Компенсация искажения доплеровского сигнала достигается путём введения нелинейной по времени компенсирующей добавки в опорный сигнал стандартного оптимального фильтра

НОВЫЙ СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ИСКАЖЕНИЯ ДОПЛЕРОВСКОГО СИГНАЛА

Этот способ эффективного подавления помехи, базирующийся на описанном выше свойстве нелинейных детекторов с ограничением увеличивать отношение сигнал/шум, теоретически нами предсказан и реализован на практике.

То есть нами разработан способ сложносоставной оптимальной фильтрации путём последовательной обработки сигнала сначала согласованным фильтром с когерентным накоплением сигнала, а затем фильтром с некогерентным мультипликативным накоплением сигнала в виде синхронного детектора с обратной связью.

С целью доказательства реализуемости принципа работы нового космического радиолокатора, был создан бистатический радиолокационный комплекс с антеннами, передатчиками, приёмниками и цифровой обработкой сигналов. Работа системы обработки информации доказала реализуемость разработанного способа сложносоставной оптимальной фильтрации просветного сигнала космического объекта (КО) в виде астероида, пролетающего через бистатическую область обнаружения.

Были проведены многочисленные эксперименты по настройке различных оптимальных фильтров и исследованию их функционирования по обнаружению просветного сигнала от КО с большой площадью теневого контура порядка 20 м², со средней площадью теневого контура порядка 6 м² и КО с малой площадью теневого контура не более 3 м³.

Краткие выводы по анализу результатов экспериментов:

1) Установлено, что просветный ЛЧМ-синал искажается, дисперсионно расплываясь по длительности на 1 сек по отношению к прогнозному значению 5 сек равному длительности ЛЧМ-сигнала, соответствующей прогнозному времени пролёта КО по зоне обнаружения.

2) Установлено, что при использовании сложного оптимального фильтра получен корреляционный отклик на просветный искажённый ЧМ-сигнал выше шума на 32 дБ, что соответствует теоретически достижимому значению. Обнаружен эффект: неограниченное возрастание отношения сигнал/шум при некогерентном мультпликативном накоплении сигнала

3) Установлены путём подбора в программе (по достижению максимального отклика корреляционной функции) полоса частот и девиации, а так же коэффициент квадратичной добавки

4) Установлено, что изменение приведённых параметров всего на 10% в любую сторону приводит в результате к исчезновению отклика в шумах, что говорит о нежелательной высокой параметрической чувствительности синтезированного сложного оптимального фильтра.

5) Установлено, что наблюдаются боковые лепестки просветного сигнала, превышающие шум на 5 дБ до подлёта КО, до максимума отклика вблизи оси "антенна КП-антенна КА". При этом форма боковых лепестков соответствует движению и положению КО относительно оси просветного луча, что важно для определения возможного изменения траектории астероида под действием гравитационного поля Земли.

6) Установлена тонкая структура просветного сигнала, соответствующая профилю теневого контура КО, что важно для идентификации КО.

7) Установлено отсутствие ложных целей в полосе наблюдения на всём интервале наблюдения с учётом боковых лепестков и в главном лепестке просветного луча за время пролёта. Такое появление ложных целей невозможно точно в стробах по времени, по пространству (по углу), по подобранным с точностью 10% параметрам модельного ЧМ-сигнала (частоте Доплера, скорости изменения этой частоты, коэффициенту квадратичной добавки, амплитуде сигнала), причём для всех КО, записанных в разное время для разных точек пространства со своими подобранными параметрами модельного ЧМ-сигнала.

Для доказательства реализуемости способа сложносоставной фильтрации очень слабых сигналов вблизи уровня - 200 дБВт был проведен эксперимент с обнаружением объекта самой маленькой площади теневого контура, то есть предельно малого просветного сигнала. Результаты подтвердили эффективность метода.

Дата добавления: 2014-01-07