Беспоисковые методы обнаружения

Точность измерения несущей частоты панорамным приемником

Точность работы панорамного приемника в простейшем случае можно характеризовать среднеквадратичной ошибкой измерения несущей частоты при работе с непрерывным сигналом.

Рисунок 15.10 – Ошибка измерения частоты при изменении мощности сигнала

Панорамный приемник является измерительным прибором, поэтому оценка точности измерения несущей частоты – важнейший его показатель. Будем считать, что ошибки в панорамном приемнике возникают за счет работы самого приемника, обусловлены принципом его действия. Ошибки, связанные с нелинейностью развертки, неточностью шкалы, ошибки считывания не будем принимать во внимание.

Отсчет временного положения выходного сигнала производят или по максимуму сигнала, или по достижению сигналом определенного уровня. Первый способ в основном применяется при визуальной индикации и мало зависит от уровня сигнала. Второй способ чаще используется при электронной индикации, в системах автоматизированного считывания несущей частоты.

При неидеальной частотной характеристике приемника, отличающейся от П-образной, возрастание мощности влечет сдвиг точки отсчета, увеличение ошибки измерения. Условие приема на пороге отсчета Р ₀ запишем в виде Pk (f ₀ ± δ f) = Р ₀. Где k – АЧХ фильтра, P – мощность входного сигнала. Тогда ошибка измерения:

. (15.12)

Если Р ₀ – постоянная величина, то ошибка однозначно связана с мощностью сигнала. При этом считается, что порог отсчета выбран существенно выше уровня шума Р _ш, т.е. речь идет о приеме «сильных сигналов», не учитывается также динамический эффект.

Заключение о панорамном приемнике

Панорамный приемник позволяет перекрывать с помощью одного устройства широкий диапазон частот, обеспечивает высокую чувствительность, достаточную точность измерений.

Однако прием прерывистых сигналов затруднен. В большинстве случаев вероятность обнаружения сигналов, отличающихся временной скрытностью, низка, что вынуждает искать меры разведки с другими принципами построения аппаратуры, которые обеспечивали бы более высокую вероятность обнаружения кратковременных сигналов.

Схема и принцип действия многоканального приемника

Серьезный недостаток панорамного приемника – вероятностный характер обнаружения прерывистых сигналов без априорных данных. Работа без априорных данных является нормальным режимом; известна также тенденция к проектированию скрытных во временном отношении РТС, особенно в системах радиолокации и радиоуправления. Преодоление этого недостатка панорамного приемника – важная задача обеспечения радиотехнической разведки скрытных во временном отношении сигналов.

Рисунок 15.11 – Функциональная схема многоканального приемника

Рисунок 15.12 – Разбиение диапазона на каналы

Функциональная схема многоканального приемника показана на рис. 15.11, а разбиение диапазона на каналы – на рис. 15.12.

Будем считать, что многоканальный приемник представляет собой N параллельно работающих простейших приемников со своими антеннами, индикаторами, настроенных так, чтобы обеспечить перекрытие всего диапазона Df. Ширина канала такого приемника Δ F_k = Df / N, если каналы одинаковы по ширине. Полоса пропускания отдельного приемника Δ F в общем случае может не совпадать с шириной канала.

Номеру канала соответствует частота сигнала. Поэтому для идеальных условий работы максимальная ошибка измерения не должна быть больше Δ F_k / 2.

Достоинства:

- Высокая вероятность обнаружения сигналов с временной скрытностью;

- Достаточно высокая точность.

Недостатки такого приемника:

- Высокая громоздкость, стоимость;

- Невозможность фиксировать широкополосные сигналы, особенно скрытные в энергетическом отношении.

Схема и принцип действия дискриминаторного приемника

Особый метод определения несущей частоты используется в радиоприемниках, в цепях автоподстройки частоты, в так называемых дискриминаторах частоты. Его применяют в приемниках, предназначенных для обнаружения и измерения частоты радиосигналов. В этом случае надо иметь элемент, на выходе которого напряжение зависит от частоты, т.е. дискриминатор. В качестве дискриминатора может быть использован любой реактивный элемент: индуктивность, емкость или другая цепь с реактивной составляющей, например волноводный мост, разветвленный фидер и т.д. Рассмотрим одну из наиболее общих схем дискриминаторного приемника обнаружения сигнала и измерения несущей частоты (интерференционный приемник).

а) б)

Рисунок 15.13 – Схема и принцип работы дискриминаторного приемника

Схема состоит из раздвоенного фидера, одна из ветвей которого длиннее другой на Δ l; фидер имеет два выхода на детекторы Д1 и Д2. Напряжения с детекторов усиливаются в логарифмических видеоусилителях ЛУС1 и ЛУС2 и сравниваются в схеме вычитания, напряжение U _вых которой должно однозначно зависеть от частоты принятого сигнала.

В сечении 1-1 действует напряжение. После прохождения разветвления в сечении 2-2 образуется сумма напряжений (интерференция), где,; – скорость распространения колебаний в фидере.

После тригонометрических преобразований над суммой синусов, полагая, что, получаем для суммы колебаний, прошедших по разным ветвям:.

После детектирования в Д2 получим напряжение, амплитуда которого. Напряжение U ₂ зависит от частоты.

Однако имеется двойная неопределенность из-за зависимости U ₂ от амплитуды приходящего сигнала и из-за периодичности функции косинуса. Для устранения неоднозначности отсчета из-за периодичности косинуса достаточно ограничить диапазон частот Df так, чтобы эта периодичность не сказывалась.

Поясним это с помощью рис. 15.13б, на котором показана зависимость U ₂ от аргумента. На кривой выберем некоторый участок однозначной зависимости, например отмеченный отрезком (стрелкой) по оси абсцисс.

Левый и правый концы отрезка имеют соответственно координаты и. С помощью фильтра можно ограничить диапазон от до. При этом будут верны соотношения:

;

Для диапазона частот получено, таким образом, простое соотношение.

Устранение неопределенности, связанной с интенсивностью приходящего сигнала, обеспечивается путем включения детекторов Д1 и Д2, логарифмических усилителей ЛУС1 и ЛУС2 и схемы вычитания. Конечный результат работы этих схем – деление напряжений входного и выходного сигналов. Этим исключается влияние амплитуды сигнала и, таким образом, обеспечивается однозначная зависимость U _вых (f).

Достоинства:

- Простота;

- Обнаружение относительно сильных сигналов с помощью одного приемника в диапазоне частот.

Недостатки такого приемника:

- Пониженная чувствительность;

- Отсутствие разрешающей способности, т.е. на входе должен быть только один сигнал.

Это предопределило их применение как средства обнаружения и измерения несущей частоты нескрытных в энергетическом отношении сигналов, в основном сигналов импульсных РЛС.

Дата добавления: 2014-01-11