|
| |
|
Слаботочка Книги руемого ЛЧМ импульса, поскольку фильтр сжатия не изменяет ширины спектра. Активный, способ требует строгого соответствия между законом модуляции и структурой фильтра сжатия. При пассивном способе этого  несоответствия иет, так как генерирование ЛЧМ сигнала производится тем же фильтром, что и сжатие. Пассиввдй способ ф(Ч>м рования применяется более широко, хотя и сопровождается нежелательными выбросами и спадами огибакщей, которых можно избежать лрн активном способе. Заметим также, что боковые лепестки сжатых импульсов достаточно слабые (первые боковые лепестки меньше максимального на 13дБ), ЧТ0&1 их можно было отличить от главного и этим избежать неоднозначности отсчета дальности, но помешать разрешению соседних целей они могут. С этой точки зрения фазоманипулированные импульсы лучше: после сжатия боковые лепестки имеют равные, но более низкие, чем на 13 дБ, уровни. 17.3. Формирование и оптимальная обработка зсиианипулироваи-ных сигналов. Внутриимпульсная фазовая манипуляция означает, что зондирующий импульс длительностью Ти может быть представлен  Рис. 3.11. Зондирующий импульс с внутренней фазовой манипуляцией. соприкасающимися п парциальными (частичными) импульсами, каждый из которых имеет длительность т - tjn и сдвинут по фазе относительно предыдущего парциального импульса на определенный угол Аф. В наиболее распространенной -- противофазной - системе этот сдвиг равен нулю или я. В случае Дф = О двоичный код парциального импульса, будь то О (обозначается на рисунках \±\ ) или I (обозначается 13 ), не меняется, а в случае Аф = я - меняется на обратный. Радиоимпульс, манипулированный согласно коду 0001101, показан на рис. 3.11. Оптимальный фильтр устройства обработки данных сигналов, подобно фильтру ЛЧМС, совершает операцию, обратную формированию зондирующего импульса: разрушает фазовую манипуляцию и сжимает импульс по длительности от т дот = ijn. Сжатый импульс простой, и поэтому ширина его спектра определяется по формуле А/сп = l/Tg. Такую же ширину спектра имеет фазоманипулиро-ванныи сигнал (фильтр не изменяет величины А/) но если бы не было фазовой манипуляции, спектр был ;же: А/сп == I/th-Следовательно, расширение спектра зондирующего излучения в п раз, осуществляемое в передатчике в результате внутриимпульсной фазо- вой манипуляции, позволяет во столько оке раз сжать импульс во времени при оптимальной фильтрации в приемнике: А А/сп = (1/т ) : (1/т ) = ти/т = п. (3.11) Очевидно, что длительность Ти нужно выбирать достаточно большой, чтобы при допустимой импульсной моищости передатчика обеспечить необходимый энергетический потенциал РЛС, а Длительность т следует принимать достаточно малой, чтобы удовлетворить требуемой разрешающей способности по дальности. иг О О i О ~1 п> Схема фортроЗатя кода Генерашр несдщеа частоты Выходное ус/пройстдо Видео-детектор Фильтр оптимальный (длят ) Рнс. 3.12. Функциональная схема РЛС, излучающей Один из возможных вариантов РЛС с зондированием пространства фазоманипулированными радиоимпульсами показан на рис. 3.12. Колебания mi несущей частоты задающего генератора передатчика усиливаются в одном из двух стробированных усилителей, затем в усилителе мощности и через антенный переключатель поступат в антенну в виде фазоманипулированнцх радиоимпульсов. Манипуляция осуществляется с помощью схемы формирования кода, которая запускается синхронизатором РЛС. Кодовые последовательности импульсов иг. Us стробируют усилители так, что в интервалах времени т с кодовым символом О открыт усилитель, не создающий фазового сдвига (Аф = 0), а при символе 1 - другой усилитель, сдвигающий фазу на Аф = п. Это и позволяет получать в усилителе мощности и антенне радиоимпульсы с заданным кодом (00010). Радиоимпульсы достигают цели, отражаются от нее, принимаются антенной, проходят через антенный переключатель в приемник- и подвергаются оптимальной фильтрации на-промежуточной Частоте. Линия задержки, через которую пропускается последовательность импульсов промежуточной частоты щ, имеет отводы с интервалами т . Чтобы сжать импульсыот до т, нужно разрушить фазовую манипуляцию, т. е. производить декодирование в обратной последовательности к кодированию: вместо 00010 скачки фазы должны сле--довать коду 01000. Соответственно к сумматору (Е) подключены 1-й, 3-й, 4-й и 5-й отводы линии задержки непосредственно, а 2-й - через фазовращатель на п (инвертор). На временных диаграммах (рис. 3.13) последовательности импульсов промежуточной частоты на входе (щ, и, щ, Ug, e) и выходе (ms) сумматора показаны условными знаками +, , чтобы сосредоточить внимание на начальных фазах парциальных импульсов. В задержан- Cmpoffupo6a/f-шй t/салитель  Стробиродагн-ныйусилитель сЛр=п:
Митя задержка ? if 3 2 1 О .0 О 1 О  Лреодраэода-тель частоты фазомаиипулнрсаииые импульсы. ных на 2т ,3 т , 4 т последовательностях м Hg, и знаки одинаковые, а в задержанной на Тк и повернутой по фазе на п последовательности я - обратные по сравнению с входной последовательностью щ, имеющей код 00010. Сумматор производит- алгебраическое сложение импульсов в каждом кодовом интервале и когда последний импульс кодовой последовательности 5 входит в линию задержки, то на выходе сумматора, как видно из диаграмм, образуется прямоугольный импульс иъ с максимальной амплитудой, которая больше исходной в 5 раз. В общем случае коэффициент сжатия равен числу кодовых интервалов п, т. е. в оптимальном фильтре длительность импульса уменьшается от х до Тк = rjn и соответственно {в п раз) возрастает мощность сигнала. Осталось реализовать этот выигрыш в фильтре, оптимальном для одиночного прямоугольного импульса промежуточной частоты длительностью Тк (см. рис. 3.12 и 3.13). На выходе фильтра получаются треугольные импульсы с пиковыми значениями, пропорциональными амплитудам соответствующих по времени импульсов Ms. Далее следует видеодетектор и выходное устройство РЛС, в котором осущест- вляются последетекторная обработка сигналов ц и измерение дальности с использованием опорного импульса синхронизатора РЛС. Соотношение между максимумами главного и боковых временных лепестков зависит от закона модуляции зондирующего импульса. Наиболее пригодными оказались коды Баркера и нулевой последовательности. Упоминавшиеся здесь изменения фаз 0001101 и 00010 являются кодами Баркера при п = 7 а п = 5. О 1
-)-1 + [ 1 - I + 1%  Рис. 3,13. Временные диаграммы оптимальной фильтрации фазомапипулировапного импульса. Сопоставляя импульсы с ЛЧМ и внутрифазовой манипуляцией, замечаем, что их эффективность тем выше, чем больше произведение ширины спектра Д/ на длительность зондирующих импульсов т . Этим требованиям более всего удовлетворяет непрерывное излучение, модулированное шумами, так как в этом случае наряду с очень большой длительностью сигнала получается очень большая ширина спектра. Однако технически проще осуществить РЛС с шумоподобным излучением, например, в виде широких импульсов или непрерывных коле- баний, имеющих очень большое число и кодовых интервалов фазовой манипуляции, которая повторяется через период следования Гс. Увеличение п вносит хаотичность в закон модуляции, а это способствует расширению спектра. Оптимальная обработка непрерывных фа-зоманипуяированных колебаний прсжзводится в корреляционном приемнике. § 18. Частотный метод радиодальнометрйи 18.1. Сущность метода. Для этого метода характерно, что зондирующее излучение непрерывное и модулировано по частоте. Модуля-  Рис. 3.14. Временные диаграммы, иллюстрирующие частотный метод измерения дальности. ция позволяет различать прямой и отраженный сигналы по разности их частот и тем самым не только обнаружить цель, но и измерить ее дальность. Частоту передатчика /прд, естественно, нельзя неограниченно увеличивать или уменьшать. Бе изменяют по пилообразному (рис. 3.14, а) или синусоидальному (рис. 3. И, б) закону с частотой модуляции 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 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||