Главная Промышленная автоматика.

Во втором случае (рис. 4.16,6) ПФ включается в обработку после цифрового гетеродинирования, обеспечиваемого ЦГ, цифровой демодуляции с помощью ЦГЛЧМ и второго умножителя. Здесь ширина спектра сигнала, подаваемого на второй умножитель (демодулятор ЛЧМ), ограничена лишь полосой пропускания радиотракта РСА, фазового детектора и АЦП, которая существенно шире полосы А/пФ. рассмотренной ранее. Поэтому имеется возможность получения большего количества «правильных» отсчетов на ИС при той же длительности Ti или уменьшения частоты импульсов ЧС (увеличения Т\) в случае сохранения прежнего числа «правильных» отсчетов, так как здесь А/пф =Afc. Последнее снижает требования к объему ЗУ процессора БПФ, скорости его работы, уменьшает длину обрабатываемой импульсной последовательности в БПФ, что приводит к существенному уменьшению массы и габаритов процессора. Однако при этом требуе-.мое быстродействие цифрового демодулятора (ЦГЛЧМ и второй перемножитель) и объем его памяти возрастают в Ai/tti раз по сравнению с первым случаем.

При установке ПФ на входе ЦСО (рис. 4.1б,а) частота следования ЧС на выходе каждого канала возрастает не менее чем на удвоенную доплеровскую частоту [дп.ст, соответствующую средней (центральной) точке кадра РЛИ, которая при ПБО может значительно превышать нужную величину А/пф. В данном случае должно выполняться соотношение

[пФ1 А/пФ+ 2/дп.ст = Afc +Afon+ 2/дп.ст-

При этом

Отсюда следует, что Ti и Ni существенно уменьшаются с увеличением /дпст = 27гоД и при некотором значении /дп ст время Ti =

При указанных выше условиях отпадает необходимость предварительной фильтрации, поэтому можно перейти к структурной схеме ЦСО, приведенной на рис. 4.16,г. Таким образом, реализация алгоритма (4.67в) требует значительного повышения необходимого быстродействия и объема памяти ПФ и БПФ, но несколько снижает требования по указанным параметрам к ЦГ и цифровому демодулятору по сравнению с предыдущим случаем.

В структурной схеме ЦСО, изображенной на рис. 4.16,г, этап предварительной фильтрации отсутствует, поэтому отсутствуют и ограничения на ширину спектра сигналов, обусловленные применением ПФ. Следовательно, при реализации обработки сигналов в соответствии с (4.67г) можно, в принципе, получить «правильные» отсчеты на выходе БПФ в полосе частот AfcAfpcA -Afon, где А/-полоса пропускания приемного тракта РСА до устройства ЦГ. Однако требования к объему памяти и быстродействию ЦСО при условии сохранения одинаковой разрешающей спо-



собности РСА по азимуту оказываются при этом самыми высокими по сравнению со всеми ранее рассмотренными случаями.

При практической реализации рассмотренных алгоритмов ГА целесообразно умножители, обведенные на рис. 4.16 штриховой линией, выполнять в виде одного комплексного умножающего устройства (КУУ). Умножение на весовую функцию в структурной схеме ЦСО, изображенной на рис. 4.16,6, можно осуществлять не только перед процессором БПФ, но и перед ПФ.

Из выражений (4.67а-г), определяющих процедуру цифровой обработки сигналов в РСА методом ГА посредством той или иной структурной схемы ЦСО (рис. 4.16,а-г), следует, что входные сигналы необходимо задерживать на время 7/2. Указанное обстоятельство требует использования ЗУ сравнительно большого объема. Кроме того, во всех ЦСО следует иметь ЦГЛЧМ, который управляется напряжением, пропорциональным определенному значению радиального ускорения. Расчет же Ого значительно сложнее расчета Vro (сравните (4.3) и (4.4) с учетом (4.5)) и требует выполнения большого объема вычислений.

Для уменьшения объема ЗУ и упрощения структуры ЦСО можно предположить способ осуществления демодуляции ЛЧМ-сигналов, не требующий параболической аппроксимации относительного расстояния, который основан на кусочно-линейной аппроксимации фазы опорной функции (4.8). Сущность его сводится к следующему.

Задавшись допустимыми искажениями фазы фи на краях i-x временных интервалов Ati<T, фазу опорной функции можно представить в виде следующего приближенного равенства:

Фоп- S г.срСАг);- (4-68)

В (4.68) Fri,cp(Ai) "~ средняя радиальная скорость ФЦА на i-м временном интервале Ati{ZAti = T); -текущее время на этом

интервале (Ой/г<Д/г). Следовательно, если на всех интервалах Ati (в общем случае различных) в пределах ВИС вьшолняется условие

-г/2-)-гд<;

1.г.ср(А<0А/г/2

J V, (д) dt

-Т/2+

<Ф„, (4.69)

где /д - переменная интегрирования; Уг(д )-текущее значение радиальной скорости ФЦА, то опорная функция будет иметь вид

{H(t)exp[ik 2 F.bcp(AQi], h{t) = h{t,0) Ot.Ati, At, = T, (4.70)

, 0 при >Гс и ;<0.

Соотношение (4.70) показывает, что для расчета опорной функции на каждом ИС достаточно знать интервалы Ati, в пре-148



делах которых выполняется неравенство (4.69), и вычислять Vri,cp(Ati) по значениям радиальной скорости на краях этих интервалов:

Vri,cp{Ati) = (Vr{ii) + Vr{t,+i))/2, (4.71)

где и tj+i-время, соответствующее началам 1-го и (г-Ы)-го интервалов. Расчет величины радиальной екорости на ИС в рассматриваемом случае следует производить часто, так как AtiT. Интервалы Д/, в принципе можно рассчитывать на основе неравенства (4.69) с помощью ЦВМ.

Описанная процедура расчетов получается довольно громоздкой, поэтому для ее упрощения следует принять все интервалы Ati одинаковыми и равными минимальному интервалу Д/щш при максимально возможных значениях радиальных скорости и ускорения для носителя РСА. При этом в выражениях (4.68) - (4.71) следует заменить Ati на Дтш. По и в этом случае для определения Д/min необходимо решать интегральное неравенство типа (4.69). Рещение такой задачи аналитически также сопряжено со значительными вычислительными трудностями.

Определение интервала Д/min, в котором можно считать V,.i,cp?» const, значительно упрощается, если исходить из рассмотренной ранее параболической аппроксимации (4.7) относительного расстояния ФЦА.

Обозначим через ti момент времени, в который ФЦА находится в точке / (рис. 4.3), а момент нахождения его в точке 2 - через /2, причем /2-<i = Д/min. Тогда, приняв точку / за начало пространственного ИС L, можно установить, что

Д/mln<

2Лфа

л Ого

(4.72)

где Тг = Т+ 2[Vricp{Atmin) - VroJ/flro. Если траектория ФЦА симметрична относительно опорной точки Ао, то для середины ИС из (4.72) можно найти

;К2Яф„/(ла,о). (4.73)

mln-

Минимальные значения частоты IMmin (в Гц) расчета радиальной скорости на носителе РСА для различных величин «го и Фи, определенные по формуле (4.73), приведены в табл. 4.1. Ана-

Таблица 4.1

Ф„, рад

Фи. рад

л/16

л i6

25,3

36,5

51,6

51,6

73,0

103,3

36,5

51,6

73,0

57,7

81,7

115,4

44,7

63,1

89,4

63,3

89,5

126,5

----





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

0.0049