Распознавание по широкополосным сигналам

Широкополосные зондирующие сигналы обеспечивают достижение наилучших качественных показателей распознавания. В этом случае удается разрешить отдельные элементы воздушного объекта и получить его радиолокационный портрет.

На рис.4.56 изображен радиолокационный портрет воздушного судна типа Як–40. Для получения радиолокационного портрета формируется зондирующий сигнал (например, с линейной частотной модуляцией) с девиацией частоты f.

Отраженные от объекта радиоимпульсы сжимаются согласованным фильтром, при этом их длительность на выходе фильтра .

Распознавание и идентификация объектов в РЛС может осуществляться сравнением радиолокационного портрета с эталонными портретами.

Применение когерентных широкополосных сигналов с шириной спектра 50-100 МГц позволяет обеспечить разрешающую способность в 2-3 метра. При таком разрешении и сформируется радиолокационный портрет объекта. Достоинством таких сигналов является возможность распознавать несколько объектов в пределах одного импульсного объема. Применение широкополосных сигналов имеет ряд особенностей. Во-первых, резко возрастает число элементов разрешения, что ведет к увеличению объема аппаратуры обработки. Во-вторых, дробление пачки отраженного сигнала на отдельные составляющие ухудшает отношение сигнал/шум, что обусловливает уменьшение дальности обнаружения. Отношение дальности распознавания к дальности обнаружения за один обзор составляет 0,7 для объектов больших размеров и 0,95 для малоразмерных объектов. При нескольких обращениях к объекту это отношение улучшается. Применение метода широкополосных сигналов в нескольких пунктах дает возможность определить форму распознаваемых воздушных объектов.

Распознавание по многочастотным сигналам

Многочастотный сигнал позволяет получить некоторый функционал радиолокационного портрета объекта. Применение сигнала для распознавания возможно в диапазоне метровых и сантиметровых волн. Наиболее информативными признаками распознавания являются: радиальный размер объекта, среднее значение модуля поляризационного коэффициента, среднее значение эффективной поверхности рассеяния. По совокупности этих признаков многочастотный сигнал позволяет получить достаточно высокие характеристики распознавания.

Формирование многочастотных сигналов может быть реализовано различными путями. При одновременном излучении зондирующих сигналов на различных частотах получение информации для распознавания требует многоканальности построения приемо-передающих устройств, что ведет к увеличению объема аппаратуры и энергозатратам. Может быть отдано предпочтение сигналам с последовательным излучением сигналов на различных частотах, не требующим существенного усложнения аппаратуры, однако, увеличивающего время анализа и принятия решения.

При облучении воздушных объектов сигналами с достаточно широким спектром эти объекты эквивалентны некоторым линейным электрическим фильтрам с постоянными параметрами, резонансные частоты которых определяются формой объекта и ее геометрическими размерами. Резонансные частоты проявляются в переходном процессе отклика, т.е. в отраженном сигнале. Сигнал с широким спектром может быть получен при использовании коротких импульсов либо многочастотных сигналов.

Метод, использующий зависимость интенсивности отраженных сигналов от длины волны зондирующего сигнала базируется на фундаментальном физическом эффекте вторичного излучения объектов. Интенсивность отражения от каждого токопроводящего объекта зависит от его формы и размеров, а также от длины волны. На низких частотах большинство объектов не отражают падающие электромагнитные волны. При повышении частоты до значения, при котором размеры отражающего объекта приближаются к /2 РЛС, интенсивность отражений, характеризующая эффективную поверхность рассеяния объекта, резко увеличивается. Если размер объекта равен /2, то эффективная поверхность рассеяния максимальна. При дальнейшем возрастании частоты эффективная поверхность рассеяния будет изменяться и носить колебательный характер. При длине волны значительно меньшей линейных размеров объекта, эффективная поверхность практически неизменна. Таким образом, анализ интенсивности отраженных сигналов на различных частотах является существенным признаком распознавания.