Главная Промышленная автоматика.

дом канале дальности в отсутствие ПФ необходимо было бы реализовать соотношение

J{m, q] = {l/N)

X exp{-}2npi/N)

ГЛ"-1

, (2.25)

2 him, k]exp{-i2nki/N) L k=o

где N-Nq-{-N6-I, что и является соответствием выражению (2.24) в области цифровых сигналов. При этом следует иметь в виду, что опорная функция Яб{т, k} включает Я{т, k} и Лб-1 дополнительных нулевых по значению отсчетов.

В случае использования двухступенчатой системы обработки предварительная фильтрация осуществляется в соответствии с (2.3), а преобразование типа (2.25) производится над выходным сигналом ПФ ii{m, р,}:

J{m, q}={l/N,)

у. ехр и 2л ik/Ns)

S 1 [m, л) X

Lpi=o

X exp { - ] 2л pT i/Ns}

N,-l .

2 /гз(".}ехр(-]2лг/Лз)

, *=o

(2.26)

Здесь 9=0, 1, 2,..., N-l; Ыз - Ы2-\-Ыб-1 -число отсчетов цифровых сигналов на входе и выходе ДПФ; Лз{т, k}-опорная функция, которая определяется соотношениями

к{т, k], k = 0, 1, 2..... Л2-1;

О, k>N..

Имеет смысл еще раз подчеркнуть, что опорная функция Яз{т,к} имеет лишь Лг ненулевых по значению отсчетов.

Процесс вычисления ДПФ практически всегда основывается на алгоритме быстрого преобразования Фурье (БПФ), Алгоритмы БПФ (например. Кули - Таки, Винограда и т. д.) реализуются в структуре (процессор БПФ) или в форме программы для ЭВМ (стандартные подпрограммы БПФ), В связи с тем, что кольцевая свертка выполняется с использованием алгоритмов БПФ, ее называют высокоскоростной или быстрой. Отсюда способ обработки сигналов ЦРСА, основанный на использовании двойного БПФ, получил название быстрой свертки (БС) [8, 25, 26].

Выражение, с помощью которого описывается весь процесс цифрового синтезирования апертуры аитеииы способом БС при двухэтапной обработке сигналов, имеет следующий вид:

N\-l i=0

2 exp (]-2Я(9/Лз)

3 ехр{ -]-2я17Лз) X

. *=о

3 Лз{т, }ехр{ -i2nkilNs)

(2.27)




Рнс. 2.8. Структурная схема цифровой системы при обработке способом быстрой

свертки

Соответствующая этому способу структурная схема ЦСО представлена на рис. 2.8.

Распределение сигнала g{m, р) по каналам дальности в рассматриваемом счучае, равно как и предварительная фильтрация, осуществляется таким же образом, как и в случае обработки сигналов способом ПС. В связи с этим структура ПФ может остаться неизменной. Сигнал с выхода ПФ поступает в память второго этапа, что также является аналогией способу ПС. Однако в памяти ФС накапливается не Лг отсчетов комплексного сигнала, как это было в случае использования способа ПС, а N3 отсчетов, т. е. на Лб-1 отсчетов больше. Эти Лз отсчетов сигнала g{m, pi} поступают в процессор БПФ, на выходе которого формируются N3 отсчетов сигнала ДПФ.

Опорная функция ФС 112{т, к} дополняется No-1 числом нулевых отсчетов, заранее преобразуется с помощью процессора БПФ в Лз отсчетов сигнала ,ЦПФ и хранится в постоянной памяти в виде комплексных коэффициентов (рис. 2.8). Далее ДПФ сигнала и опорной функции перемножаются, и результат перемножения поступает в процессор БПФ, который осуществляет обратное ДПФ. В результате вычисления модуля комплексного сигнала, поступающего с выхода процессора БПФ, образуется Лз отсчетов выходного сигнала ЦСО РСА, нз которых лишь первые Ne отсчетов являются «правильными», т. е. сигналом РЛИ. Эти отсчеты цифрового сигнала РЛИ направляются в ЦСИ.

Процесс формирования строки РЛИ по азимуту в рассматриваемом случае обработки принимаемого сигнала i{m, р} иллюстрируется рис. 2.9. Строка РЛИ складывается из групп отсчетов, каждая из которых образуется за один цикл обработки, состоит из Лб отсчетов и по существу формируется на перекрывающихся интервалах синтезнровання. После образования группы из Ne отсчетов по мере полета ЛА Ns новых отсчетов сигнала «вытесняют» из памяти ЦРСА столько же устаревших, и цикл обработки повторяется.

Запись сигнала ii{m, pi} в память второго этапа производится строками по дальности, считывание - строками по азимуту. В отличие от обработки сигналов способом ПС в данном случае считывается N3, а не Мг отсчетов, и обновление отсчетов в памяти производится не по одному, а группами по Лб отсчетов.



Строка парцаалоного кадра qO 1 2

0 12

Отсчеты сигнала РЛИ J{m,q}

Отсчета/ ДПФ опорной функции

Отсчета! ДПФ сигнала Ц,{т,р,}

Отсчеты сигнала iilrnp)


р,=0 1 2

«£=3

N,-8

N. = 10

Обратное 5ПФ

хххххххххх I Т г Т т г Т t Т Т Т

Прямое БПФ

Рис. 2.9. Схема формирования отсчетов РЛИ при обработке способом быстрой

свертки

Парциальные кадры

Строки РЛИ

Паласа одзора

ЦСО, в которых за один цикл обработки формируется несколько отсчетов сигнала РЛИ, называют многолучевыми. Если рассматривать при этом все Nr каналов по дальности, то становится ясно, что РЛИ формируется кадрами в Лб отсчетов по азимуту и Nr отсчетов по дальности. Кадры РЛИ, которые формируются за один цикл обработки, называются парциальными [25, 26]. По мере полета ЛА парциальные Рис. 2.10. Схема формирования РЛИ кадры выстраиваются в полосу, при обработке сигналов способом как ЭТО показано на рис. 2.10. Та-быстрой свертки КОЙ способ формирования РЛИ

называется покадровым. Емкости постоянной памяти и оперативной памяти ПФ при обработке способом БС остаются такими же, как и в случае обработки способом ПС. Однако емкость памяти на втором этапе увеличивается в связи с тем, что приходится хранить в памяти на fб-l большее число отсчетов комплексного сигнала:

M2=2NshNr2{N2+N6-l)hNr.

(2.28)

Общая емкость памяти Mj также возрастает по сравнению со способом ПС:

Msc = 2UNr{ni+N,)=Mno+2{N,-l)hNr.

(2.29)





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [19] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

0.0036