Научная статья на тему 'Исследование потенциальных характеристик псевдошумового радиолокационного сигнала'

Исследование потенциальных характеристик псевдошумового радиолокационного сигнала Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
190
60
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СКЛАДНі СИГНАЛИ / СИГНАЛИ / ПСЕВДОШУМОВИЙ СИГНАЛ

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Бычков В. Е., Мрачковский О. Д., Ольшевский И. В.

Исследован сложный псевдошумовой радиолокационный сигнал фазоманипулированный бинарной М-последовательностью. Приведены результаты расчетов потенциальных характеристик сигнала, корреляционных и взаимокорреляционных функций.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Бычков В. Е., Мрачковский О. Д., Ольшевский И. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Research of the potential characteristics of an image noise radar-tracking signal

Complex image noise radar-tracking signal, which has of phase modulation by a binary M-sequence Is investigated. The results of accounts of the potential characteristics of a signal, correlation and inter correlation function are given.

Текст научной работы на тему «Исследование потенциальных характеристик псевдошумового радиолокационного сигнала»

ПРИСТРО1 ТА СИСТЕМИ РАД1ОЗВ ЯЗКУ, РАДЮЛОКАЦП, РАДЮНАВ1ГАЦП

УДК 621.396.96:621.396.62

ДОСЛ1ДЖЕННЯ ПОТЕНЦ1ЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПСЕВДОШУМОВОГО РАДЮЛОКАЦШНОГО СИГНАЛУ В ОБЛАСТ1 СИЛЬНО! I СЛАБКО1 КОРЕЛЯЦП.

Бичков В.С., Мрачковський О.Д., Ольшевський 1.В.

Дослгджено складний псевдошумовий радголокацгйний сигнал, фазомантульований бтарною М-посл1довн1стю. Приведет результати розрахунк1в потенцйних характеристик сигналу, кореляцгйних та взаемокореляцгйних функцт.

Вступ

Про застосування складних псевдошумових (ПШС) фазоманшульова-них сигнашв (ФМн) в радюлокаци вперше було сказано в [1]. На даний момент ФМн сигнали знайшли широке застосування в телекомушкацп [4,6] та в супутниковш нав^аци [7].

Постановка задачi. Теоретичш дослiдження

Фазоманiпульованi сигнали, сформованi за допомогою бiнарних М-послiдовностей (послщовностей Хаффмена), приймають два значення фази

0 та п. Правило утворення тако! М-послщовност е наступним: значення кожного поточного символу dj залежить вiд значень m попереднiх символiв

m

1 визначаеться правилом: dj cidJ_1 = c1dJ_1 © ... © cmd] _m, де множення

i=1

здшснюеться за модулем 2, а dj дорiвнюе 1 або 0. Спектр ФМн сигналу визначаеться шляхом перетворення Фур'е комплексно! огинаючо! сигналу:

ад

S(w) = JU(t)e_Jwtdt. Звщси отримуемо комплексну спектральна щшьшсть

N

послiдовних неперiодичних ФМн сигналiв: S(jf) = S0(jf ane

-j 2 nf ( n-1) T0

n=1

де ап - символ М-послщовност^ Б0{Ц) - комплексна спектральна щшьшсть одиночного рад^мпульсу тривалiстю то з прямокутною огинаючою

Я0(П = ит г0япфг(/-/0)г0).

На рис.1 наведено амплггудний частотний спектр ФМн сигналу з параметрами Т= 10 мкс, «=10, тоб-то N=1023. Спектр побудований без урахування центрально! час-тоти сигналу, тобто для випадку /0=0. Функцiя автокореляцi! для ФМн сигналу записуеться як:

Рис. 1. Спектр ФМн сигналу

R(^) = — ^an an-ß, де ц = т/то, i змшюеться в межах вiд -(N-1) до (N-1).

N

п=ц+1

На рис.2 представлена нормована автокореляцшна функцiя сигналу з параметрами Т=10 мкс, /0=8,8 ГГц, N=1023. Крiм основного пiку автоко-реляцшно! функци спостерiгаються бiчнi пелюстки. Рiвень цих пелюсток

(див. рис. 2) близький до значення =1/^/1023 =0,0313.

