Амплитудно-частотная характеристика устройства когерентной компенсации мешающих отражений.
Квадрат АЧХ устройства ККМО определяется дискретным преобразованием Фурье от элементов матрицы обработки
. (1)
энергетический спектр междупериодной структуры радиолокационного фона в общем случае состоит из равномерной по спектру помехи
и гребенчатого междупериодного энергетического спектра мешающих отражений
(4)
В этом случае квадрат АЧХ устройства КК МО оказывается гребенчатым и имеет вид режекторной функции:
, (5)
где
− отклонение МО/шум по мощности.
Из последнего выражения видно, что максимальным значениям ЭС МО соответствуют минимальные значения квадрата АЧХ устройства КК МО и, наоборот, на тех частотах, где значения ЭС МО минимальны, квадрат АЧХ имеет максимальные значения. Это соответствует компенсации МО. Следовательно, устройство компенсации МО должно иметь квадрат АЧХ, у которого зоны режекции совмещены по положению на оси частот с зубцами ЭС МО.
Одновременно в оптимальном устройстве КК МО осуществляется декорреляция МО. При этом энергетический спектр фона (с учетом некоррелированности шумов) на выходе устройства КК МО является равномерным:
.
Это означает, что форма зон режекции должна быть согласованна с формой зубцов энергетического спектра МО.
Спектральная интерпретация КК МО поясняется на рис. 9.2.
Рис. 9.2
38. Корреляционное устройство когерентной компенсации мешающих отражений
При корреляционной обработке на радиочастоте устройство внутрипериодной обработки принятого сигнала и когерентной компенсации МО имеет вид (рис. 9.4.):
смеситель, осуществляющий перемножение принятого сигнала с опорным;
фильтр грубой селекции, представляющий
собой полосовой фильтр с прямоугольной
АЧХ
шириной
;
Рис. 9.4
Квадрат АЧХ режекторного фильтра зависит
от вида ЭС флуктуаций МО и при достаточно
больших значениях МО/шумы
определяется зависимостью, обратной
энергетическому спектру флуктуаций
МО:
Рис. 9.5
Поясним с помощью рисунков процесс КК
МО в корреляционном устройстве при
спектральной интерпретации (рис.9.5).
Спектры ОС и МО является гребенчатыми
и рассовмещены по частоте, так как
.
Сигнал на выходе смесителя представляет
ограниченную по времени (до
)
последовательность простых радиоимпульсов
на частоте, близкой к промежуточной.
Спектр такой последовательности является
гребенчатым. В смесителе-перемножителе
произошла свертка сигнала по спектру
и «продукт» этой свертки для МО находится
на частоте
,
а для ОС – на
.
(При этом полагалось, что
).
Для выделения продукта свертки служит
ФГС. Т.к.
,
то удвоенное значение постоянной времени
ФГС
.
Следовательно, каждый радиоимпульс в
последовательности «заполняется»
(растягивается) в ФГС на период ЗС, а
принятый сигнал на выходе ФГС преобразуется
в радиоимпульс длительностью
и энергетическим спектром в виде одного
зубца МО и одного зубца ОС. Таким образом,
с помощью смесителя-перемножителя и
ФГС производится свертка МО и ОС по
спектру, а режекторный фильтр вырезает
зубец свернутого спектра МО, пропуская
на выход свернутый по спектру отраженный
сигнал.
Благодаря свертке гребенчатого на входе смесителя-перемножителя спектра МО в одну спектральную составляющую, режекторный фильтр, имея только одну зону режекции, обеспечивает подавление всех (спектральных составляющих) зубцов энергетического спектра МО. Следовательно, устройство имеет гребенчатую АЧХ вида (рис. 9.6),
Рис. 9.6
где
− квадрат АЧХ устройства внутрипериодной
обработки.
В корреляционном устройстве ККМО на радиочастоте в качестве режекторного фильтра может использоваться цепочка из m последовательно соединенных простейших режекторных фильтров с квадратом АЧХ:
.
Схема такого фильтра изображена на рисунке 9.7.
Рис. 9.7
Его частота настройки
,
а частотная характеристика
,
где
− ширина зоны режекции.
Квадрат АЧХ:
,
(т.к. в области резонанса
и знаменатель в основном определяется
величиной
).
Видно, что квадрат АЧХ этого фильтра
при
и
совпадает с требуемой АЧХ для наилучшего
подавления непрерывных ограниченных
временем наблюдения мешающих отражений
на выходе ФГС при
.
Более детальные исследования, проведенные с учетом влияния шумов, показывают, что условие оптимальности можно обеспечить достаточно строго при произвольном отношении помеха/шумы. Для этого глубина зоны режекции каждого из цепочки режекторных фильтров должна устанавливаться из условия
.
В корреляционном устройстве ККМО на видеочастоте роль простейшего режекторного НЧ фильтра может выполнять дифференцирующая цепь (рисунок 9.8), для которой:
,
где
.
Рис. 9.8
Схема устройства ККМО на видеочастоте показана на рисунке 9.9.
Рис. 9.9
Учет частоты Доплера МО при их
корреляционной когерентной компенсации
может быть осуществлен путем изменения
частоты настройки РФ на
или частоты коррекции
гетеродинного сигнала. Однако, чаще
всего от учета
отказываются, а лишь увеличивают ширину
зоны режекции до величины
.