5.10.2. Основные характеристики чпак

Скоростная характеристика. Скоростная характеристика ЧПАК определяется его канальностью, способом подключения АК к ли­нии задержки и параметрами пассивных помех.

При однослойной ПП соотношения для коэффициентов переда­чи полезного сигнала имеют вид:

а) одноканальный ЧПАК

; (5.46)

б) двухканальный симметричный ЧПАК (рис. 5.32а)

(5.47)

Рис. 5.32. Схемы включения двухканального ЧПАК: а — симметрич­ная; б — несимметричная

в) двухканальный несимметричный ЧПАК (рис. 5.326)

(5.48) Средние значения этих коэффициентов при

(5.49)

Соотношения для при двухслойной ПП имеют более громоздкий вид, чем (5.46) ... (5.48) и поэтому не приводятся.

Коэффициент улучшения. В соответствии с (5.18) для опреде­ления коэффициента улучшения кроме необходимо знать и .

Методику нахождения проиллюстрируем на примере одноканального ЧПАК. В таком ЧПАК мощность нескомпенсированных остатков ПП на выходе

(5.50)

где и —комплексные огибающие сигналов ПП на входах АК;

(5.51)

—коэффициент передачи управляемого усилителя. С учетом собственных шумов приемника РЛС

_где — коэффициент междупериодной корреляции сигналов ПП;

— отношение мощности ПП на входе ЧПАК к мощности собственных шумов приемника.

При записи соотношения (5.51) учтено, что собственные шумы на выходах задерживающего и прямого каналов некоррелированы. Кроме того, предполагалось, что крутизна регулировочной характеристики управляемого усилителя достаточно велика (см. (5.40)) и мощность помехи в смежных периодах зондирования одинаковая. После подстановки значения в (5.50) получаем

В соответствии с определением из последнего соотношения следует

Как видно, в ЧПАК, в отличие от систем СДЦ на базе ЧПК, коэффициент подавления ПП зависит от уровня шумов в прием­ном канале. Поэтому при одновременном воздействии на РЛС АШП и пассивных помех коэффициент подавления последних бу­дет снижаться. Для исключения влияния АШП ЧПАК принципи­ально необходимо включать после аппаратуры защиты РЛС от АШП.

При можно использовать упрощенную формулу

(5.52)

С учетом (5.49) коэффициент улучшения для одноканального ЧПАК

(5.53)

При гауссовой аппроксимации энергетического спектра флюкту­ации сигналов ПП

(5.54)

Сопоставляя соотношения (5.20) и (5.54), можно сделать вы­вод о практически одинаковой эффективности одноканального

ЧПАК и системы СДЦ с однократным устройством ЧПК при ус­ловии, что в последней скомпенсирована скорость ветра.

В многоканальных ЧПАК предельные возможности по подав­лению ПП можно оценить по формуле

(5.55)

где — мощность ПП на -м отводе линии задержки,

подключенному к основному входу АК;

–– определитель корреляционной матрицы сиг­налов ПП на входах АК

(индекс 0 соот­ветствует сигналу

на входе прямого ка­нала) ;

— алгебраическое дополнение элемента = 1 в оп­ределителе .

Из (5.55) следует, что в общем случае ЧПАК зависит от его канальности и способа подключения АК к линиям задержки. Для двухканального симметричного ЧПАК в соответствии с (5.55) предельно достижимый коэффициент подавления

(5.56)

а для несимметричного ЧПАК

(5.57)

При однослойной ПП и гауссовой аппроксимации энергетическо­го спектра флюктуации сигналов ПП соотношения (5.56) и (5.57) упрощаются:

(5.58)

(5.59)

С учетом (5.49)

(5.60)

т. е., эффективность двухканального ЧПАК при однослойной ПП практически не зависит от способа подключения АК к линиям за­держки. Полученный результат лишний раз свидетельствует о том, что сравнивать различные системы СДЦ необходимо не по коэффициенту подавления, а по обобщенному показателю — коэф­фициенту улучшения. Так, например, если системы СДЦ на базе устройств ЧПК с двукратным вычитанием и двухканальных ЧПАК сопоставить по коэффициенту подавления, то можно сделать не-

правильный вывод о том, что двухканальный симметричный ЧПАК по эффективности значительно превосходит (примерно на 8 дБ) систему СДЦ с двукратным вычитанием даже при условии, когда в последней скомпенсирована скорость ветра. На самом деле выигрыш не превышает 1,8 дБ (см. (5.21), (5.60)).

При двухслойной ПП относительная эффективность симмет­ричного и несимметричного ЧПАК иллюстрируется графиками, приведенными на рис. 5.33. Из рисунка видно, что при относи­тельной разности радиальных скоростей перемещения слоев ПП , лежащей в пределах 0,4 ... 0,6, эффективность не-

симметричного ЧПАК выше, чем симметричного.

Физически это объясняется тем, что при симметрич-

ный ЧПАК оказывается неработоспо­собным, а несимметричный продол­жает работать как одноканальный

Рис. 5.33. Относительная эффективность подав­ления двухслойной помехи симметричным и несимметричным ЧПАК

ЧПАК при коэффициенте междупериодной корреляции сигналов ПП, равном .

Быстродействие ЧПАК. Быстродействие является важнейшей характеристикой адаптивной системы. В АК этот параметр одно­значно определяется динамической постоянной компенсато­ра. Для одноканального АК

(5.61)

где —время интегрирования в разомкнутой цепи обратной связи (статическая постоянная); оно опреде­ляется полосой пропускания интегрирующих фильт­ров на выходе перемножителей.

Эквивалентная крутизна регулировочной характеристики для квадратурного АК (см. рис. 5.30а):

где —коэффициент усиления соответствующего усилителя;

— коэффициент передачи фазового детектора; — коэффициент передачи интегратора;

-крутизна регулировочной характеристики балансного усилителя, Вт^-1.

Для исключения возможности самовозбуждения АК и потери полез­ного сигнала должно выполняться условие

(5.62)

где —длительность полезного сигнала на входе АК.

При = 100...1000 для выполнения условия (5.62) необходимо, чтобы полоса пропускания интегрирующего фильтра

Отсюда следует, что для узкополосных сигналов полоса пропуска­ния интегрирующего фильтра должна быть уже полосы пропуска­ния согласованного фильтра (УПЧ) в 300 ... 3000 раз.

Время восстановления АК (т. е. время возвращения АК в ис­ходное состояние при исчезновении ПП) определяется статической постоянной и может составлять единицы и более миллисекунд. Поэтому для исключения возможности снижения дальности дей­ствия РЛС на участках пространства, свободных от ПП, целесооб­разно предусматривать в РЛС коммутатор режимов работы.

Ограниченное быстродействие АК приводит к появлению на выходе ЧПАК, а следовательно, и на экране индикатора РЛС некомпенсированных передних кромок ПП. Это обстоятельство существенно снижает возможности ЧПАК в условиях воздействия дискретных ПП, если не приняты соответствующие меры. При ра­боте в условиях отражений от местных предметов одной из таких мер является, например, перевод ЧПАК, в режим СДЦ на радио­частоте с внутренней когерентностью. Это осуществляется путем настройки ЧПАК. на подавление колебаний когерентного гетеро­дина, которые подмешиваются к входному сигналу.