РЛС 6 семестр / k8

Тема:

«Обробка сигналів в приймальному пристрої РЛС»

Навчальні питання

1. Внутрішні шуми приймального пристрою і їх спектр.

2. Відношення сигнал/шум

3. Накопичення сигналів при їх обробці

Внутрішні шуми приймального пристрою і їх спектр

Спектральна густина потужності шуму

N₀=P_ш/ Δf

[Вт/МГц] або [Вт с] або [Дж]

Відношення сигнал/шум

q = Р_{с макс}/Р_ш = U²_{с макс}/ U²_ш

Оптимальний фільтр – пристрій обробки сигналів амплитудно- і фазочастотна характеристики (АЧХ, ФЧХ) котрого повністю співпадають зі спектром поодинокого радіоімпульсу.

Δf = П_с(f) = 1/τ_и

Узгоджений фільтр - квазіоптимальний, тобто близький до оптимального, фільтр, узгоджений із спектром поодинокого радіоімпульсу тільки по смузі пропускання на рівні:

Δf = 1,37 П_с(f) = 1,37/τ_и

Оптимальна фільтрація прямокутного радіоімпульсу

Відношення сигнал/шум q для оптимального фільтру одиночного радіоімпульсу

q = Р_{с макс}/Р_ш= 2Э/ N₀

Р_смакс=2Э/τ_{и Δf =1/τи Pш= N0 Δf}

Накопичення сигналів при їх обробці

В імпульсній РЛС сигнал що приймається, відображений від точкового об'єкту, є не поодиноким, а являє собою послідовність (пачку) радіоімпульсів.

Тривалість опромінювання точкової цілі Тобл рівна ширині діаграми спрямованості антени θ0,5р, діленої на середню кутову швидкість обертання діаграми Ωср, а оскільки частота повторення імпульсів FП= 1/TП, те число їх в пачці

М = Тобл/ТП = θ0,5р Fп /Ωср .

Наприклад, при θ0,5р =20, FП= 500 Гц і швидкості огляду 6 об/хв маємо Ωср = 6 .3600/60 = 36; тоді М = 2 500/36 ≈ 28.

Етапи обробки сигналів, що приймаються

Обробка пачки прийнятих радіоімпульсів проводиться в два етапи.

На першому етапі обробка проводиться протягом тривалості одного періоду повторення і тому називається внутрішньо-періодною. Вона полягає в оптимальній або квазіоптимальній фільтрації окремих (тобто поодиноких) радіоімпульсів вказаної послідовності і визначається формою одиночного імпульсного сигналу, характером внутрішньоімпульсної модуляції і видом перешкод, на фоні яких ведеться ця обробка.

На другому етапі проводиться сумісна обробка імпульсів різних періодів повторення коливань, що приймаються, і носить назву міжперіодної обробки.

Енергія пачки імпульсів підсумовується за допомогою накопичувачів, які передбачаються в приймальному й вихідному пристроях РЛС. Накопичувачі, які включені до детектора, називаються когерентними інтеграторами - вони вимагають узгодження фаз усіх М імпульсів, а післядетекторні накопичувачі, звані відеоінтеграторами - некогерентні.

Перші входять в приймач, а другі - у вихідний пристрій РЛС.

Узгоджений фільтр когерентної пачки радіоімпульсів

q_Σ = Мq₀ = 2Э_ΣМ/N₀

де Э_Σ - сумарна енергія всієї пачки імпульсів

Узгоджений фільтр некогерентної пачки радіоімпульсів

q_Σ ≈√Мq₀ ≈ 2Э_Σ√М/N₀