Слаботочка Книги

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

Если i(f); аШт: J-ayecoBCKyib форму (пилообразиое, Синусоидальное напряжение суперизации) и частота суперизации выбрана максимально возможной (на границе когерентного и некогерентного режимов), rQ дБ.На практике выигрыш может быть больше, так как обычно предпочтение отдается некогерентному режиму.

Такое же значение г характерно и для параметрического СР, если вместо непрерывного воздействия с частотой V и оптимальной фазой фо на его вход подаются оптимальные радиоимпульсы (6.5), Существенно больший выигрыш дает переход к оптимальному сигналу от несинхронного непрерывного воздействия, когда а>фу.

Если интервал корреляции шумов iri(/) больше периода суперизации, т. е. если шум узкополосный, оптимальную обработку смеси можно осуществить и после СР.

г- ГГС -1

гшс\

Фв] Ч>1 X

Рис. 6.2. Структурная схема экспериментальной установки для проверки эффективности оптимального сигнала

При этом СР используется только в качестве неискажа-ющего дискретизатора аддитивной смеси сигнала н шума.

В работе [8] была экспериментально проверена эффективность использования оптимальных сигналов для классического СР. Импульсный генератор ИГ (рис. 6.2) использовался для манипуляции напряжения одного из двух задающих генераторов - обычного генератора гармонических сигналов ГГС или генератора оптимальных сигналов ГОС, вырабатывавшего пакет колоколообразных импульсов. На второй вход сумматора подавался шум от генератора шумового сигнала ГШС. Аддитивная смесь сигнала и шума усиливалась в У и подавалась на вход приемного тракта. Эксперимент проводился на частоте около 5 МГц. Принятый сигнал усиливался в СР, просматривался на экране осциллографа Осц и измерялся измерительным прибором ИП. Генератор суперизации

гс вырабатывал rajpMOHHqeCKoe напряжение с частотой 20 кГц, подававшееся в ГОС непосредственно, а в СР. через фазовращатель ФВ индуктивного типа, позволявший менять фазу напряжения суперизации от О до 360°.

Была принята следующая методика эксперимента. Сначала устанавливался определенный уровень выходного сигнала сверхрегенератора при приеме обычного сигнала (ключ К в положении /). Затем ключ К переводился в положение 2, и устанавливался такой уровень сигнала в ГОС, чтобы на выходе приемника сохранился прежний уровень сигнала. Отношение амплитуд входных сигналов CP обычной формы, снимаемых с ГСС, и оптимальной формы, снимаемых с ГОС, с учетом поправки иа уровень, необходимый для излучения одинаковой энергии в течение длительности импульса, и определяет выигрыш, подаваемый оптимальным сигналом. Такая же методика сохранялась при подмешивании в сигнал гладкого шума от ГШС.

Результаты эксперимента показали, что при оптимальном сдвиге фаз (popt между напряжениями суперизации в CP и ГОС выигрыш, обеспечиваемый применением оптимального сигнала, порядка 8 дБ. При отклонении Ф относительно 9opt выигрыш падает примерно до 2 дБ при Аф=ф-9opt порядка 100°.

6.2. Оптимизация законов суперизации

Оптимизировать закон суперизации CP можно с различных позиций: для получения максимальных отношений сигнал-шум, усиления, пороговой чувствительности, минимальной полосы пропускания и т. п. Ниже решаются задачи выбора b(t) для получения наибольшего отношения сигнал-шум и минимальной полосы пропускания.

Рассмотрим классический CP и положим, что на его вход подана смесь e{t)=e{t)-j-r\{t), состоящая из нормального белого шума т) (О с односторонней спектральной плотностью 5о и полезного сигнала е() =£тахЯс(ОХ Xsin (кос+фс) с нормированной огибающей Яс (О-

Задачу оптимизации б() будем решать применительно к таким сигналам e{t), которые при заданной энергии и надлежащем выборе 6(0 могут обеспечить максимальное отношение сигнал-шум. Очевидно, что расстройка частоты сигнала сос относительно собственной частоты щ всегда будет уменьшать указанное отношение, поэтому

ecfecTfeeHHO анализировать случай, когда (Ос=й>о. Далее, обработка колебания &{t) в СР осуществляется лишь на сравнительно коротком интервале. Следовательно, имеет смысл ограничиваться ситуациями, при которых с(О является импульсом, т. е. обладает максимумом внутри некоторого временного интервала и характеризуется малыми значениями за его пределами. Концы данного интервала обозначим через 2 и 4 и выберем их так, чтобы выполнялось требование Яс(2)=Яс(<4)< 1.

Если e{t) отвечает перечисленным условиям, отношение сигнал-шум на выходе классического СР достигает максимума вместе с функционалом

F{H, (0} -1 Я, (О я, (О dt I \ н\ (О dt,

который может иметь экстремаль Hi<i[t) в классе непрерывных на временном отрезке tz . ti функций H\{t).

Приравнивая вариацию F{H\{t)} нулю, приходим к тождеству

Hw{t)Hc{t),

которое обеспечивает квадратурно-корреляционную обработку e{t).

Оптимальный закон суперизации 6o{t) на интервале (2 4) находится из формулы

jb,{t)dt = [uH (t) = \nH,{t),

где 3 -точка максимума Яс(0- Очевидно, что

Mt)=bH {t). (6.6)

Точку 5, в которой функция !бо(0 пересекает ось времени снизу вверх, выбираем произвольно и затем график 8b{t) на интервале (4 5) строим так, чтобы выполнить равенство ,

J8,(t)dtJb,(t)dt. (6.7)

Для найденной функции 6о(0 коэффициент усиления за счет сверхрегенерации/Сс=[Я(.(4)]~.

Тозки.г и ti при монотонно спадающей по обе стороны от максимума огибающей Hc{t) необходимо выби-

Н* 199

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