Череспериодная компенсация помех


Череспериодная компенсация помех
ЧКП, обусловленных отражениями от неподвижных объектов.Эти устройства являются разновидностью систем СДЦ и находят применение в импульсных РЛС с большой скважностью импульсов для подавления в приемнике сигналов, отраженных от облаков ДО, подстилающей поверхности и различных неподвижных сооружений на земле.Сигнал, отраженный от неподвижной цели

Отраженный от подвижной цели

Так как несущая частота импульсов НП остается равной 0, а несущая частота отражения от цели отличается от 0 на д в зависимости от направления движения цели, то появляется возможность компенсировать сигналы от НП. Такая компенсация, называемая череспериодной, осуществляется в тракте ПЧ приемника или видеочастоте.

Сигнал на ПЧ подается на ультразвуковую ЛЗ и усилитель У2. Линия задержки обеспечивает задержку импульсных сигналов на Ти. Напряжение с выходов У1 и У2 подаются на вычитающее устройство (ВУ) и далее на ФД, куда поступает и опорное напряжение Uоп(t). Последнее должно быть когерентным с сигналом ПЧ Uc(t).
Когерентность напряжений Uc(t) и Uоп(t) может обеспечиваться генераторами, входящими в состав РЛС, или при использовании сигналов, отраженных от неподвижного объекта. Поэтому различают РЛС с внешней и внутренней когерентностями. Типовая схема РЛС с внутренней когерентностью при использовании в передатчике магнетрона.

ГПИ – генератор пусковых импульсов;
СМГ – стабильный местный гетеродин.
На выходе СМГ образуется сигнал ПЧ пр, синхронизирующий фазу колебаний когерентного гетеродина (КГ). Одновременно СИГНАЛ связан с СМ1, второй выход которого соединен с антенным переключателем (АП).
Вычитающим устройством первой схемы формируется напряжение
.
После ФД, выполняющего умножение на и выделение напряжения разностной фазы, имеем
2052955-37719000
Uфд
Если бы на выход Прм РЛС поступал сигнал от неподвижной цели с той же интенсивностью, что и от подвижного объекта, то д = 0 и
.
Это напряжение не зависит от времени в пределах существования импульса и равно нулю при.
Последнее означает, что полная компенсация отражений от неподвижных объектов, возможна лишь в тех случаях, когда пр кратна периоду повторения зондирующих импульсов. На практике ЛЗ не обеспечивает точной величины задержки на Ти. Высокое качество сохраняется при ошибке не превышающей нескольких процентов от периода
Тпр 1/fпр.
Удовлетворение такому требованию и выполнение на практике равенства
fпрТп = k,
вызывает необходимость создания весьма сложного устройства компенсации и АР его параметров и характеристик РЛС. Это ограничивает применение устройств черезпериодной компенсации в тракте УПЧ.
Устройства ЧПК помех на видеочастоте обычно строятся по схеме

Uфд (t) образуется опорным напряжением Uоп (t) и сигналом непосредственно с выхода УПЧ.
При поступлении на вход импульсов отраженных от неподвижного объекта, то ФД сформирует импульсы постоянного тока.
(1)
длительностью и и периодом повторения Ти.
При приеме сигнала от подвижной цели
(2)
образуется импульс с длительностью и. Если и достаточно мала по сравнению с , то напряжение Uфд (t), обусловленное движущейся целью, представляет собой видеоимпульсы, различные по высоте, которая зависит от д и 1. Огибающая определяется функцией . В пределах и выполняется приближенное равенство , а высоту импульса с номером nможно считать равной
.
В РЛС с внешней когерентностью вместо ФД может использоваться АД. Он при одновременном приеме сигналов, поступающих от подвижной цели и неподвижного объекта, вырабатывает импульсы, модулированные по амплитуде, а при действии на РЛС импульсов, обусловленных только неподвижным объектом, формирует сигналы с неизменной амплитудой.
Осуществив задержку на время Ти , можно компенсировать сигналы, обусловленные в РЛС отражениями от неподвижных объектов. Время Ти составляет несколько сотен и более микросекунд. Поэтому в качестве ЛЗ используют ультразвуковые линии, питание которых необходимо осуществлять импульсными сигналами с несущими частотами 5 - 60 МГц. Формирование таких сигналов и осуществляет модулятор (М). Модулируемым является гармоническое напряжение Uг(t) с частотой 5 - 60 МГц, вырабатываемое генератором (Г). Детекторами Д1 и Д2 выходные напряжения усилителей У1 и У2 преобразуются в видеоимпульсы и подаются на вычитающее устройство ВУ. Последнее при идеальной работе всех элементов вырабатывает видеоимпульсы, характеризующие подвижные цели, и обеспечивает нулевое выходное напряжение при поступлении на РЛС сигналов от неподвижных объектов. Выходные импульсы ВУ являются биполярными и изменяющимися во времени по амплитуде.
АЧХ фильтра, характеризующего селективные свойства устройства черезпериодной компенсации помех, имеет вид Ф1(f) = 2|sinfTи|.
left000Постоянное напряжение и гармоники частоты следования импульсов (1/Ти), этим фильтром не пропускаются. Не флуктуирующие и существующие бесконечное время импульсные сигналы, обусловленные отражениям от неподвижных объектов, характеризуются линейчатым амплитудным спектром с составляющими, частота которых равна n/Ти. Импульсы от движущихся целей модулированы по амплитуде и составляющие их спектра не подавляются.
однако череспериодная компенсация имеет недостаток, связанный с появлением так называемой слепой скорости Vрс. Она определяется из условия:

