Главная Промышленная автоматика.

т-я полоска \ дальности


Проекция луча / ДНА на плоскость

Рнс. 7.16. Схема расположения элементов ра.зрешения в полоске дальности

На рис. 7.16 представлена одновременно отражающая поверхность, ограниченная линейным разрешением ЦРСА ру по координате у и шириной ДНА, в два момента времени t-Гт+i и t- -Tm+i-Тз в режиме БО. Отражающие площадки, участвующие в формировании Snit-Xm+i) и Sn{t-im+i-Тз), заштрихованы линиями с различным наклоном, а селектируемая элементарная площадка Sa показана без штриховки. Здесь через Xm+i обозначена задержка сигнала, отраженного от верхней границы (y = ym+i) т-й полоски дальности.

Цифро-аналоговая имитация траекторного сигнала предполагает дискретное представление отражающей поверхности в виде набора элементарных площадок, покрывающих исследуемый объект. На первом этапе рассмотрения вероятностей модели будем считать, что элементарная отражающая площадка объединяет совокупность неподвижных пространственно-некогерентных элементарных отражателей, среди которых нет доминирующих по интенсивности отражения. Другими словами, сигналы от элементарных отражателей площадки независимы, а парциальный траекторный сигнал самой элементарной площадки не содержит стабильной составляющей, обусловленной относительно мощными и когерентными с зондирующим сигналом колебаниями от отдельных отражателей, находящихся в пределах площадки.

В общем случае парциальный траекторный сигнал Sa(0 произвольно выбранной на плоскости OoXgYg элементарной площадки моделируется как единое целое, в котором нельзя выделить составляющие сигналов отдельных элементарных отражателей. Это условие предъявляет требования к выбору размеров элементарной площадки с учетом технических показателей ЦРСА. В частности, размеры элементарной площадки не должны превышать значений разрешающей способности рх и ру по соответствующим координатным осям OoXg и OoYg. Иначе в первом случае качество РЛИ 252



будет определяться шагом дискретизации модели поверхности, а не параметрами ЦРСА, а во втором - парциальный траекторный сигнал не будет соответствовать протяженности одновременно отражающей поверхности по оси ОоУ. Кроме того, размеры элементарной площадки в пределах ру должны быть согласованы с коэффициентом выборки сигнала по дальности kr. Наилучшим с точки зрения экономии вычислительных затрат (объема занимаемой в ЭВМ памяти и количества вычислительных операций) при моделировании сигналов является вариант, отвечающий равенству размеров элементарной площадки значениям р, Ру и kr=\.

Таким Образом, дискретное представление иоверхности исследуемого объекта позволяет задать полезную составляющую Sc(t) сигнала (7.10) парциальным траекторным сигналом элемента разрешения ЦРСА, а помеховую составляющую in (О - суммой парциальных сигналов одновременно отражающих элементарных площадок. При этом статистические характеристики траекторного сигнала (7.10) в целом и его составляющих ic(0. n{t) полностью определяются вероятностными моделями парциальных траекторных сигналов элементарных площадок.

Рассмотрение вероятностной модели парциального траекторного сигнала проведем при перечисленных выше предположениях относительно отражающих свойств элементарной площадки и некоторых доиущениях, введенных в § 1.1:

носитель ЦРСА движется прямолинейно в горизонтальной плоскости с постоянной путевой скоростью Vn,

осуществляется 50, при котором ось ДНА направлена перпендикулярно линии движения носителя;

текущее расстояние Га (t) между ЛА и центральной точкой Лпт{0, ут + ру12,0) исследуемой элементарной площадки Sa в НЗСК (см. рис. 7.17) выражается соотношением, аналогичным выражению (1.9):

Га (О =rnmit) >rnmO+VJI{2rnmo),

гпшо = гпгп{0) = [.iym + pJ2) + hoV;

Ут - наименьшее из значений кординат точек элементарной площадки по оси OoYg. Здесь и далее п определяет положение центральной точки Апт или соответствующсй ей нлощадки ио оси OoXg, а т указывает номер плоскости дальности.

Запишем комплексную огибающую излучаемого сигнала на входе передающей антенны ЦРСА в виде

U,it}U„ei<fZgAt-vT,)- v = 0, ±\, ±2,..., (7.11)

[О, tlO, т„]

- иМПульсная стробирующая функция, которая с точностью до постоянной Uo описывает идеализированную огибающую зонди-



IN +

Проекция пуча ДНА на плоскость

ОаХдУд

Рис. 7.17. Геометрические соотношения для элемента разрешения А

рующего импульса. Парциальный траекторный сигнал формируется элементарной отражающей площадкой Sa, изображенной на рис. 7.17 в плоскости QoXgYg, где Апт. - центральная точка лло-щадки с координатами (О, Ут + Ру/2), Ру = Уш+1-Ут- Штриховкой «а рис. 7.17 выделен элемент поверхности с размерами dxdy в окрестности Л„

Ко.м1плексная огибающая элементарного сигнала, отраженного элементом поверхности dxdy, на входе приемного устройства ЦРСА может быть записаца в фор.ме

s{t, X, y) = UG,{t)E,{x, y)exp[j(o,(0]Sgcl-vr3--T(i/)l. (7.13)

Здесь t/a - .множитель, учитывающий а.мплитуду Uo, коэффициент усиления приемопередающей антенны ЦРСА и ослабление сигнала на трассе распространения в прямом и обратно.м направлениях; т{у) =2{у + ho)/c - задержка отраженного сигнала {у = Ут + ру/2);

o)a(0=-4nKV/(/-„,o) (7.14)

- круговая частота модуляции отраженного колебания по частоте, определяемая выражением (1.15); 8эо(х, i/)=a/%o(x, у) X Хехр (jiji.vy) - выборочное значение комплексной случайной величины, которая учитывает ЭОП азо = Оу{х, y)dxdy элементарной отражающей поверхности размером dxdy и неизвестную начальную фазу фху = фо + ф.ту-4яГт„оД; фху -фаза переотражения от элемента поверхности dxdy; Ga(0 - нормированная ДНА, значение которой принято одинаковым для всех элементарных отражателей в пределах площадки Sa. В последующе.м предполагается, что фаза i)„y = arg 8эо (-», у) равномерно распределена на интервале [-л, я]; распределение модуля \еэо{х, у) \ =аэо{х, у) произвольно, но одинаково для всех элементарных отражателей площадки Sa; математическое ожидание М.{еэо{х, у)} =0, а еэо{х, 254





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

0.0038