Разрешающие способности по дальности и радиальной скорости соответственно 5/? = 0,5сбт и 5F, = 0,5X5/

Рнс. 4.9. ДН сигналов, отраженных от нескольких близко расположенных целей

Использование ДН для характеристики точности измерения т и

Q. Значения дальности R и радиальной скорости находят по положению максимума ФНЗС и ДКФ по оси т или Q соответственно. Точность фиксации положения максимума ФНЗС зависит от протяженности (остроты) пика Ат по оси т. При простых сигналах Ат = и для повышения точности следует уменьшать длительность импульса т . В то же время точность фиксации положения максимума ФНЗС Q , по оси Q зависит от протяженности AQ пика по этой оси. Так как AD. = А/т , точность измерения радиальной скорости возрастает при увеличении т . Деформацией тела неопределенности простого сигнала можно сделать пик функции x(j) или х() более острым и тем самым повысить точность измерения R или соответственно. Потенциальная точность измерения tu (см. 9.4)

(£/iVo)(2/J

где /.к =

/(И/))#

(4.14)

- среднеквадратическая ширина спектра

сигнала; E/N, - отношение сигнал/шум на входе измерителя. Аналогично, потенциальная точность измерения/д

(4.15)

где =

- среднеквадратическая длительность сигнала.

Среднеквадратическая ошибка измерения дальности ац = 0,5са и

радиальной скорости сг = 0,5До-у .

Таким образом, анализ показывает, что при простых зондирующих сигналах, у которых база или произведение длительности сигнала Тс на ширину его спектра А/ имеет порядок, близкий к единице (TcA/cl), вследствие постоянного объема ФНЗС или площади ДН невозможно повышать разрешающую способность и точность одновременно по и Од. Для устранения этого недостатка необходимо переходить к так называемым сложным сигналам, у которых база 5=7сА/с>1. Поскольку большая длительность сигнала позволяет увеличивать его энергию, такие зондирующие сигналы иногда называют энергоемкими.

4.4. Сложные сигналы

Сложные или энергоемкие сигналы позволяют разрешать противоречивые требования повышения дальности обнаружения и разрешающей способности. Дальность обнаружения повышается при использовании зондирующих сигналов с большой энергией Е. Увеличение Е возможно за счет увеличения либо мощности, либо длительности сигнала. Пиковая мощность в РЛС ограничена сверху возможностями генератора радиочастоты и особенно электрической прочностью фидерных линий, соединяющих этот генератор с антенной. При использовании ФАР пиковая мощность ограничена максимальной мощностью модулей ФАР. Следовательно, проще повышать Е путем увеличения длительности сигнала. Однако сигналы большой длительности не обладают хорошим разрешением по дальности. Сложные сигналы с большой базой могут разрешить эти противоречия. В настоящее время широко используются два вида сложных сигналов: линейно-частотно-модулированные (ЛЧМ) и дискретно-кодированные (ДКС).

Линейно-частотно-модулированный сигнал. Если в пределах длительности импульса т модулировать несущую частоту по линейному закону с большой девиацией частоты, то база сигнала т А/ будет большая и огибающая спектральной плотности входного сигнала SiJ)

будет приближаться к прямоугольной, т.е. Sg(f) = \fs = const. Тогда на выходе оптимального фильтра формируется огибающая сигнала вида

где 5вь,х(/ю) - спектральная плотность сигнала на выходе оптимального фильтра с коэффициентом передачи ЛГ(/со):

Преобразуя по Фурье 5вых(/а)) в пределах ширины спектра Асо, находим выходной сигнал:

Q\p{jcot}dco .

(4.16)

Сделав замену со\ = со - (Oq, получим

,(0 = - exp(j(u;i+u>o)y i = ----,псл ехрОйоО-

Видно, что импульс на выходе оптимального фильтра имеет огибающую вида

5т[я-Д/;(/-г ) л-Л/,(/-г )

где т - задержка сигнала в фильтре.

Длительность выходного импульса Тсж на уровне 0,637 равна \IAf . Таким образом, происходит укорочение или сжатие импульса в К,у= - Ти/Тсж= т Л/ раз. Коэффициент сжатия Л сж равен базе сигнала.

Пример. Построим временную диаграмму прямоугольного радиоимпульса с внутриимпульсной линейной частотной модуляцией. Параметры сигнала: амплитуда Uq=\ в, среднее значение частоты f(f= 100 МГц, длительность сигнала т =4 мкс, ширина спектра А/;= 140 МГц.

Решение. Аналитическое выражение для сигнала (рис. 4.10) имеет вид

1510 -lid -sic

id 1510

Piic. 4.10. Вид ЛЧМ-сигнала

moCOS

7tK..J CO 4-

при---<t< -

2 2

О при других значениях / где А сж=А/7с - коэффициент сжатия (база сигнала). 102