- •Учебник по дисциплине «Военно-техническая подготовка»
- •Раздел I: «основы построения радиолокационных станций радиотехнических войск»
- •Введение
- •Тема 1. Радиолокационная система ртв
- •1.1. Радиолокационная система ртв. Принципы построения
- •1.2. Внешняя среда радиолокационной системы
- •1.2.1. Радиолокационные цели
- •1.2.2. Мешающие отражения
- •1.2.3. Внешние излучения
- •1.2.4. Среда распространения радиоволн
- •1.3. Классификация рлс ртв
- •1.4. Основные тактико-технические характеристики рлс ртв
- •1.5. Обобщенная структурная схема рлс
- •1.6. Общие сведения о сазо
- •1.7. Кодирование и декодирование сигналов в системах опознавания
- •1.8. Общие сведения о системах пассивной локации
- •1.9. Радиолокационное распознавание целей. Общие сведения
- •1.9.1. Методы радиолокационного распознавания
- •1.9.2. Показатели качества распознавания
- •1.9.3. Способы распознавания классов воздушных объектов по сигнальным признакам
- •Тема 2. Способы обзора пространства и измерения координат целей срл ртв
- •2.1. Зона обнаружения целей снк
- •2.2. Способы обзора зоны обнаружения и их влияние на боевые возможности рлс
- •2.3. Способы формирования зоны обнаружения
- •2.3.1. Зона обнаружения целей дальномерами
- •2.3.2. Зона обнаружения целей радиовысотомерами
- •2.3.3. Зоны обнаружения целей трехкоординатными рлс
- •2.4. Зона обнаружения целей в рлс метрового диапазона волн
- •2.5. Способы измерения координат целей
- •2.5.1. Измерение наклонной дальности до цели
- •Тема 3. Передающие устройства рлс ртв
- •3.1. Технические характеристики и способы построения передающих устройств рлс ртв
- •3.2. Зондирующие сигналы и влияние их параметров на характеристики рлс
- •3.2.1. Зависимость дальности обнаружения целей от параметров зондирующих сигналов
- •3.2.2. Влияние параметров зондирующих сигналов на точность измерения координат целей
- •3.2.2.1. Ошибки измерения дальности
- •3.2.2.2. Ошибки измерения угловых координат
- •3.2.3. Зависимость разрешающей способности рлс от параметров зондирующих сигналов
- •3.2.4. Влияние параметров зондирующих сигналов на защищенность рлс от активных помех
- •3.2.5. Влияние параметров зондирующих сигналов на защищенность рлс от пассивных помех
- •3.3. Однокаскадное радиопередающее устройство рлс
- •3.3.1. Импульсные модуляторы однокаскадных радиопередающих устройств
- •3.3.1.1. Импульсный модулятор с полным разрядом накопителя
- •3.3.1.2. Импульсный модулятор с частичным разрядом накопителя
- •3.3.2. Генераторные приборы однокаскадных радиопередающих устройств
- •3.4. Многокаскадные радиопередающие устройства рлс
- •3.4.1. Многокаскадное радиопередающее устройство с «простым» зондирующим сигналом
- •3.4.2. Многокаскадное радиопередающее устройство с фкм - зондирующим сигналом
- •3.4.3. Многокаскадное радиопередающее устройство с лчм - зондирующим сигналом
- •Тема 4. Радиоприемные устройства рлс ртв
- •4.1. Структурная схема тракта приема и выделения сигналов из помех
- •4.2. Технические характеристики радиоприемных устройств и их влияние на боевые возможности рлс
- •4.3. Способы увеличения динамического диапазона радиоприемных устройств
- •4.4. Радиоприемные устройства для обработки узкополосных эхо-сигналов
- •4.5. Радиоприемные устройства для выделения широкополосных сигналов
- •4.5.1. Прием и преобразование линейно-частотно модулированных сигналов
- •4.5.1. Прием и преобразование фкм сигналов
- •4.6. Устройства накопления эхо-сигналов
- •4.6.1. Назначение и классификация устройств накопления радиолокационных эхо-сигналов
- •4.6.2.Некогерентные накопители эхо-сигналов
- •4.6.3. Когерентные накопители эхо-сигналов
- •4.6.4. Рециркуляторы. Принципы построения
- •4.6.5. Цифровые устройства накопления радиолокационных эхо-сигналов
- •Содержание
- •Тема 1. Радиолокационная система ртв 8
- •Тема 2. Способы обзора пространства и измерения координат целей срл ртв 100
- •Тема 3. Передающие устройства рлс ртв 156
- •Тема 4. Радиоприемные устройства рлс ртв 247
- •Список сокращений
- •Библиографический список
4.5.1. Прием и преобразование фкм сигналов
Фазокодоманипулированный радиоимпульс длительностью состоит из парциальных импульсов длительностью , в каждый из которых вводится соответствующий фазовый сдвиг. Аналитически ФКМ радиоимпульс записывается в виде
,
где - амплитуда -го парциального радиоимпульса (как правило, одинаковая для всех парциалов);
- частота;
- начальная фаза колебаний -го парциального импульса.
