- •Введение
- •Рекомендуемая литература
- •Раздел 1. Воздействия помех на радиоустройства и радиосистемы (основные понятия и определения)
- •Некоторые характеристики случайного процесса
- •Математическое ожидание, дисперсия и корреляционная функция случайного процесса
- •Стационарные случайные процессы
- •Свойства корреляционной функции стационарного случайного процесса:
- •Эргодический стационарный случайный процесс
- •Раздел 2. Решение статистической задачи обнаружения цели
- •Оптимальный приемник. Критерий Неймана-Пирсона. Критерии принятия решений о наличии цели и цена ошибочных решений
- •Критерии принятия решений о наличии цели и цена ошибочных решений
- •Раздел 3. Реализация оптимального приемника обнаружения цели
- •Радиолокационные умышленные помехи
- •Основные свойства и характеристики пассивных помех
- •1.Организованные пассивные помехи (опп)
- •2. Случайные (неорганизованные) пассивные помехи
- •Раздел 5. Защита рлс от пассивных помех Когерентной обработкой сигнала
- •А. Когерентный метод обработки при непрерывном излучении сигналп
- •Б. Когерентный метод обработки при импульсном излучении сигнала
- •Возникновение “слепых” скоростей и их влияния на работу рлс
- •Когерентно-импульсные системы малой скважности
- •Когерентно-импульсные системы с высокой скважностью
- •Раздел 6. Особенности сдц при взаимном перемещении рлс и облака пассивных помех
- •Раздел 7. Выделение в когерентно – импульсных рлс полезного сигнала фазовыми детекторами
- •«Слепые» зоны дальности (Особенность когерентно-импульсных приемников, вызванная спецификой работы фазового детектора).
- •Механизм образования «слепых» дальностей и способы их устранения.
- •Раздел 8. Взаимодействие сигнала и шума на выходе приемника
- •Раздел 9. Спектральный анализ сигналов, отраженных от движущихся целей и мешающих объектов
- •Различия в спектре сигналов,отраженных от движущейся цели
- •Раздел 10. Защита цели от радиолокационного обнаружения и способы подавления рлс
- •1. Применение противорадиолокационных покрытий
- •2. Постановка активных организованных помех
- •Зона подавления рлс
- •Раздел 11. Оценка эффективности воздействия на рлс активных помех
- •Селекция полезных сигналов по их длительности
Механизм образования «слепых» дальностей и способы их устранения.
Чувствительность фазового детектора к сигналам от движущихся целей определяется модулем производной
(7.4)
Ψ - фазовый угол между векторами – сигнал когерентного гетеродина и - рабочего сигнала.
При однотактной схеме фазового детектора (рис.7.1,а), когда Um.кг >> Um0 напряжение сигнала от движущейся цели определяется формулой (см. вывод ранее)
Ueыx Фд.= KДUт кг + KДUmo cos ψ(t).
Тогда для этого случая
Рис.7.3 Схема однотактного фазового детектора
Зависимость чувствительности однотактного фазового детектора от фазового сдвига сравниваемых в нем напряжений при Umкг>>Um0 показана на рис.7.4.
Рис.7.4. Зависимость чувствительности однотактного фазового детектора
от фазового сдвига сравниваемых в нем напряжений Umкг>>Um0
При разностях фаз, кратных π (что соответствует нахождению сигнала в фазе или противофазе с когерентным напряжением), чувствительность фазового детектора равна нулю, т. е. изменение фазы не приводит к изменению амплитуды на выходе элемента сравнения.
Из-за этого сигналы от движущихся целей, имеющие при сравнении сдвиг по фазе относительно опорного напряжения, кратный 180°, не дадут на выходе фазового детектора изменяющейся амплитуды, т. е. движущаяся цель будет иметь такой же сигнал, как и неподвижная.
Селекция в этом случае невозможна. Такие фазы получили название «слепых»:
, (7.5)
где k = 0, 1,2, 3 ...
Наличие «слепых» фаз приводит к появлению «слепых» дальностей, которые рассчитываются из условия
откуда «слепая» дальность будет
(7.6)
Для улучшения селекции число «слепых» фаз следует уменьшать.
Одна из мер борьбы со «слепыми» дальностями (фазами) – обеспечение равенства на входе детектора амплитуды когерентного напряжения с амплитудой полезного сигнала (Umкг=Um0).
В этом случае (см.7.2) чувствительность фазового детектора Ф1 равна
(7.7)
Эта функция имеет «слепые» фазы (рис.7.5), идущие в два раза реже,
т.к. Ф1 = 0 при , где k = 0, 1, 2, 3, ...
Рис.7.5. Зависимость чувствительности фазового детектора от ψ(t) при
равенстве амплитуд сигнала и когерентного напряжения
Другая мера борьбы со «слепыми» дальностями (фазами) - применение балансного фазового детектора (рис.7.2). Каждое плечо балансного детектора представляет собой однотактный фазовый детектор. Когерентное напряжение подается в плечи детектора синфазно, а сигналы поступают в противофазе. Если на входе балансного фазового детектора полезных сигналов нет, а в обоих плечах действует только когерентное напряжение, тогда на выходе детектора напряжение будет равно нулю. При положительных полуволнах когерентного напряжения диоды Д1 и Д2 становятся проводящими и конденсаторы C1 и С2 заряжаются до одинакового потенциала.
Но так как конденсаторы С1 и С2 в заряженном состоянии оказываются включенными встречно, то выходное напряжение балансного фазового детектора равно нулю. При отрицательных полуволнах когерентного напряжения начинается медленный разряд конденсаторов С1 и С2 (каждого через свое сопротивление нагрузки R1 или R2 ). Так как постоянная времени разрядной цепи каждого конденсатора во много раз больше периода напряжения промежуточной частоты, то конденсаторы C1 и С2 практически не разряжаются за время, когда диоды Д1 и Д2 заперты.
При наличии полезных сигналов, баланс напряжений в фазовом детекторе нарушается, так как сигналы в плечи подаются в противофазе.
Если в одном плече балансного детектора действует результирующее напряжение то результирующее напряжение в другом плече будет
Конденсаторы С1 и С2 заряжаются до напряжений разной величины и, в зависимости от соотношений этих напряжений с выхода балансного фазового детектора снимаются сигналы положительной или отрицательной полярности.
Если чувствительность одной половины балансного фазового детектора (рис.7.2) определяется выражением (7.7), то чувствительность другой его половины равна
(7.8)
Рис.7.6. Зависимость чувствительности балансного фазового детектора от ψ(t):
а - для одной половины детектора; б - для другой половины детектора;
в - для детектора в целом
В целом, чувствительность балансного фазового детектора равна
Эта зависимость, изображенная на рис.7.6,в показывает, что балансный фазовый детектор является наилучшим с точки зрения слепых фаз, поскольку чувствительность ухудшается лишь на 30% в точках кратных π. Для обеспечения условия Umкг=Umo в тракт отраженного сигнала следует ввести ограничитель с уровнем ограничения U0гр=Um.кг.
Кратко поясним это.
Сравнение фаз когерентного напряжения и отраженного сигнала в большинстве случаев производится на промежуточной частоте. Усиление УПЧ приемника когерентно-импульсной РЛС обычно берется несколько большим, и перед фазовым детектором ставится амплитудный ограничитель с уровнем ограничения, равным амплитуде когерентного напряжения.