Главная Промышленная автоматика.

Отраженный сигнал Si!x)


Сигнал РЛИ одиночной точечной цели ! i!Xl

Рис. 1.7. Изменение параметров траекторного сигнала в процессе обработки

ной функции не зависит от постоянной начальной фазы. В тот момент, когда центр интервала синтезирования совпадает с траверзой цели (положение 1 ЛА, рис, 1.7,е), в результате перемно.жения центральной части траекторного сигнала и опорной функции, что соответствует сложению законов изменения фазы опорной функции (рис. 1.7,s) и сигнала (рис. 1.7,г), сигнал прон.зведения оказывается сфазированным (рис. 1.7,(9). При этом интеграл (1.22) имеет максимальное значение (рис \Л,е,л). В любом случае, когда сдвиг центра интервала синтезирования относительно траверза х>0, сигнал произведения имеет линейно изменяющуюся фазу (положение 2 ЛА, рис. 1.7,ж,з,.1; положение 3 ЛА, рис. 1.7,и,к,л).



Естественно, присутствие аддитивного шума в принятом сигнале li{t) вызывает искажение СДН, т. е. искажение формируемого РЛИ точечной цели. Однако в процессе обработки отраженный сигнал st{t) накапливается после фазирования когерентно, а шум - случайным образом, что обеспечивает улучшение отношения сигнал-шум на выходе системы обработки РСА, как во всяком согласованном фильтре.

Из анализа (1.21), (1-22) и СДН на рис. 1.7,л следует, что реакция РСА на одиночную точечную цель при Н{х) = 1 имеет существенные боковые лепестки, максимумы которых составляют примерно -13 дБ по отношению к главному максимуму. Для их уменьшения можно использовать надлежащим образом выбранные весовые функции, роль которых в теории антенн хорошо изучена. Так, при усеченной гауссовской весовой функции

Я(.г) =е.хр(-ах2), -L/2xL/2, a>n/L СДН описывается выражением

(х) « иУФ ехр [-2лх/Сго / а) ]. (1.23)

На рис. 1.8 для сравнения показаны СДН (рис. 1.8,6) при равномерной и гауссовской весовых функциях (рис. 1.8,а). Такие весовые функции охватывают широкий диапазон реально используемых весовых функций. Следует отметить, что весовые функции несколько нарушают оптимальность обработки по критерию максиму.ма отношения сигнал-шум, что приводит к небольшому его ухудшению.

Анализ СДН позволяет определить ряд потенциальных характеристик РСА. Так, потенциальная разрешающая способность по критерию Релея па уровне 3 дБ может быть оценена шириной рх СДН при равномерной весовой функции. Обычно считают [1,2], что ширина СДН равна абсциссе первого нуля СДН (рис. 1.8,6):

p., = W(2L), (1.24)

где Рх - разрешающая способность РСА вдоль линии пути. При обработке сигнала с весовой функцией, отличающейся от равномерной, разрешающая способность ухудшается. Так, при гауссовской весовой функции (рис. 1.8) разрешающая способность

Рхг~0,6ХгоКа/л>р.х-.

НГх)

-L/7.

L/2 X

Рнс. 1.8. Весовые функции и СДН




Если используется весь раскрыв реальной антенны для формирования СДН, т. е. когда L = Lm, разрешающая способность вдоль линии пути

Pxo = W(2L„)=da/2,

где da - горизонтальный размер реальной антенны РСА. Здесь учтено, что ширина ДНА при равномерном распределении поля в раскрыве

Qs = Uda. (1.25)

Иногда при анализе или расчетах удобнее использовать угловое разрешение РСА ру = рх/го = к/{2L) или разрешение РСА по азимуту, т. е. угловое разрешение в плоскости земной поверхности

Р ij) = Px/Ui = Py/sin Уо = Рх/(rosin 7о) = V(2Lsin уо), где Ру и рф-потенциальное угловое разрешение РСА и разрешение РСА по азимуту на уровне 3 дБ. Часто ro3>/io- Тогда, положив ho = 0, уо = л/2

pyp%l{2L). (1.26)

Следует подчеркнуть, что в соответствии с (1.25) и (1.26) при одинаковых размерах реальной и синтезированной апертур антенны (da = L) разрешающая способность или ширина ДНА с синтезированной апертурой приблизительно в 2 раза меньше, чем с реальной. Это объясняется тем, что закон изменения фазы по рас-крыву при синтезировании апертуры соответствует двойному изменению расстояния до цели, в то время как в реальной антенне - однократному.

Точность оценки координат объектов по РЛИ связана с разрешающей способностью РСА. Потенциальная точность определения местоположения одиночной точечной цели по азимуту (вдоль линии пути) при большом отношении сигнал-шум в случае, если специальные меры не принимаются, характеризуется среднеквадратической ошибкой (СКО) СТ.г-, причем Gx Рх/2 [25, 26].

Для детального рассмотрения процесса обработки принятого сигнала li{t) в соответствии с (1.17) вплоть до получения сигнала РЛИ Ji{r\) весь процесс целесообразно разделить на ряд элементарных операций, последовательность которых иллюстрируется рис. 1.9. В начале смесь отраженного сигнала s,(/) и шума n{t) для данного временного сдвига r] = xlVn умножается на опорную функцию fi{t). При этом, во-первых, происходит демодуляция

S£«+») -

-112

Рис. 1.9. Последовательность элементарных операций при обработке траекторного сигнала





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

0.004