Cтраница 4
В рассматриваемом здесь случае каждый цикл сканирования соответствует подаче одиночного ЛЧМ-импульса. Центральная частота сигнала, отраженного от точечной цели, соответствует направлению на цель. Он представляет собой короткий отрезок излученного сигнала, длительность которого обусловлена шириной и скоростью перемещения пучка при данном направлении на цель. Так как этот сигнал является ЛЧМ-импульсом, то соотношение сигнал-шум можно улучшить, применив согласованную фильтрацию в приемнике. В то же время дисперсионный фильтр должен работать во всей полосе частот спектра излучаемого сигнала, чтобы обрабатывать сигналы от целей со всех возможных направлений; при этом требуются очень большие около нескольких тысяч) значения произведения длительности на полосу пропускания. Дисперсионный фильтр, кроме того, компенсирует погрешности измерения дальности, вызванные тем, что направления излучения пучка различны в различные моменты времени. [46]
Дисперсионный фильтр представляет собой пример устройства с импульсной характеристикой, инвертированной во времени по отношению к заданному сигналу. Такие устройства называют согласованными фильтрами, а процесс сжатия сигнала - корреляционной обработкой. Выходной сигнал такого фильтра максимален в случае подачи на вход сигнала, с которым фильтр согласован; по отношению к другим сигналам, в частности к шуму, фильтр оказывается рассогласованным. Это свойство используется в РЛС со сжатием импульса для улучшения их чувствительности, В таких системах передатчик излучает сигнал с виутриимпульсной ЧМ. Колебание, отраженное от цели, имеет точно такую же форму и может быть сжато в дисперсионном фильтре приемника. Шум, который присущ любым радиоэлектронным системам, в достаточной мере подавляется фильтром. Таким образом, слабый отраженный сигнал, замаскированный шумом, создает на выходе фильтра импульс, уровень которого превышает уровень шума, что облегчает его обнаружение. [47]
В рассматриваемом здесь случае каждый цикл сканирования соответствует подаче одиночного ЛЧМ-импульса. Центральная частота сигнала, отраженного от точечной цели, соответствует направлению на цель. Он представляет собой короткий отрезок излученного сигнала, длительность которого обусловлена шириной и скоростью перемещения пучка при данном направлении на цель. Так как этот сигнал является ЛЧМ-импульсом, то соотношение сигнал-шум можно улучшить, применив согласованную фильтрацию в приемнике. В то же время дисперсионный фильтр должен работать во всей полосе частот спектра излучаемого сигнала, чтобы обрабатывать сигналы от целей со всех возможных направлений; при этом требуются очень большие около нескольких тысяч) значения произведения длительности на полосу пропускания. Дисперсионный фильтр, кроме того, компенсирует погрешности измерения дальности, вызванные тем, что направления излучения пучка различны в различные моменты времени. [48]
В системе со сжатием импульса длительность передаваемого колебания должна быть намного больше величины, обратной ширине полосы пропускания приемника. Это обусловлено применением модуляции некоторого особого вида. Наиболее распространенной является внут-риимпульсная ЧМ, при которой частота, более строго-мгновенная частота ( см. § 9.2), монотонно изменяется во времени. Это показано на рис. 9.2. Сигнал s ( t) в левой части рис. 9.2 представляет собой сигнал от точечной цели на входе приемника, отличающийся от излученного сигнала лишь задержкой во времени и меньшей амплитудой. Так как фильтр в приемнике согласован с излученным сигналом, его импульсная характеристика h ( t) представляет собой обращенный во времени сигнал с внутриимпульсной ЧМ, в котором изменение частоты происходит в обратном направлении. Линейное устройство, импульсная характеристика которого имеет вид сигнала с внутриимпульсной ЧМ, представляет собой дисперсионный фильтр. Описанный здесь дисперсионный фильтр является частным случаем согласованного фильтра. Однако далее в этой главе будут рассмотрены другие случаи применения этого фильтра. [49]
Дисперсионный фильтр представляет собой линейное устройство, предназначенное для получения задержки, существенно изменяющейся с частотой. При другом определении так называют фильтр, имеющий частотно-модулированную импульсную характеристику. РЛС со сжатием импульса, в состав которых входит передатчик, генерирующий сигнал с внутриимпульсной ЧМ, и приемник, снабженный согласованным фильтром; дисперсионный фильтр во много раз уменьшает длительность импульса и увеличивает отношение сигнал-шум, тем самым увеличивая чувствительность приемника. Принцип сжатия импульсов был предложен в 40 - х годах, однако его практическое использование началось лишь после того, как были разработаны дисперсионные фильтры приемлемых конструкций. Среди таких конструкций оказались и конструкции устройств на ПАВ, появившихся в конце 60 - х годов. В настоящее время метод сжатия импульсов широко используется в РЛС, при этом в качестве дисперсионных фильтров обычно используют фильтры на ПАВ ввиду их исключительных возможностей и высокой точности. [50]
В системе со сжатием импульса длительность передаваемого колебания должна быть намного больше величины, обратной ширине полосы пропускания приемника. Это обусловлено применением модуляции некоторого особого вида. Наиболее распространенной является внут-риимпульсная ЧМ, при которой частота, более строго-мгновенная частота ( см. § 9.2), монотонно изменяется во времени. Это показано на рис. 9.2. Сигнал s ( t) в левой части рис. 9.2 представляет собой сигнал от точечной цели на входе приемника, отличающийся от излученного сигнала лишь задержкой во времени и меньшей амплитудой. Так как фильтр в приемнике согласован с излученным сигналом, его импульсная характеристика h ( t) представляет собой обращенный во времени сигнал с внутриимпульсной ЧМ, в котором изменение частоты происходит в обратном направлении. Линейное устройство, импульсная характеристика которого имеет вид сигнала с внутриимпульсной ЧМ, представляет собой дисперсионный фильтр. Описанный здесь дисперсионный фильтр является частным случаем согласованного фильтра. Однако далее в этой главе будут рассмотрены другие случаи применения этого фильтра. [51]