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

В схемах доплеровской фильтрации

Как видно из рис. 8.2, изменение доплеровского смещения частоты помехи F_ДП может быть выполнено набором доплеровских фильтров, АЧХ которых в своей совокупности перекрывают возможный диапазон изменения этой величины. Вместе с тем, поскольку доплеровский набег фазы за период повторения импульсов j_ДП=2πF_ДПТ_И является периодической функцией, то этот диапазон можно ограничить максимальным значением набега фазы j_ДП=2π, соответствующим доплеровскому смещению частоты F_ДП=F_И.

Рассмотрим принцип автоматического измерения доплеровского набега фазы при использовании схемы цифровой фильтрации.

Структурная схема устройства СДЦ с автоматическим измерением F_ДП(j_ДП) представлена на рис. 8.11. С выхода когерентного гетеродина (КГ) колебания промежуточной частоты поступают на фазорасщепитель, формирующий опорные напряжения для фазовых детекторов ФД-1 и ФД-2 двух квадратурных каналов. При поступлении на сигнальные входы фазовых детекторов помеховых радиоимпульсов на частоте видеоимпульсы на их выходах будут модулированы частотой F_ДП. С выходов АЦП-1 и АЦП-2 двоичные коды амплитуд квадратурных каналов направляются на вход схемы ЧПВ, а также в запоминающее устройство, осуществляющее, во-первых, задержку сигналов на один период повторения импульсов T_И для их дальнейшего использования в схеме ЧПВ, а, во вторых, накопление пачки из N помеховых импульсов.

В каждом интервале временной дискретизации, примерно равном длительности импульса РЛС, т. е. с тактовой частотой работы цифрового устройства, двоичные коды амплитуд N помеховых импульсов с двух квадратурных каналов (U₁,V₁,U₂,V₂ …U_N,V_N) поступают на блок доплеровской фильтрации, где выполняются три основных операции:

- дискретное преобразование Фурье пачки помеховых сигналов в интересах формирования спектра помехи, т. е. определения его спектральных составляющих;

- синтез доплеровских фильтров, т. е. умножение результатов дискретного преобразования Фурье на дискретные АЧХ синтезируемых доплеровских фильтров;

- формирование выходных сигналов на выходе каждого из доплеровских фильтров в виде обратного дискретного преобразования Фурье.

Ширина полосы пропускания каждого фильтра может оцениваться по величине доплеровского смещения частоты ΔF_Д или доплеровского набега фазы.

(8.24)

Величина ΔF_Д выбирается, исходя из длительности сигнала, т.е. времени формирования пачки или времени облучения τ_обл.

Допустим, что весь диапазон возможного изменения величины или величины перекрывается восьмью доплеровскими фильтрами, АЧХ которых показаны на рис. 8.12 (в качестве примера частота следования импульсов принята равной 800 Гц).

Синфазная и квадратурная составляющие выходных сигналов каждого из фильтров поступают на объединители квадратур ∑₀…∑₇, выходы которых подключены к дешифратору помехи.

Для определённой длины волны РЛС максимальное значение доплеровского смещения частоты помехи определяется ожидаемым максимальным значением относительной скорости перемещения источника помехи , зависящим от скорости движения корабля-носителя РЛС и скорости ветра. Если, например, принять, что , то в диапазоне λ=5...50см максимальное значение доплеровского смещения частоты помехи изменяется в пределах (600...60) Гц. Полученное таким образом значение определяет число фильтров, в которых можно ожидать появление помеховых сигналов.

Допустим, при λ= 30 см величина F_ДП может находиться в пределах от 0 до 100 Гц; в этом случае помеховые сигналы (рис.8.12) могут иметь место в нулевом фильтре, а также в двух фильтрах (седьмом и первом), смежных с ним. При этом выходы только этих фильтров и подключаются к дешифратору помехи.

Достаточно глубокое перекрытие АЧХ синтезируемых фильтров в общем случае обеспечивает появление помехового сигнала одновременно на выходе по крайней мере двух смежных фильтров. На рис.8.13 в укрупнённом масштабе показаны АЧХ седьмого, нулевого и первого фильтров в пределах величины j_Д= 45⁰. Как следует и рисунка, при доплеровском набеге фазы, равном, например 10⁰, амплитуда помехового сигнала на выходе нулевого фильтра равна величине U₀₂; этот же сигнал на выходе первого фильтра будет иметь меньшую величину U₁₂. В дешифраторе помехи производится измерение этих амплитуд и вычисление величины j_ДП по их соотношению. Для кодирования вычисленного значения j_ДП интервал межпериодного набега фазы от – 45⁰ до + 45⁰ разбивается на дискретные значения. На рис. 8.13 в качестве примера показана дискретизация величины j_ДП в пределах от -7 до +7 единиц; в этом случае каждому измеренному значению величины j_ДП в двоичном коде будет соответствовать четырёхразрядное слово (4-ый разряд -знаковый).

Поскольку в большинстве случаев объекты отражения, формирующие пассивную помеху, характеризуются значительной пространственной неоднородностью, то измеренное в одном дискрете дальности значение j_ДП является величиной случайной. В связи с этим в блоке ДСЧП производят усреднение отсчётов величины j_ДП, измерено на нескольких десятках смежных позиций по дальности. Усреднённая величина в двоичном коде выдаётся в блоки sin и cos, где формируются коэффициенты ожидаемого доплеровского набега фазы помехи sin и cos , которые поступают в блок ЧПВ для компенсации относительного перемещения корабля и источника пассивной помехи.

Тем самым обеспечивается такое смещение АЧХ схемы ЧПВ (рис.8.9), при котором середины провалов АЧХ оказываются совмещёнными с серединами спектров флюктуаций пассивной помехи. На рис.8.12 показана АЧХ схемы ЧПВ при =0, т. е. при j_ДП =0 (сплошная линия), а также при предельных значениях доплеровского набега фазы помехи j_ДП = 45⁰ (штриховые линии).

Двоичные коды остатков череспериодного вычитания, т.е. не скомпенсированных остатков пассивных помех двух квадратурных каналов блока ЧПВ, поступают на объединитель квадратур S (рис.8.11), с выхода которого подаются непосредственно в устройство первичной обработки информации, а после цифро-аналогового преобразования- на индикаторные устройства РЛС.