Главная >  Радиолокация - обнаружение и распознавание 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 [ 54 ] 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

Глава 7. Борьба

с пассивными помехами

Пассивные помехи, действуя на радиолокатор, могут снижать эффективность его функционирования по нескольким причинам:

из-за превышения пассивной помехой смеси сигнала и шума происходит маскировка сигнала;

большая мощность пассивной помехи может привести к насыще-ниго приемного тракта и подавлению полезных сигналов.

Кроме того, при наличии мощных помех повышается вероятность ложной тревоги и ложного захвата целей. К изменению вероятности ложной тревоги приводит и непостоянство мощности пассивных помех (см. гл. 3).

7.1 .Уменьшение влияния пассивных помех в приемном канале (на высокой и промежуточной частотах)

Борьба с пассивными помехами требует, прежде всего, ослабления мощности мешающих отражений, принимаемых антенной радиолокатора, и сужения динамического диапазона помех для предупреждения перегрузки приемного тракта. Первая из указанных задач наиболее часто встречается тогда, когда наземный радиолокатор должен обнаруживать воздушные цели, например в системах УВД.

Для уменьшения интенсивности сигналов, отраженных от расположенных на земной поверхности объектов, находят применение два основных метода. Первый заключается в отклонении ДНА наземного радиолокатора вверх и позволяет улуч-


шать отношение мощностей полезного и отраженного от наземных объектов сигналов на 15-20 дБ. Однако при широких ДНА нижняя кромка диаграммы все-таки облучает земную поверхность и антенна принимает отраженные от нее сигналы.

Для уменьшения интен- 7.1. Сфуюуриая схема приемного тракта сивности этих отражений при- радиолокатора с компенсацией пассивных помех

. в тракте УРЧ

меняют второй метод - метод

компенсации, основанный, например, на использовании двухлучевых антенн (рис. 7.1) и высокой степени корреляции принимаемых по ниж-



нему узкому / и верхнему широкому 2 лучам ДНА сигналов, отраженных как от земной поверхности, так и от расположенных на ней объектов. Принятые с одинаковых дальностей и углов места сигналы антенн вычитаются в компенсаторе (К). Остаточное напряжение пассивной помехи после приемника (Прм) подается на анализатор (Ан), который формирует сигнал, поступающий на управляющее устройство (УУ). Под действием этого сигнала УУ выбирает такое соотношение весовых коэффициентов каналов компенсатора, при котором пассивные помехи от одного источника, но принятые одновременно по двум ДНА, максимально компенсируются.

Таким методом можно примерно на 20 - 25 дБ уменьшить мощность пассивной помехи от земной поверхности и от расположенных на ней объектов.

Для уменьшения динамического диапазона пассивных помех обычно применяют временную автоматическую регулировку усиления (ВАРУ), синхронизированную по времени с зондирующими импульсами, а также мгновенную или быстродействующую регулировку усиления (МАРУ и БАРУ). Часто используют управляемые аттенюаторы, которые уменьшают уровень (мощность) пассивной помехи в приемном тракте по сигналам специальной системы управления или по определенной программе.

Управление ослаблением (усилением) выполняется в каждом элементе разрешения рабочей зоны радиолокатора в соответствии с непрерывно обновляемым значением средней мощности пассивных помех, хранимым в блоке памяти с так называемой картой помех КП.

7.2. Обнаружение целей на фоне пассивных помех

Из теории обнаружения сигналов известно, что синтез обнаружителей пачки отраженных от цели импульсов на фоне коррелированных гауссовских помех дает двухступенчатую структуру оптимального обнаружителя, состоящую из обеляющего (декоррелирующего) фильтра и фильтра, оптимального для обнаружения сигнала на фоне помехи с равномерным спектром.

В гл. 3 было показано, что оптимальный для обнаружения пачки импульсов фильтр (согласованный фильтр) состоит из оптимального фильтра для одиночного импульса и накопителя всех импульсов пачки. Таким образом, схема обнаружителя содержит три элемента: оптимальный фильтр одиночного импульса, обеляющий фильтр и накопитель пачки импульсов, а процесс обработки сигнала на фоне коррелированной (пассивной) помехи разделяется на внутрипериодную (фильтрация одиночного импульса) и междупериодную (обеление помехи и накопление сигнала) обработку,



При синтезе структуры оптимального обнаружителя на фоне собственного шума и пассивных помех представляем вектор входной реализации в виде yic. Тогда при 9 = О и 9 = 1 плотности распределения вероятностей У=\у,У2,-У1с,-У

.г.

W(y/e = 0) =-ехр< -у Qy

(2) detR l 2

(2л-) detR I 2

где R - корреляционная матрица помехи размера пхп с элементами ly; detR - определитель матрицы R; R = Q - матрица, обратная корреляционной; Г - символ транспонирования; ©=©] = !,© = ©о =0.

Используя отношение правдоподобия, находим алгоритм обнаружения:

A(y) = expyQu,-iu;.Qu,>r или In Л(у) > In Г = С , тогда

(7.1)

При известных параметрах сигнала слагаемое - uQUj, = const = С,

в (7.1) не зависит от> и его относят к порогу С: C+C\=U o, тогда

= yQu.:t/ ,p. (7.2)

Факторизуем матрицу Q, обратную корреляционной, т.е. представим ее произведением верхней и нижней треугольных матриц 0 = 0д 0дв, где Од - нижняя треугольная матрица; - верхняя

треугольная матрица, причем Q = Q . Тогда

= (у0лн)(0двис):,

пор

(7.3)

Выражения (7.1) - (7.3) являются алгоритмами оптимальной обработки сигнала с полностью известными параметрами при наличии коррелированной помехи. При обработке сначала выборки декоррелируют-ся (обеляются) путем пропускания их через обеляющий фильтр (ОбФ), импульсная характеристика которого образует матрицу Qa , затем осуществляется согласованная фильтрация в оптимальном фильтре, у которого импульсная характеристика реализует матрицу Одв.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 [ 54 ] 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106