Главная > Разное > Радиолокационные сигналы
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

4.14. Заключение

В современной радиолокации функция неопределенности является основой при систематических поисках оптимальных сигналов для специальных применений. В настоящей главе приведен полный обзор, включающий вывод важных соотношений, многих аспектов функции неопределенности и ее характеристик, которые представляют интерес для специалиста в области построения радиолокационных систем. Хотя в различных разделах настоящей главы мы не раз говорили о важности оценки сигналов для конкретных радиолокационных применений, попыток глубже исследовать эти возможности здесь не производилось. Обсуждение различных примеров радиолокационной обстановки и применений сигналов дается в последующих главах.

Было показано, что функцию неопределенности можно рассматривать как меру различия, в среднеквадратичном смысле, между сигналом и сдвинутой во времени и по частоте копией того же сигнала. Эта точка зрения была первоначально выдвинута Вудвордом. Желающие получить более наглядное физическое объяснение аналитических методов могут использовать другой подход к трактовке функции неопределенности, а именно считать, что функция неопределенности соответствует частотно-временной функции отклика, наблюдаемой на выходе согласованного фильтра. Для обоих этих подходов функция неопределенности является, очевидно, мерой способности радиолокатора к различению в приемнике одинаково закодированных сигналов, если они отличаются по времени поступления и/или частотному сдвигу. Следовательно, функцию неопределенности можно трактовать так же, как меру того, насколько точно и неоднозначно можно оценить скорость и дальность единственной цели, а также насколько надежно могут быть разрешены две цели при использовании этих параметров.

Неопределенность можно интерпретировать различными путями. На рис. 4.20 иллюстрируются проблемы, относящиеся к сигналам с однонаправленной функцией ЧМ, которые имеют неизвестный допплеровский сдвиг. Влияние допплеровского сдвига проявляется во введении временного смещения (или ошибки в определении дальности) сжатых импульсов на выходе согласованного фильтра. Величина временного смещения относительно истинного положения

сигнала связана с отношением величины допплеровского сдвига к ширине полосы и типом используемой функции ЧМ. В результате возникает так называемая неопределенность дальность — допплеровский сдвиг или частотно-временная связь. Зависимость между модуляционными характеристиками радиолокационного сигнала и теоретическими ошибками измерения, соответствующими этому типу неопределенности, исследуется в следующей главе, а примеры специфических сигналов приведены в гл. 9.

Второй тип неопределенности связан с относительной величиной и распределением во времени ложных сигналов, которые появляются на выходе согласованного фильтра.

Рис. 4.20. Неопределенность измерения дальности, вызванная допплеровским сдвигом.

Эти ложные сигналы могут быть вызваны искажениями в системе (это обсуждается в гл. 11) или являются откликами согласованного фильтра на входные сигналы с допплеровским сдвигом. В случае многих сигналов, имеющих большой динамический диапазон, наличие ложных сигналов, появление которых связано с боковыми лепестками больших сигналов, могут бьггь ошибочно приняты за реальные сигналы. Этот тип неопределенности, связанной с ложными целями, может быть более опасным, чем шумовые ложные выбросы обычного типа, так как сигналы от ложных целей ведут себя как детерминированные.

Третья форма неопределенности связана с количеством энергии, содержащейся в структуре боковых лепестков по дальности выходного сигнала согласованного фильтра. Если энергия боковых лепестков относительно велика и они занимают значительный временной интервал, то более слабые сигналы, расположенные на других дальностях, могут быть замаскированы интерферирующими боковыми лепестками. Это имеет особое значение при наличии многих отражателей и большой плотности их в пространстве наблюдения. Этот вопрос обсуждается в гл. 10.

Наиболее важным свойством функции неопределенности является то, что общая потенциальная неоднозначность, измеряемая объемом под поверхностью, порожденной этой функцией, не зависит от типа используемых радиолокационных сигналов, если только все сигналы нормализованы так, чтобы содержащаяся в них

энергия была равной. Указанный результат хорошо известен как «принцип неопределенности радиолокации» [4] или как «закон сохранения неопределенности» 15]. Это означает, что в случае, если разработчик радиолокатора не имеет абсолютно никаких априорных сведений о специфике использования радиолокатора или характера окружения, то все сигналы для него одинаково хороши (или плохи). Однако каждый из сигналов будет давать различное распределение неопределенности, как это было показано на примере распределения неопределенности для некоторых основных сигналов на рис. 4.3 (так же как и другие примеры, рассмотренные в разд. 4.12). Именно эти изменения в распределении неопределенности совместно с грубыми, прикидочными оценками радиолокационной системы и поддерживают нашу надежду, что разработчик радиолокационной системы может в результате систематических поисков найти подходящий сигнал.

Предпочтительной процедурой могла бы быть процедура подбора распределения неопределенности таким образом, чтобы области максимальной потенциальной неопределенности попадали туда, где параметры цели (задержка или частотный сдвиг) не ожидаются, с последующим нахождением передаваемого сигнала по этому распределению при помощи теоремы единственности. К сожалению, это потребует знания фазовой структуры

Так как эта информация обычно недоступна, относительно нее должны бьггь сделаны те или иные предположения. В этом случае у нас нет гарантий, что получающийся в результате сигнал будет физически реализуем. Поэтому процедура, которую обычно применяют, состоит в исследовании функций неопределенности набора сигналов и выбора такого сигнала, который обеспечивает наилучшее приближение (после соответствующего выравнивания масштаба длительности и полосы частот) к заданной (желательной) функции распределения. Степень приближения является показателем того, насколько хорошо будет функционировать радиолокационная система в тех условиях, из которых мы исходим. Как и при любой неидеальной ситуации, для этого, несомненно, придется прибегнуть к компромиссу. Это обычно достигается при изучении функционирования и стоимости всей системы в целом.

ЛИТЕРАТУРА

(см. скан)

(см. скан)

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление