Главная Промышленная автоматика.

но-временную обработку напряженности принимаемого поля при решении задачи СДЦ:

/со (/, 9) =<k ехр {-яГ (;f-/до-/дц) ==1-(9-9ц) X

X {О,5ЛГш+ехр[-/2п-9=/А0гг+2/9]}-. (3.64)

Из (3.64) следует, что при обнаружении движущейся цели на фоне земной поверхности в РСА нельзя отдельно выполнить пространственную и временную обработки, поскольку каждой частоте принимаемого сипнала / должна соответствовать определенная пространственная обработка, т. е. необходимо выполнить пространственно-временное сжатие сигнала, аналогичное сжатию модулированного по частоте или фазе сигнала.

При большом интервале синтезировапня можно считать, что Fco(f, Q) отлична от нуля только вблизи частот f = /дo-ffдц, т. е. алгоритм обработки ъа времени осуществляется уэкополосньш до-плеровоким фильтром с характеристикой Рф()=б(/-[до-/дц). Учитывая также, что для РСА уровень помех обычно существенно превышает уровень белого шума (Ап:Лш), получаем только пространственную обработку с характеристикой

ехр {-(9-9„)Ve2j ехр(2 902--[4яМЛ/до+/д„)/(2?У.)19}, (3 65)

при /дц;

О, при до+/дц-

Первый экспоненциальный сомножитель (3.65) соответствует алгоритму согласованной с сигналом пространственной фильтрации, а второй - алгоритму пространственной режекции помехи, который «выбеливает» пассивную помеху. Напомним, что временные частоты характеризуются доплеровской частотой, а фильтр доплеровских частот - это селективная система по временной частоте. Пространственные частоты характеризуют направление прихода радиоволн, поэтому приемная антенна по аналогии с до-плеровским фильтром, является фильтром пространственных частот как согласованным, так и режекторным.

Таким образом, оптимальный алгоритм СДЦ (3.64) состоит в согласованной с сигналом цели временной фильтрации путем настройки доплеровского фильтра на частоту ф = /до-Ь[дц, режекции (выбеливания) по пр.остранству сигнала помехи и согласованной по пространству фильтрацией полезного сигнала. Дифференцируя второй сомножитель (3.65) по 9, легко убедиться, что он достигает своего минимального значения в направлении 9т1п = 9ц- -VJVt. Физически это означает, что на выходе согласованного с сигналом по времени фильтра (узкополосного доплеровского фильт1ра, настроенного на частоту /ф = fдo-/дц) прИсутствует сигнал, отраженный от движущейся цели с координатой 9ц, и сигнал, отраженный от участка местности, находящегося под углом Эм = 9ц-Кц/Кт, т. е. смещенного от цели «а угол Дв=-УУт. Поэтому при направлении минимума ДН приемной антенны тюд уг-



лом 0niin будет происходить подавление помехи (пространственная режекция помехи) ;и выделение сигнала.

Отношение сигнал-помеха, которое характеризует эффективность СДЦ, на выходе оптимальной системы определяется выражение [i23]:

qou.= И/ц(/.0)/со{/. Q)dfdQ,

из которого после подстановки выражений для fu(/, 0) п fco(f, 0) и интегрирования можно усгановить, что при отсутствии внутренних шумов (Лш = 0) опт стремится к бесконечности и вероятность обнаружения движушейся цели близка к единице. Этот факт объясняется тем, что при оптимальном выбеливании помехи отличия в центральных частотах пространственных спектров помехи и цели (при одинаковой форме и ширине) приводят к появлению сигнала цели на других значениях пространственной частоты. Такой же эффект получается в области временных частот. Если цель хотя бы немного выходит из спектра помех, то она может быть обнаружена с вероятностью, равной единице.

Обозначив через qi = 2Nn/Nm отношение помеха-шум, а с = = 2ЕияйаТ/Ыш - отношение сишал-шум, выражение для опт получим в виде

qon. - Qo Gn (0ц) Й ( -2я (/-/до-/дц)-

- оо

- 2 (9 - 0ц)2/02} 11 -f ехр [ -/VА - 2 вДб +

+ 2vf9]}-d/rf0. (3.66)

На рис. 3.29 приведены некоторые результаты вычислений опт по срорме (3.66) при следующих значениях параметров: с = 1; р=100; 7 = 0,1 с; da = dn=l; Ут = 300 м/с. Анализ зависимостей показывает, что при 0ц = О направление движения цели не влияет на отношение сигнал-помеха. При ОцтО движение цели от самолета (1ц>0) приводит к тому, что при малых скоростях движения (1/ц<;1 м/с) обнаружение движущейся цели происходит с более низкой вероятностью, чем неподвижной. Эта закономерность объясняется соотношениями спектров цели и спектральной плотности помехи и подробно была рассмотрена ранее (см. рис. 3.28).

Рис. 3.29. Зависимость отношения сигнал-помеха от скорости цели на выходе оптимального селектора

1 - = 0

2-вц = -Ва/4

-

-15- ~W -5-

10 Ми,,» 1С



3.6. СЕЛЕКЦИЯ ДВИЖУЩИХСЯ ЦЕЛЕЙ В МОНОИМПУЛЬСНЫХ РСА

Оптимальный пространственно-временной алго)ритм селекции движущихся целей, обладающий высокими потенциальными характеристиками, сложен в практической реализации, особенно при небольшом размере приемиой антенны. Лоэтому в настоящее время используют квазиоптимальный алгоритм СДЦ, заключающийся в том, что пространственная обработка осуществляется разностной диаграммой направленности, а временная - согласованной со спектром сигнала системой доплеровской фильтрации Отличие режима СДЦ от режима получения РЛИ местности состоит только в форме ДН приемной антенны. Следовательно, путем изменения ДН приемной антенны можно перейти из режима получения РЛИ местности в режим СДЦ. Практически это удобно сделать на основе моноимпульсной антенны, суммарный канал которой используют для получения РЛИ местности, а разностный - для селекции движущихся целей [1].

Разностную ДН моноимпульсной антенны удобно аппроксимировать зависимостью вида (рис. 3.30):

G (6) = (е-бр) ехр {- (О-бр) Щ\}1да, (3.67)

где 6р - угловое положение равносигнального направления (РСН) или нуля диаграммы направленности. При этом пространственно-временная частотная характеристика моноимпульсного селектора без учета компенсации фазы сигнала, отраженного от центра зоны облучения, имеет вид:

if, 6) = (е-бр) ба- ехр {- (е-бр) vea} х

Хещ{-пЧЦМф)}, (3.68)

где /ф = 2Ут9рД - частота настройки узкополосного доплеровского фильтра, которая пропорциональна угловому положению РСН антенны, а переходная характеристика (весовой вектор) системы обработки, определяемая как двумерное преобразование Фурье (3.68), списывается выражением:

lie{t, Ха) = (xaXld\)exp{-x\/d\-]2nXaQplK} X

Хехр{-VT=-]2л[фО/Т, (3.69)

в котором первые два сомножителя liu{xa) = iXaX/d\)exp{-x\/ da-] 2nXaQplK} определяют пространственную фильтрацию, а последующие /1ф{1) =exp{-t/ -]2л[ф/}/Т - временную (доплеровскую) или Ae{t,Xa) =

Рис. 3.30. Диаграммы направленности передающей и приемной Од антенн при СДЦ





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

0.0037