Условно ФКМ импульс изображается в виде, показанном на рис.4.25,а.
Рис.4.25. Структура ФКМ сигнала
Порядок чередования фаз задается кодирующей последовательностью. На практике применяют противофазную манипуляцию, при которой начальные фазы принимают только два значения – 0 или (рис.4.25,б). Ширина спектра ФКМ радиоимпульса обратно пропорциональна длительности парциального импульса, а равен числу парциалов:
; .
Пример реализации приемного устройства с согласованным фильтром на промежуточной частоте для ФКМ сигналов приведен на рис.4.26.
Рис.4.26. Структурная схема приемного устройства ФКМ сигналов
Принимаемый сигнал после преобразования на промежуточную частоту и предварительного усиления в широкополосном УПЧ, поступает на оптимальный фильтр одиночного импульса (ОФОИ), полоса пропускания которого согласована шириной спектра парциального импульса. Далее следует линия задержки с отводам. Число отводов равно () (первый отвод без задержки), а время задержки между отводами . Фазовый сдвиг на каждом отводе изменяется в соответствии с фазовым кодом сигнала, так что на схеме сложения фазы парциалов совпадают в конце импульса. Импульсная характеристика фильтра также должна быть зеркальной по отношению к структуре сигнала. Результат обработки ФКМ сигнала пяти элементным кодом Баркера приведен на рис.4.27. Здесь на рис.4.27,а приведена структурная схема фильтра, на рис.4.27,б – структура ФКМ сигнала, на рис.4.27,в – структура ФКМ сигналов на входе сумматора () фильтра, на рис.4.27,г – результат суммирования сигналов, на рис.4.27,д – огибающая сигнала на выходе оконечного фильтра.
Таким образом, сжатый сигнал на выходе оконечного фильтра имеет длительность по нулевому уровню равную и боковые лепестки амплитудой не более амплитуды одного парциального импульса. Амплитуда главного лепестка в идеале в раз больше амплитуды парциального импульса.
Фильтровой приемник при малых рассогласованиях по частоте инвариантен к времени прихода сигналов и является одноканальным устройством по дальности. Если же это условие не выполняется, то когерентная обработка сигналов в пределах их длительности невозможна без учета доплеровского сдвига частот. Это обстоятельство приводит, с одной стороны, к необходимости использования многоканальных по частоте приемных устройств, с другой стороны – к появлению дополнительных возможностей, состоящих в селекции целей по скорости.
Рис.4.27.Структурная схема фильтра и результат обработки ФКМ сигнала
Приведенные схемы фильтровых приемников обладают недостатком многосигнальности, а именно, каждому сигналу требуется свой фильтр и наоборот. Поэтому развивается новое направление – построение управляемых (программно или адаптивно) фильтров. Такие фильтры предпочтительнее строить на цифровых элементах.
Широкое распространение получили трансверсальные фильтры (рис.4.28).
Рис.4.28.Структурная схема трансверсального фильтра
Такие фильтры включают каскады задержки дискретных значений квадратурных составляющих входного сигнала, получаемых с тактовой частотой . Выходной сигнал фильтра получается путем весового суммирования измеренных значений входного сигнала. Передаточная системная функция трансверсального фильтра описывается выражением
,
где - символ, служащий оператором единичной задержки (на один интервал дискретизации) в - области.
Передаточная или системная функция фильтра есть - преобразование его импульсной характеристики. Поскольку выходной сигнал фильтра есть свертка входного сигнала и импульсной характеристики, то выходному сигналу отвечает функция
,
где - - преобразование входного сигнала , .
Чтобы получить частотный коэффициент передачи дискретного (цифрового) фильтра из его передаточной (системной) функции, в последней нужно сделать подстановку
,
где - интервал дискретизации сигнала.
Таким образом, - частотная характеристика цифрового (дискретного) трансверсального фильтра. Число называется порядком трансверсального фильтра.
При заданном шаге дискретизации можно реализовать самые разнообразные формы АЧХ, подбирая должным образом весовые коэффициенты фильтра.
Коэффициенты сжатия сигналов на трансверсальных фильтрах могут достигать значений, лежащих в пределах 500 … 1000.