CC BY
9
УДК 654-025
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КВАЗИНЕПРЕРЫВНЫХ СИГНАЛОВ
Саранча Аркадий Михайлович
Доцент, Камчатский государственный технический университет
Е-mail: ArkadiyMS@yandex. ru
В статье проведен анализ недостатков квазинепрерывных сигналов и путей их устранения. Факторами, способствующими устранению недостатков квазинепрерывных сигналов, являются псевдослучайный закон амплитудно-фазовой манипуляции и низкий пик-фактор квазинепрерывных сигналов. Малая длительность излучаемых квазинепрерывных посылок позволяет исключить проблемы обнаружения сигналов в ближней зоне, а псевдослучайный характер их излучения исключить «слепые» элементы дистанции.
Ключевые слова: Квазинепрерывные сигналы, фазоманипулированные сигналы большой длительности, взаимная функция неопределённости, корреляционные каналы обработки помехи, методы режекции мешающих отражений, квазисогласованные методы обработки квазинепрерывных сигналов, высокая помехоустойчивость РЛС, полоса однозначного измерения параметров полезных сигналов по скорости.
HIGHER EFFICIENCY OF QUASI-CONTINUOUS SIGNALS
Sarancha A.M.
Associate Professor, Kamchatka State Technical University
E-mail: ArkadiyMS@yandex.ru
The article analyzed the shortcomings of quasi-continuous signals and ways to eliminate them. The factors contributing to eliminating the disadvantages of quasi-continuous signals are the pseudo-random law of amplitude-phase manipulation and the low peak factor of quasi-continuous signals. The short duration of the emitted quasi-continuous parcels makes it possible to eliminate the problems of detecting signals in the near zone, and the pseudo-random nature of their radiation eliminates the "blind" elements of the distance.
Keywords: Quasi-continuous signals, phase-shift signals of long duration, mutual uncertainty function, correlation channels of interference processing, methods of rejection of interfering reflections, quasi-matched methods of processing quasi-continuous signals, high noise immunity of radar, band of unambiguous measurement of parameters of useful signals by speed.
Теоретические исследования и проводимые эксперименты позволили выявить и основные недостатки квазинепрерывных сигналов. Достаточно большой период повторения импульсов ограничивает полосу однозначного измерения параметров полезных сигналов по скорости. Сильно проявляется эффект подавления слабых сигналов мощными мешающими отражениями в приёмном тракте с недостаточным динамическим диапазоном. Вследствие этого возникают проблемы обнаружения объектов в ближней зоне. Для устранения указанных недостатков был исследован квазинепрерывный режим излучения и приема фазоманипулированных сигналов большой длительности с псевдослучайной структурой амплитудной манипуляции. Псевдослучайный закон амплитудно-фазовой манипуляции и низкий
пик-фактор квазинепрерывных сигналов позволил получить новые качества когерентных РЛС.
Малая длительность излучаемых фазоманипулированных посылок позволила преодолеть проблемы обнаружения эхо-сигналов в ближней зоне, а псевдослучайный характер их излучения - исключить «слепые» элементы дистанции. Большая длительность квазинепрерывных сигналов и
псевдослучайный характер амплитудной манипуляции с низким значением пик-фактора способствовали повышению эффективности доплеровской селекции движущихся целей. При длительностях квазинепрерывных сигналов 10.50 мсек. с шириной спектра АР = 10.20 МГц их база достигает значений В = 105.106.
К сожалению, потенциальная чувствительность приемника
квазинепрерывных РЛС в реальной обстановке ограничена воздействием мешающих отражений, которые создают в корреляционных каналах обработки помехи по боковым лепесткам взаимной функции
неопределенности (ВФН) сигнала, которые ухудшают характеристики обнаружения и разрешения сигналов. Анализ спектрально-корреляционных свойств квазинепрерывных сигналов произведен в работах. Однако приведённые результаты не дают полной характеристики взаимных функции неопределенности сигналов при
квазинепрерывном режиме их излучения и приёма. Требуется детальный анализ свойств и характеристик ВФН в дальномерных каналах обработки в зависимости от параметров квазинепрерывных сигналов.