Слепые скорости ограничивают работу РЛС с системой СДЦ.
При поступлении пачек импульсов от ограниченных по размеру неподвижных объектов, в силу различия соседних импульсов в пачке, нельзя добиться полной компенсации мешающих воздействий, особенно импульсов на краях пачки.
Со спектральной точки зрения это объясняется тем, что спектр пачки не является линейчатым, а около каждой гармоники частоты следования импульсов появляются нижние и верхние боковые составляющие, из-за которых образуются сплошные спектры с центральными частотами n/Tи , и шириной, возрастающей по мере уменьшения числа импульсов в пачке. Поэтому такой фильтр не в состоянии полностью подавить сигналы, поступающие от неподвижных объектов.
Улучшить качество подавления помех, спектр которых не является "чисто" линейчатым, помогает устройство с двукратной ЧПК. оно представляет сбой два последовательно соединенных устройства.
при двукратной ЧПК АЧХ компенсирующего фильтра имеет вид:
(кривая 2).
Но здесь возрастает количество "слепых" скоростей.
Система ЧПК по своим свойствам эквивалентна фильтру с гребенчатой АЧХ. Чем больше к прямоугольному виду каждого зуба "гребешки", имеющие нулевые значения вблизи частот n/Tи, тем эффективнее система Сдц. эта эквивалентность открывает возможности создавать цифровые фильтры СДЦ.
Если РЛС устанавливается на борту корабля или самолета, то появляется радиальная скорость сближения РЛС с неподвижным объектом. Из-за этого выходные сигналы приобретают доплеровский сдвиг несущей частоты и неподвижный объект можно считать подвижным. Однако доплеровская частота сигнала, поступающего от подвижной цели, обуславливается как её скоростью движения, так и скоростью передвижения РЛС. Это различие позволяет выделить сигналы, отраженные от неподвижного объекта и осуществить их компенсацию.

Напряжение Uоп(t) и сигнал с компенсирующего генератора доплеровских частот (КГДЧ) одновременно поступают на смеситель (СМ). КГДЧ формирует колебания, частота которых изменяется под действием управляющего напряжения Uупр(t) . которое изменяется так, чтобы на выходе КГДЧ образовалось гармоническое напряжение UfД с частотой FДН, обусловленной относительным перемещением РЛС и неподвижного отражающего объекта.
Смеситель вырабатывает сигнал, составляющий две составляющие. Одна с частотой fпр + FДН, другая - fпр - FДН. Фильтр (Ф) выделяет составляющую с частотой fпр + FДН . Благодаря этому ФД РЛС, на который воздействуют напряжения с выхода УПЧ приемника и Uф(t), формирует импульс с амплитудами не изменяющимися во времени при приеме сигналов от неподвижного объекта. Тем самым компенсируется собственная скорость РЛС относительно НПО.
Если в подвижной РЛС с СДЦ используется принцип внешней когерентности, то условия компенсации FДН выполняются автоматически. С этой точки зрения РЛС с внешней когерентностью более целесообразны чем с внутренней. Однако для первых необходимы достаточно мощные сигналы, поступающие на вход приемника от НПО.
2. Череспериодная компенсация организованных маскирующих пассивных помех.
Для борьбы сними применяются устройства ЧПК или фильтровые системы СДЦ. Основными источниками ПМП являются облака ДО. Их нельзя считать неподвижными. Случайные колебания отдельных отражателей являются причиной амплитудных и фазовых флуктуаций, а поступательное движение облака вызывает доплеровское смещение частоты отражаемых радиосигналов.
Из-за флуктуаций огибающие импульсов оказываются различными. из-за этого появляются некомпенсированные остатки помех, интенсивность которых растет с расширением спектра помеховых сигналов.
В РЛС с внутренней когерентностью ДЧ, обусловленную поступательным движением облака, приходиться компенсировать регулировкой частоты когерентного гетеродина с учетом скорости движения РЛС и скорости ветра.
В реальных условиях применяют РЛС с высокими частотами следования импульсов, несмотря на то, что при этом нарушаются условия однозначного определения расстояний между РЛС и целями.

Приложенные файлы

  • docx 5285013
    Размер файла: 66 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий