Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Принцип подавления пассивных помех

Опорное напряжение когерентного гетеродина, которое подаётся на один из входов фазового детектора в станциях с внутренней когерентностью (рис. 8.4), может быть представлено следующим выражением

(8.5)

На сигнальный вход фазового детектора подаётся отражённый сигнал

(8.6)

Амплитуда видеосигналов на выходе фазового детектора

(8.7)

где: φ₀ - начальная фаза высокочастотного заполнения отражённых сигналов, определяемая удалением объекта отражения Д₀ в момент времени t =0;

t - текущее время облучения объекта отражения;

2 πF_Дt = φ_Д - текущий доплеровский набег фазы в момент времени t (8.4).

Видеоимпульсы с выхода фазового детектора прямым путём и через линию задержки (ЛЗ) на период следования Т_и подаются на вход схемы череспериодного вычитания (Σ).

Величину видеосигнала, принятого в момент времени t и задержанного в линии задержки, запишем в следующем виде:

а величину видеосигнала, поступившего в момент времени t+T_И на вход 1 схемы вычитания

Учитывая, что

,

результат череспериодного вычитания амплитуд видеоимпульсов пачки отражённых сигналов может быть представлен следующим выражением:

(8.8)

Абсолютное значение величины является передаточной функцией схемы череспериодного вычитания (ЧПВ), определяющей её амплитудно-частотную характеристику

(8.9)

Если объект отражения неподвижен (V_Р =0; F_Д =0; j_Д=0), то в процессе его облучения разность начальных фаз каждого из излученных и принятых сигналов будет одинаковой, амплитуды смежных импульсов пачки на выходе фазового детектора будут равны и при череспериодном вычитании одинаковых амплитуд смежных импульсов пачки на выходе схемы ЧПВ сигнал будет отсутствовать; этому условию соответствует значение коэффициента передачи схемы ЧПВ К(F_Д). При этом сигналы мешающих отражений от неподвижных объектов будут полностью подавлены и не будут поступать на индикаторные устройства и в устройство первичной обработки информации.

Рассмотрим спектральное представление процесса подавления мешающих отражений схемой ЧПВ (рис. 8.5). Допустим, что РЛС излучает бесконечную последовательность прямоугольных радиоимпульсов длительностью τ_И с частотой повторения F_И на несущей частоте f_Н. При отражении этой последовательности от неподвижного объекта, флюктуации отражающей поверхности которого отсутствуют, спектр помехи, т. е. спектр отражённых помеховых импульсов, полностью соответствует спектру зондирующих импульсов и носит дискретный линейчатый характер. (Близким к таким идеализированным условиям наблюдения может явиться, например, облучение скалистого берега при неподвижной антенне РЛС с неподвижного корабля). В этом случае энергия помеховых сигналов сосредоточена в совокупности гармонических составляющих спектра, отстоящих друг от друга по частоте на величину F_И.

Как следует из формулы (8.9), коэффициент передачи схемы ЧПВ К(F_Д) обращается в нуль при F_Д = kF_И, где k= 0,1,2.... Таким образом, схема ЧПВ представляет собой гребенчатый фильтр с зонами подавления (режекции), отстоящими друг от друга по частоте на величину F_И. Следовательно, в рассматриваемых идеализированных условиях наблюдения спектральные составляющие помехового сигнала будут совпадать по частоте с точками АЧХ схемы ЧПВ, где К(F_Д) =0, и будут полностью подавлены. На выходе схемы ЧПВ сигналы мешающего отражения будут полностью отсутствовать.

Более того, как видно из рис. 8.5, будут существенно подавлены сигналы помех от медленно перемещающихся объектов, имеющих малые значения доплеровского смещения частоты F_ДП. Области АЧХ, примыкающие к нулевым значениям функции К(F_Д), называются зонами режекции. Под шириной зоны режекции понимается такой диапазон доплеровского смещения, при котором мощность сигнала на выходе схемы ЧПВ составляет 25% от мощности, соответствующей максимальному значению функции К(F_Д). Иными словами, в пределах зоны режекции подавление сигнала составляет более 4 раз, т.е. 6 дБ.

Вместе с тем, форма АЧХ схемы ЧПВ оказывает вредное влияние на прохождение полезных сигналов, отражённых от движущихся целей. Зависимость величины коэффициента передачи схемы ЧПВ от величины доплеровского смещения частоты полезных сигналов F_ДЦ =2V_РЦ/λ означает его зависимость от радиальной скорости цели; эта зависимость К(V_РЦ) называется скоростной характеристикой схемы ЧПВ. Таким образом, и коэффициент передачи схемы ЧПВ, и коэффициент передачи устройства селекции движущихся целей (СДЦ), и коэффициент передачи приёмного устройства в целом, а следовательно, и дальность действия РЛС являются функциями скорости цели.

Как видно из рис. 8.5, энергетические потери полезных сигналов отсутствуют, и передаточная функция принимает максимальное значение лишь в отдельных точках, удовлетворяющих условию

, где k₁=1,3,5.

Это условие выполняется, если скорость цели равна

Такие скорости цели называются оптимальными. Например, если длина волны РЛС λ=0,1м, а частота повторения импульсов F_И=700Гц, то энергетические потери полезных сигналов в схеме ЧПВ будут отсутствовать лишь при следующих значениях радиальной скорости цели: 17,5; 52,5; 87,5... 367,5; 402,5; 437,5... м/с.

Наряду с этим, при доплеровском смещении частоты отражённых от цели сигналов, равном или кратном частоте повторения импульсов F_ДЦ = k₂F_И, коэффициент передачи равен нулю, т. е. Полезные сигналы будут полностью подавлены. Этому условию соответствуют значения скорости цели

, где k₂=1,2,3… (8.11)

(Очевидно, что значение k₂=0 соответствует неподвижности объекта, который рассматривается как источник мешающих отражений, т. е. V_РП=0). Такие скорости цели называются "слепыми". В условиях рассмотренного ранее примера "слепые" скорости цели равны 35, 70, 105... 350, 385, 420...м/с; при этих значениях V_РЦ отражённые сигналы будут подавлены схемой ЧПВ. Более того, будут существенно подавлены сигналы от целей, движущихся со скоростями, близкими к "слепым".

С временной точки зрения при "слепой" скорости цели её удаление за период повторения импульсов изменяется на λ/2. Так как колебания проходят двойной путь до цели и обратно, то общий путь изменится на λ, а начальная фаза высокочастотного заполнения отражённого импульса - на 2π. В этом случае фазовый сдвиг между опорным напряжением и обоими смежными импульсами пачки остаётся одинаковым. Поэтому на выходе фазового детектора оба импульса будут иметь одинаковую амплитуду и на выходе схемы ЧПВ полезные сигналы будут отсутствовать. То же самое происходит при изменении расстояния до цели за время T_И на k₂ λ/2.

В общем случае, когда скорость цели не является ни оптимальной, ни "слепой", имеют место энергетические потери, величина которых зависит от отношения К(V_РЦ)/ К(V_РЦОПТ) и оценивается коэффициентом "скоростных" потерь

[дБ] (8.12)

"Скоростные" потери являются одной из составляющих суммарных энергетических потерь L_S, учитываемых при оценке дальности действия РЛС (6.8) в режиме защиты от пассивных помех.