Отношение сигнал/помеха на выходе устройства когерентной обработки одиночных сигналов известной формы.
Мощность сигнальной составляющей выходного сигнала устройства когерентной внутрипериодной обработки (как корреляционного, так и фильтрового) определяется выражением:
Мощность шумовой составляющей этого сигнала:
При этом:
Следовательно:
Таким образом, отношение сигнал/помеха:
Его
максимальное
значение
имеющее место при нулевых расстройках
определяется лишь спектральной плотностью
внутренних шумов приемника
и энергией одиночного отраженного
сигнала
Это отношение не
зависит
от вида закона модуляции отраженного
сигнала.
Увеличение
расстроек
и
приводит к уменьшению отношения
сигнал/помеха. Расстройки считают
допустимыми,
если эти расстройки не превышают по
абсолютной величине половину ширины
главного лепестка функции неопределенности
одиночного зондирующего сигнала
в соответсвующих измерениях:
Эти соотношения представляют собой условия некритичности:
- внутрипериодной корреляционной обработки к времени задержки и частоте коррекции опорного сигнала;
- внутрипериодной фильтровой обработки к времени селектирования выходного сигнала оптимального фильтра и к частоте его настройки.
Очевидно
,
что при длительности
одиночного
сигнала,
удовлетворяющей условию:
необходимость в компенсации частоты Доплера отраженного сигнала при внутрипериодной обработки отсутствует.
Внутрипериодная когерентная обработка обеспечивает следующий выигрыш в отношении сигнал/помеха:
– отношение
сигнал/помеха на входе устройства
когерентной внутрипериодной обработки.
-
ширина полосы пропускания высокочастотной
части приемника, предшествующей
устройству обработки.
В общем случае, когда радиолокационный фон представляет собой аддитивную смесь внутренних шумов приемника, активной шумовой помехи и мешающих отражений, отношение сигнал/помеха равно:
Мощность МО на выходе коррелятора или фильтрового устройства ВПО:
37. хар-ка междупериодную обработку принятого сигнала и ачх.
В общем случае обработка принятых сигналов в РЛС представляет собой сочетание внутрипериодной и междупериодной обработки. Одиночные отраженные сигналы имеют известную форму внутри периода и обрабатываются корреляционным или фильтровым способом. К сожалению, внутрипериодная обработка не изменяет (не уменьшает) мощности мешающих отражений (МО), т.к. МО имеют шумоподобную внутрипериодную структуру. МО маскируют отраженный сигнал. Поэтому нецелесообразно ограничиться построением оптимального обнаружителя для одиночных сигналов. Необходимо провести междупериодную обработку одиночных сигналов, прошедших внутрипериодную обработку, и извлечь пользу из факта коррелированности отраженных сигналов (когерентно накапливать их) и мешающих отражений (когерентно компенсировать их).
Существенным отличием задачи синтеза и анализа обнаружителя последовательности отраженных сигналов от задачи обнаружения одиночного сигнала известной формы является статистический (междупериодный) характер помех и сигнала, флуктуации которых (амплитудные и фазовые) проявляются в течение длительности последовательности.
Итак на устройство междупериодной
обработки поступают
принятых одиночных сигналов, прошедших
внутрипериодную обработку, характеризующихся
комплексной амплитудой
,
в момент формирования корреляционного
интеграла
.
Можно показать [1], что квадрат АЧХ
устройства, осуществляющего когерентную
ВПО и МПО, представляется в виде
произведения квадратов АЧХ устройств
ВПО
и МПО
:
.
Кроме того, квадрат АЧХ устройства МПО
можно представить в виде произведения
квадратов АЧХ последовательно соединенных
устройств когерентной компенсации
мешающих отражений (ККМО)
и когерентного накопления отраженного
сигнала (КНОС)
:
.
Причем, квадрат АЧХ устройства ККМО
обратно пропорционален энергетическому
спектру фона
с учетом ВПО:
,
а квадрат АЧХ устройства КНОС согласован с энергетическим спектром ОС, прошедшего устройство ККМО:
,
где
− энергетический спектр ОС на входе
устройства обработки.
Таким образом, квадрат АЧХ устройства когерентной обработки принятого сигнала имеет вид:
.
Если основываться на допущении о возможности разделения обработки на внутрипериодную и междупериодную, а также руководствоваться принципами МПО, можно изобразить структурную схему обработки принятого сигнала, представленную на рисунке 9.1.
Рис. 9.1
Рассматриваемое устройство имеет в своем составе устройство внутрипериодной обработки (УВПО), УККМО (декорреляции и подавления фона), когерентный и некогерентный накопители.
Когерентная компенсация (КК) мешающих отражений (МО) осуществляется на первом этапе междупериодной обработки (МПО). Матрица обработки этого этапа определяется обратной корреляционной матрицей фона:
.
Физической основой КК МО является
различия в доплеровских смещений по
частоте МО
и ОС
и сравнительное время корреляции
флуктуаций МО, позволяющее получить
дискретную гребенчатую структуру
энергетического спектра МО. Причем
различия в частотах Доплера больше
ширины зубцов спектра МО и ОС:
,
.