессор
40
ЦПФ определяется числом накапливаемых отсчетов, равным
N–m с
учетом исключаемых из обработки отсчетов, соответствующих переходному процес су на выходе ЦРФ ритм
(2.21).
Величины
k
где
W
аналогичный
e
= .
mN
−
(2.28)
mN
=
m-го
должны перекрывать интервал
k
)/(2 mNk
, k=1, 2, …, N–m.
порядка. Вычислитель модуля ВМ реализует алго
При этом
)/(2j
mN
Из этого следует, что в каналах ЦПФ реализуется
алгоритм ДПФ выходных отсчетов
1
−π−
)/(2j
e
iik
mNki
mN
==
∑∑
=
WZgZgX , k
i
ψ−
j
k
ik
−
mNii
1, 2, …, N–m.
или
ee ,
Z
ЦРФ
i
−π−
mNki
)/(2j
==
, т. е.
ik
W
mN
−
Цифровой обнаружитель теперь может быть выполнен аналогично рис
2.23 на
3.11
базе процессора ДПФ (БПФ) в соответствии с приведенной на рис
схемой. Запоминающее устройство ЗУ выполняется аналогично рис
или
ЦСФ
ЦРФ
ЗУ
ВБ
Про-
ДПФ
(БПФ)
ВМ
ВМ
ВМ
2.25
соответственно реги стров сдвига блоков памяти равном разрядов ячеек ЗУ равно
2ν.
при числе
N–m–1.
. 2.24
RG
или
RAMT,
Число
Весовой
блок ВБ выполняется
Рис. 3.11
а один доплеровский канал процессора ДПФ
– в
соответствии с рис
аналогично рис
. 2.26.
. 2.23,
При дискретном сканировании и прямоугольной пачке импульсов весо вые коэффициенты ритмом но рости. Для их
(2.28)
высокий уровень боковых лепестков
g
g.
В этом случае реализуемая в соответствии с алго
i
ДПФ амплитудно-частотная характеристика имеет сравнитель
,
что явно ухудшает селекцию по ско
подавления
следует выбирать весовые коэффициенты в соот ветствии с так называемыми весовыми функциями Хэмминга, Ханна, Кайзе ра, Дольфа функции Хэмминга при нечетном
i
Случай
–
Чебышева. В частности, коэффициенты «обобщенной» весовой
N–m
−πα−+α= )(
2cos)1( mN
ih
mN
2
имеют вид
1
 
−
, i=0, 1, …, N–m–1.
соответствует необобщенной функции Хэмминга, слу-
-
-
. .
-
-
-
-
-
-
-
чай
– функции Ханна. Весовая функция Хэмминга обеспечивает по-
давление боковых лепестков на 40 дБ относительно главного максимума при расширении основного лепестка в 1,5 раза (по напряжению). Весовые функ­ции Кайзера и Дольфа – Чебышева обеспечивают меньший уровень лепест­ков, но при большем расширении основного лепестка. Использование весо­вых функций при когерентном накоплении обеспечивает существенное до­полнительное подавление остатков режектирования помехи.
Алгоритм ДПФ выходных отсчетов
Z ЦРФ теперь принимает вид
i
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]