Повышение помехоустойчивости при воздействии пассивных отражений неразрывно связано с синтезом амплитудно-фазоманипулированных сигналов с минимальным уровнем боковых лепестков ВФН. Общие проблемы синтеза глобально оптимальных дискретных
фазоманипулированных сигналов по классическим методам общеизвестны и связаны с задачей целочисленной оптимизации целевой функции. Проблема синтеза квазинепрерывных сигналов с
псевдослучайным законом амплитудной манипуляции усугубляется зависимостью структуры обрабатываемых квазинепрерывных сигналов от их задержки. Последнее обстоятельство приводит к необходимости минимизации боковых лепестков
ВФН во всех дальномерных каналах обработки и выполнению многомерной оптимизации квазинепрерывных сигналов, которая даже при достаточно малом числе дальномерных каналов практически не выполнима. В связи с этим очевидна актуальность исследований, связанных с поисками новых подходов к методам синтеза сигналов, позволяющих минимизировать уровень боковых лепестков ВФН в ограниченном диапазоне задержек и доплеровских сдвигов частоты. Повышение помехоустойчивости РЛС за счёт увеличения базы квазинепрерывных сигналов приводит к проблемам технической реализации устройств обработки сигналов в широком дальностно-доплеровском диапазоне. В практических случаях, когда разрешение по дальности составляет единицы метров, а разрешение по частоте - десятки герц, число корреляционных каналов обработки превышает несколько миллионов.
Поэтому требования минимизации аппаратных затрат на реализацию устройств
многоканальной обработки сигналов в реальном времени приводят к необходимости поиска эффективных квазисогласованных методов обработки квазинепрерывных сигналов с большой базой в заданном диапазоне задержек и доплеровских сдвигов частоты.
Одной из наиболее трудных и часто встречающих проблем в радиолокации является задача выделения полезных сигналов на фоне пассивных отражений, превышающих динамический диапазон приемного тракта. В этом случае применяют методы ограничения амплитуды сигналов во входной смеси обрабатываемых сигналов или временную режекцию мешающих отражений. В силу этого актуальной задачей является исследование методов временной режекции мешающих отражений при квазинепрерывном режиме излучения и приема фазоманипулированных сигналов с псевдослучайным законом амплитудной манипуляции.
Таким образом, исследования по теме диссертации направлены на оптимизацию сигналов и методов их обработки, повышающих тактико-технические характеристики
квазинепрерывных РЛС. Актуальность проблемы обоснована, во-первых,
незавершенностью существующих
исследований, касающихся методов построения или синтеза зондирующих квазинепрерывных сигналов и, во-вторых, практической необходимостью обеспечения высокой помехоустойчивости РЛС,
использующих квазинепрерывные сложные сигналы малой скважности, в условиях мощных мешающих отражений. Сегодняшние изыскательные работы в этой области РЛС нацелены на синтез и обработку фазоманипулированных сигналов с псевдослучайным законом амплитудной манипуляции, направленных на повышение помехоустойчивости квазинепрерывных РЛС при воздействии мешающих отражений сигналов по критерию минимума боковых лепестков ФН в ограниченной области частотно-временной плоскости. Методы синтеза сигналов не накладывают принципиальных ограничений на форму области оптимизации по задержке и частоте, в то же время площадь области оптимизации определяет предел подавления боковых лепестков ФН. Анализ процедур синтеза сигналов при согласованной обработке показал, что для области оптимизации
0,01 <а< 0.1 глубина подавления боковых лепестков ФН составляет 10.20 дБ в зависимости от пик-фактора сигнала. При квазинепрерывной обработке эффективность подавления боковых лепестков фН значительно ниже и при области оптимизации 0,01 < а < 0.1 составляет 3-6 дБ.
ЛИТЕРАТУРА
1. А.М. Саранча. «Анализ революционных нововведений в радиолокации»: статья - «Заметки учёного», № 4, часть1, 2021-418-421 с.
2. М.М. Маковеева «Система связи с подвижными объектами» - М.-Радио и связь, 2002 - 76 с
