Влияние просачивания сигнала на результаты согласованной фильтрации в радиолокационных станциях с непрерывным излучением Елена Янакова ЗАО «ЭЛВИИС»

Актуальность увеличение дальности действия РЛС при ограниченной пиковой мощности передатчика; повышение вероятности обнаружения малоразмерных объектов на фоне неоднородной подстилающей поверхности за счет улучшения селекции по доплеровской частоте с использованием сложных сигналов разной базы, учитывая свойства поверхности; уменьшение мертвой зоны для обнаружения близкорасположенных объектов.

Содержание принцип работы РЛС; принцип обнаружения объектов; работа РЛС непрерывного излучения; выделение слабого эхо-сигнала на фоне сигнала просачивания РЛС с перестраиваемой временной диаграммой выводы

Принцип работы РЛС Рис. 1. Цикл работы многофункциональных РЛС Рис. 2. Структурная схема РЛС непрерывного излучения с ЧМ

Принцип обнаружения объектов Минимальная мощность отраженного сигнала для РЛС с пассивным ответом задается уравнением : - мощность передатчика; - усиление антенны; - эффективная площадь приемной антенны; - длина волны; - эффективная площадь рассеяния (ЭПР) цели в данном ракурсе; - максимальное расстояние до объекта. База сигнала: -длительность сигнала, - полоса сигнала

Работа РЛС непрерывного излучения Рис. 3. Диаграммы излучения и приема зондирующего сигнала в РЛС КНИ Рис. 4. График зависимости отношения сигнал/шум объекта от дальности с указанием уровня просачивания сигнала в РЛС с КНИ Период модуляции: - время излучения - время задержки -времени приема сигнала Разница между уровнем сигнала просачивания и уровнем эхо-сигнала определяется формулой : - уровень излучаемого сигнала -уровень подавления сигнала просачивания - уровень эхо-сигнала, отраженного от объекта.

Выделение слабого эхо-сигнала на фоне сигнала просачивания (1/3) (без переполнения АЦП) Исследуемый сигнал аналитически представляется следующей формулой: - амплитуда сигнала просачивания - амплитуда "полезного" сигнала, Рис. 5. Результаты СФ сигнала без использования окна Блэкмана Рис. 6. Результаты СФ сигнала с использованием окна Блэкмана

Выделение слабого эхо-сигнала на фоне сигнала просачивания (2/3) (без переполнения АЦП) Таблица 1 Результаты СФ смеси эхо-сигнала и сигнала просачивания при работе АЦП без переполнений

Выделение слабого эхо-сигнала на фоне сигнала просачивания (3/3) (без переполнения АЦП) Рис. 7. Результаты СФ эхо-сигнала на фоне сигнала просачивания без переполнения АЦП Рис. 8. Результаты СФ эхо-сигнала на фоне сигнала просачивания с учетом переполнения АЦП Выводы: результаты моделирования показали возможность выделения слабого эхо-сигнала с дальности 1 – 2 км на фоне сигнала просачивания, занимающего весь динамический диапазон АЦП при выполнении следующих условий: (1)подавление сигнала просачивания составляет не менее -60 дБ; (2)оптимальная дальностная фильтрация заменяется на подоптимальную, с амплитудным взвешиванием характеристики согласованного фильтра.

РЛС с перестраиваемой временной диаграммой Рис. 9. Эпюры напряжений ВД многофункциональной РЛС с переменным сигналом. Рис. 10. Схема приема-передающего тракта РЛС с перестраиваемой временной диаграммой Рис. 11. Схема приемного устройства на основе банка полосовых фильтров с понижением частоты

Выводы Разработка концепции перестраиваемых временных диаграмм в РЛС обеспечила решения ряда новых задач: увеличение дальности действия РЛС при ограниченной пиковой мощности передатчика; обнаружения малоразмерных объектов на фоне неоднородной подстилающей поверхности за счет улучшения селекции по доплеровской частоте с использованием сложных сигналов; уменьшение мертвой зоны для обнаружения близкорасположенных объектов. Однако на практике использование 3-х канальной структуры в охранных РЛС достаточно для решения задач: обнаружения объектов на ближней дальности (до 40м); обнаружения малоразмерных объектов с эффективной площадью рассеяния (ЭПР) порядка 0.5м2 на дальностях до 2-3 километров; обнаружения подвижных объектов с ЭПР выше 1м2 на дальностях до 4-5 километров Результаты моделирования показали возможность выделения слабого эхо-сигнала с дальности 1 – 2 км на фоне сигнала просачивания, занимающего весь динамический диапазон АЦП при выполнении следующих условий: подавление сигнала просачивания составляет не менее -60 дБ; оптимальная дальностная фильтрация заменяется на подоптимальную, с амплитудным взвешиванием характеристики согласованного фильтра.