Ш'Щ о.в 0.4 0.2; Ж

i- erbfyf¿¡«wir- ■ i tfitWMM

.02 0.4 0 Б o.a se 1.2 1.4 1 6 1.8 »10-5

0.06 О 04 0.02 0

-0.02 -О 04

-оде

-О 08 -0.1

Рис. 2. Автокореляцшна функщя ФМн сигналу з N=1023

0.8 0.7

5 0.5

I

0.3 0.2 0.1 0

Рис.3. ВКФ на piBHi -1 дБ На рис. 3-5 представлен взаемокореляцшш функци (ВКФ), для яких piBeHb

1 ti ti

On g? g? §

» — s s

a > s. a

H il » 5

L/l П)

Я о №

О

S M

--J о К) я

S 5»

гГ to

. ÍD

а о « £

в Ul h-1 •

Sa

ui

M cd td S w M

S ft) a о о H

H• •

СО g

s

о

m H № О Sa

Sa W

■S g

^ S j=I ®

s »

43 '

H-к • ^^

Sa tn oj 'g4

oo

Ul

K)

S

to «

h- • О H №

as

Ul

ю

О

a h-1 •

a

S

S л s

H-к • td ft) a №

td

S «

S

to I—' •

td dd

P

w P w M

S

s

в

о

td I—' •

a

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

w o\

H-1 • №

hd s

о Lu

dd e

a

S» 43

I—'• • td a

On

to tn

O

to g

й Q3

» Щ

43 S

E' S

M g

№ m

Sa T

m H № О Sa

w

w o\

Я(МТ0, П)

^с(П)

N

——2

^ яп ехр(7 (п - 1)Пт0), де ап - символ М- послiдовностi,

ц=т/то, Л0(П)

8т(Пт0 / 2)

-I

Пт0 /2

;Пхо/2

- функщя невизначеностi одиночного пря-

мокутного iмпульсу, яка залежить тiльки вiд двох параметрiв: частоти П i тривалост т0, межi пiдсумовування визначаються якп1 = ц + 1, п2 = N при ц>0; п1 = 1, п2 = N - при ц<0.

На рис.6 представлений графш функци невизначеност (тiло невизначе-ностi) дослiджуваного сигналу. Видно, що рiвень бiчних пелюсток в облает! слабко! кореляци незначний, \ тривалють центрального викиду мала.

-3 -1

Рис.6. Тшо невизначеностi для N=1023

Частотна кореляцшна функцiя - пе-рерiз функци невизначеностi вздовж осi швидкостi при т =0. Аналiтичний запис частотно! кореляцшно! функци (ЧКФ) для фазоманшульованого сигналу: бШ(ПТ /2)

Д(П) =

ЧКФ представлена

ПТ/2

на рис.7. Замють такого параметра, як частота Доплера, використано е^вале-нтне значення швидкостг З рисунка видно, що вздовж В1с1 швидкост е сплески бiчних пелюсток, якi надалi можуть впли- Рис. 7.

вати на виявлення цш. Якщо розробниковi РЛС знадобиться другий швид-кiсний канал, то щ бiчнi викиди потраплятимуть у сусщнш канал, що зме-ншить достовiрностi отримувано! шформаци про цшь, пiдвищить вiрогiд-нiсть помилково! тривоги. Потенцiйна роздiльна здатнiсть ФМн сигналу за дальшстю та швидюстю визначаеться з перерiзу функци невизначеност

п

^зокореляти). Нижче наведет графжи, де представлен перерiзи функци невизначеноеп на р1внях -1, -3 \ -6 дБ.

Рис.8. Перерiз функци невизначеностi на рiвнi -6 дБ (1), -3 дБ (2), -1 дБ (3)

На рис.8 зображеш перерiзи функци невизначеностi ПШС сигналiв з параметрами Т=10 мкс, /0=8,8 ГГц, N=1023 (рис. 8а) , i Т=50 мкс, /0=8,8 ГГц, N=1023 (рис.8б). Результати проведених дослiджень потенцiйних роздшьних здатностей за дальнiстю та швидюстю, визначених на рiвнях -1, -3, -6 дБ, наведеш в табл.1, 2.

