3. Беспоисковые методы обнаружения.

Схема и принцип действия многоканального приемника

Серьезный недостаток панорамного приемника – вероятностный характер обнаружения прерывистых сигналов без априорных данных. Работа без априорных данных является нормальным режимом; известна также тенденция к проектированию скрытных во временном отношении РТС, особенно в системах радиолокации и радиоуправления. Преодоление этого недостатка панорамного приемника – важная задача обеспечения радиотехнической разведки скрытных во временном отношении сигналов.

Рисунок 15.31 – Функциональная схема многоканального приемника

Рисунок 15.32 – Разбиение диапазона на каналы

Функциональная схема многоканального приемника показана на рис. 15.11, а разбиение диапазона на каналы – на рис.15.12.

Будем считать, что многоканальный приемник представляет собой N параллельно работающих простейших приемников со своими антеннами, индикаторами, настроенных так, чтобы обеспечить перекрытие всего диапазонаDf. Ширина канала такого приемника ΔF_k = Df /N, если каналы одинаковы по ширине. Полоса пропускания отдельного приемника ΔFв общем случае может не совпадать с шириной канала.

Номеру канала соответствует частота сигнала. Поэтому для идеальных условий работы максимальная ошибка измерения не должна быть больше ΔF_k /2.

Достоинства:

• Высокая вероятность обнаружения сигналов с временной скрытностью;

• Достаточно высокая точность.

Недостатки такого приемника:

• Высокая громоздкость, стоимость;

• Невозможность фиксировать широкополосные сигналы, особенно скрытные в энергетическом отношении.

Схема и принцип действия дискриминаторного приемника

Особый метод определения несущей частоты используется в радиоприемниках, в цепях автоподстройки частоты, в так называемых дискриминаторах частоты. Его применяют в приемниках, предназначенных для обнаружения и измерения частоты радиосигналов. В этом случае надо иметь элемент, на выходе которого напряжение зависит от частоты, т.е. дискриминатор. В качестве дискриминатора может быть использован любой реактивный элемент: индуктивность, емкость или другая цепь с реактивной составляющей, например волноводный мост, разветвленный фидер и т.д. Рассмотрим одну из наиболее общих схем дискриминаторного приемника обнаружения сигнала и измерения несущей частоты (интерференционный приемник).

а) б)

Рисунок 15.33 – Схема и принцип работы дискриминаторного приемника

Схема состоит из раздвоенного фидера, одна из ветвей которого длиннее другой на Δl; фидер имеет два выхода на детекторы Д1 и Д2. Напряжения с детекторов усиливаются в логарифмических видеоусилителях ЛУС1 и ЛУС2 и сравниваются в схеме вычитания, напряжениеU_вых которой должно однозначно зависеть от частоты принятого сигнала.

В сечении 1-1 действует напряжение . После прохождения разветвления в сечении 2-2 образуется сумма напряжений (интерференция), где,; – скорость распространения колебаний в фидере.

После тригонометрических преобразований над суммой синусов, полагая, что , получаем для суммы колебаний, прошедших по разным ветвям:.

После детектирования в Д2 получим напряжение, амплитуда которого . НапряжениеU₂ зависит от частоты.

Однако имеется двойная неопределенность из-за зависимости U₂от амплитуды приходящего сигнала и из-за периодичности функции косинуса. Для устранения неоднозначности отсчета из-за периодичности косинуса достаточно ограничить диапазон частотDf так, чтобы эта периодичность не сказывалась.

Поясним это с помощью рис. 15.13б, на котором показана зависимостьU₂ от аргумента. На кривой выберем некоторый участок однозначной зависимости, например отмеченный отрезком (стрелкой) по оси абсцисс.

Левый и правый концы отрезка имеют соответственно координаты и. С помощью фильтра можно ограничить диапазон отдо. При этом будут верны соотношения:

;

Для диапазона частот получено, таким образом, простое соотношение .

Устранение неопределенности, связанной с интенсивностью приходящего сигнала, обеспечивается путем включения детекторов Д1 и Д2, логарифмических усилителей ЛУС1 и ЛУС2 и схемы вычитания. Конечный результат работы этих схем – деление напряжений входного и выходного сигналов. Этим исключается влияние амплитуды сигнала и, таким образом, обеспечивается однозначная зависимость U_вых(f).

Достоинства:

• Простота;

• Обнаружение относительно сильных сигналов с помощью одного приемника в диапазоне частот.

Недостатки такого приемника:

• Пониженная чувствительность;

• Отсутствие разрешающей способности, т.е. на входе должен быть только один сигнал.

Это предопределило их применение как средства обнаружения и измерения несущей частоты нескрытных в энергетическом отношении сигналов, в основном сигналов импульсных РЛС.

Расчет диапазона частот дискримииаторного приемника

Полагаем, что дискриминаторный приемник принимает сигналы только импульсных РЛС. От ряда РЛС на входе приемника действует импульсный поток. Вероятностный режим для такого потока при условии его стационарности, ординарности и отсутствия последствия описывается законом Пуассона.

.(15.81)

Найдем вероятность того, что на интервале Δt не будет совпадений импульсов:

,(15.82)

где Δt – интервал времени, необходимого для обработки одиночного сигнала (индикации, фиксации и т.д.).

Если известна допустимая минимальная длина Δt _допэтого интервала и задана вероятность(близкая к единице), то можно рассчитать допустимую интенсивность потока λ_доп.

Известно, что

,(15.83)

где –частота следования импульсовi-ой РЛС,N– число РЛС.

Если λ = λ₃, то. Удовлетворить последнее требование можно, уменьшая числоN доN' путем сужения диапазонаDf до значенияD'f. После выполнения такого сужения вероятностный режим в дискриминаторном приемнике будет обеспечен, т.е. каждый сигнал принимается и обрабатывается с высокой вероятностью без помех от сигналов других РЛС.