Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Согласованная фильтрация ЛЧМ-сигналов

Оптимальные приемники радиолокационных сигналов

 

Особенностью сигналов радиолокационных систем (РЛС) является наличие пачки импульсов.

Фильтрация РЛ- сигналов заключается в следующем:

а) Выделение из помехи каждого импульса (фильтрация).

б) Накопление энергии пачки импульсов (суммирование откликов фильтра).

Наряду с простыми сигналами в РЛС используются сложные линейно частотно модулированные (ЛЧМ) и фазоманипулированные (ФМ) сигналы.

Линейно частотно модулированный (ЛЧМ) сигнал – это сигнал с линейным изменением частоты внутри импульса:

fs = fso + b×t, | t |< Tи / 2

где b = 2 DfМ /Tи - крутизна ЛЧМ, DfМ -девиация частоты.

Вид ЛЧМ сигнала и его сжатая форма показаны на рис. 10.1.

Ширина спектра сигнала определяется девиацией частоты: 2DfS=2DfМ.

 

Рис. 10.1. ЛЧМ сигнал и его сжатая форма после согласованного фильтра

 

АЧХ -сигнала имеет равномерную спектральную плотность:

Фазовый спектр имеет форму параболы, так как частота нарастает линейно:

Для АЧХ и ФЧХ согласованного фильтра имеем:

;

.

В качестве согласованного фильтра ЛЧМ-сигнала используется дисперсионная ультразвуковая линия задержки (ДУЛЗ). При прохождении ДУЛЗ, играющей роль согласованного фильтра (СФ), обращенный сигнал (у которого частота линейно убывает в импульсе) становится сжатым. В ней на одном конце происходит преобразование радиосигнала, на промежуточной частоте 9-11 МГц, в ультразвуковые колебания, которые распространяются до противоположного конца, где происходит обратное преобразование в электрический сигнал. В дисперсионной УЛЗ ультразвуковые волны разных частот имеют разную задержку такую, которая компенсирует изменение фазы внутри импульса. В результате набега волн одной частоты на другие происходит их интерференция и сжатие импульса с увеличением амплитуды.

Для простого сигнала D fs ×t s = 1.

Для сложного сигнала D fs ×t s >>1.

При сжатии сигнала происходит перераспределение спектра из девиации частоты в спектр сжатого сигнала:

D fs сж×t s сж= D fs дев×t s сж =1, откуда D fs сж = D fs дев ,

где D fs сж определяется по уровню 0,7 от максимальной амплитуды сжатого сигнала.

Длительность сжатого сигнала t s сж=1/D fs сж можно измерить с помощью осциллографа. Отношение К сж=t s ЛЧМ /t s сж называется коэффициентом сжатия. Примерно во столько же раз происходит увеличение амплитуды импульса при сжатии. При этом помехи, проходя через согласованный фильтр в виде ДУЛЗ, сильно ослабляются, и на выходе увеличивается отношение «сигнал/шум». Соответственно с уменьшением t s сж увеличивается разрешение по дальности.

На выходе согласованного фильтра сигнал имеет следующий вид:

,

-задержка сигнала в СФ.

Интегрируя, получаем:

Разрешающая способность по времени будет следующей:

.

Одновременно (при сжатии) увеличивается амплитуда, что позволяет лучше увидеть сигнал при шумах .

Преимущества ЛЧМ- сигналов:

1) Можно уменьшить максимальную мощность импульса (предотвратить пробой антенно-фидерного тракта) и увеличить его энергию за счет большой длительности.

2) Улучшается условие наблюдения сигнала на фоне помехи за счет увеличенной длительности наблюдения и последующего сжатия импульса.

3) После СФ сигнал сжат, имеет увеличенную амплитуду (и импульсную мощность) и, следовательно, увеличены разрешающая способность и отношение «сигнал/шум».

 

Реализация фильтра с линейной ФЧХ.

Дисперсионная ультразвуковая линия задержки (ДУЛЗ) реализуется на пластине из пьезокварца (вырезанной из синтетического монокристалла кварца). При этом используются поверхностные акустические волны (ПАВ), формируемые встречно-штырьевыми, пьезо-акустическими преобразователями (ВШП). Пример конструкции ВШП на ДУЛЗ показан на рис.10.2

 

 

Рис.10.2. Конструкция ВШП ДУЛЗ с использованием ПАВ (Подложка- пьезокварц)

 

Частотный диапазон линий задержки на ВШП - 9-11 МГц. Т.е. она используется на промежуточной частоте.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Разрешающая способность и разрешаемый объем РЛС | Цифровые согласованные фильтры
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 7200; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.