Таблиця 1

ПШС з параметрами Т=10 мкс, /0=8,8 ГГц, N=1023, 2 А/=102,3 МГц

-1дБ -3дБ -6дБ

Ах, с 0.2 0.6 1

2А/ 2А/ 2А/

Ду, м/с 953,03 1630,42 2158,89

Таблиця 2

ПШС з параметрами Т=50 мкс, ,/0=8,8 ГГц, N=1023, 2А/=20,5 МГц

-1дБ -3дБ -6 дБ

Дт, с 0.2 0.6 1

2А/ 2А/ 2А/

Ду, м/с 190.57 326.11 431.81

З рис. 8 видно, що при змш тривалостi вЫе! послiдовностi, змшюеться роздiльна здатнiсть за дальнiстю та швидюстю. Це пов'язано з тим, що, змшюючи тривалiсть Т сигналу, ми змшюемо i його смугу частот 2 А/ (Т=№0, 2А/=1/т0). Проте, якщо змiнювати одночасно Т сигналу i довжину послiдовностi N, можна побудувати зондуючий сигнал з потрiбними роздь льними здатностями. Отриманi дiаграми невизначеностi повторюють кон-ф^ураци для простих, тональних сигналiв. Так ПШС сигнал з параметрами Т=10 мкс, /0=8,8 ГГц, N=1023 володie високою роздiльною здатнiстю за швидкiстю i низькою за дальнiстю. Досить збiльшити тривалiсть сигналу в

5 р^в (рис.8б) i отримаемо дiаграму невизначеностi, властиву довгому тональному сигналу. Тобто твердження Рiхачека [7] про те, що вказаш дiа-грами належать тшьки до класу простих сигналiв е невiрним, оскiльки при вщповщному виборi параметрiв ПШС можна отримати аналопчш дiагра-ми, в клас складних сигналiв. Крiм того, використання ПШС з високими роздшьними здатностями за дальшстю призводить до тдвищення точностi оцiнки за дальшстю та завадостшкост на тлi мюцевих перешкод [8].

Висновки

З отриманих результат видно, що застосування ФМн сигналiв, фазомаш-пульонаних М-послщовшстю, дае значш переваги в порiвняннi iз застосу-ванням простих зондуючих сигналiв. Але використання таких ФМн сигна-лiв в якостi зондуючих радюлокацшних сигналiв вимагае ретельного ви-вчення 1х потенцiйних можливостей розробниками РЛС.

Лггература

1. Лезин Ю.С. Введение в теорию и технику радиотехнических систем. М., Радио и связь. 1986.

2. Теоретические основы радиолокации. Под ред. Я.Д.Ширмана. Сов. радио», 1970.

3. Петрович Н.Т., Розмахин М.К.. Системы связи с шумоподобными сигналами. М:. Сов. радио, 1970.

4. Варакин Л.Е. Теория сложных сигналов. Москва, «Советское радио», 1970.

5. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. Радио и связь, 1985.

6. Яценков В.С. Основы спутниковой навигации. М., Горячая линия, 2005.

7. Рихачек. Упрощенный способ выбора радиолокационных сигналов, Зарубежная радиоэлектроника, №2, 1973.

8. Уестерфильд, Прегер. Выигрыш в отношении сигнал/пассивная помеха при использование согласованных фильтров, ^ Зарубежная радиоэлектроника, №3, 1961.

Бычков В.Е.,Мрачковский О.Д.,Ольшевский И. Исследование потенциальных характеристик псевдошумового радиолокационного сигнала

Исследован сложный псевдошумовой радиолокационный сигнал фазоманипулированный бинарной М-последовательностью. Приведены результаты расчетов потенциальных характеристик сигнала, корреляционных и взаимокорреляционных функций

Bychkov V.E.,Mrachkovsky O.D.,Olshevsky I.V Research of the potential characteristics of an image noise radar-tracking signal

Complex image noise radar-tracking signal, which has of phase modulation by a binary M-sequence Is investigated. The results of accounts of the potential characteristics of a signal, correlation and inter correlation function are given

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.