Введение к работе
Актуальность тоны :
Переспектквнин путем развития современных РТС, предназначенных для измерения частотно-временных сдвигов сигналов яаіяется примонениз сложных дискретно-кодированных сигналов, позволяющих повысить помехоустойчивость к различным видам помех, обеспечить скрытность, электромагнитную СОБМЭСТИМССТЬ, околологическую безопасность. Одним из приложений сложных дискретно-кодированных сигналов, являются судовые радиолокационные станции (РЛС), использующие одну антенну на прием и передачу сигналов и применяющиеся в двух режимах -импульсном и квззинепрерывном .
Квззгоэпрерывниа режим работы РЛС (КН Р?) характеризуется тем. что время когерентного накопления значительно- превосходит значение измеряемой задержки (в то время как средний интервал следования импульсов значительно меньше измеряемой задерташ). На время излучения вход приёмника закрывается, что позволяет реализовать его высокую чувствительность. Применение сигналов большойдлительности позволяет значительно повысить, энергэти- ческийпотенциэл РЛС при ограниченной мощности передатчика, что ,. особённоактуально при обнаружении слабых отраженных сигналов'.-
В импульсном режиме зондирование производится .отдельными сложными импульсами, причем интервал следования сложных импульсов больше значения измеряемых задержек. Такой режим' обеспечивает достижение потенциальной чувствительности радиолокациопно-го приемника, а применение сложных импульсов большой длительности приводит к . возрастанию разрешающей способности .по дальности и доплеровской частоте.
Характерными условиями работы1 судовых РЛС является мешзюяіио отражения от подстилающей поверхности, мощность которых монет превышать мощность полезных сигналов на десятки дБ. Проблема'выделения "слабых сигналов на фоне.мощных меааюших отражений от подстилающей "поверхности для таких РТС является одной из.наиболее сложных и актуальных.
При многокзнзльяой обработке сигналов, достаточно. эффективным и широко используемым средством борьбы с мощными' меиаюцимй " отражениями" от подстилающей поверхности-, является— применение ограничителя, за входе-приемника:- Дм.удаленных шлвй
ограничение амплитуда входной смеси "шуьнпомежої сигнал приводит к увзлучєніж среднего зїїзчйякя откоеєнйя сигнал/ (иук + nomxs), связанному с умвнкгазием ноеностк. пжех во всех каналах, обработки.
Для .устранения вредного 'влияния покох аозконшо приданение
мзтода временной режокциз кєиааакх отрахвнкв. заключавшегося в
бланкировании (запирании) вгодз приемника на время прихода .им
пульсов когаэюцлх отражоЕіга, (тот же принцип, что и для
развязки приекэ и передачи). Временная режекция. в отличия от
ограничителя,, цозволярт полностью избавиться от нежелательного
действия мощных помех' при практически эквивалентном для дальних
цзлаа снижении энергетики полезного сигнала. К прочим
достоинствам временной рожекции можно отнести возможность
введения приемника в лишенную часть акплитудвсг характеристики,
что'позволяет прогнозировать вид распределения помех и сигнала
на выходе устройства обработки , а также возможность применения
в комплекса с методами СДЦ, методами когерентной компенсации
помех. '
Применение метода впвкёякса рекекции ограничивается тем, '
что число злэмзнтсв разрешения ближней зэеы подлежащих
временной режвкции ("зола рошгазог), мсжот оказаться велико, а
при ув&личмши числа "режэктяруеюд , элементов происходит
знзчит&яъзое увеличение скважности принимаемых сигналов
прлБодадэе к росту боковых депзсткоз (БЛ) и падению главного
пика тела шоггределенностй. Для того. чтобы эффективно
причьягть временную ре*екцкэ для . многоканальных (дальпостно-
допзгровских) РІС с Ш -РР необходимо. Солее детальное
количествеЕное рассмотрение метода временной, реккусции . прикйнитащю к РГС со сложными сигналами.
йрляенэнйо сложных сигналов с «злым (яудовьи) уровнем БЛ
ТБ в помстозэг эоко является привлекательных рэзением проблемы
подавления кеоаших отра-шЕив. * случае пассивных отражений от
" -блжгнае зоны лэдетилгаа&в поверхности л вебозыюге числа
каналов обработки подобная задача jjosst быть ркпен^тгрименениех
-кодов с юшккэдьнок апериодичнсЬтію (ККА).-1 обладзкзда
хввокаегведам и низким уровней БЛ ЙАК5 во всэй области задррксек
. /ІЗдардлиі'М.Б.ОптякзльЕі*? даскретнь» сигналы,.К., Сов.Радио ,
J 87.2/ - Ес,егтка пориодов известных ККА редкая, квазиперкоды и
сссгагтствітгда-"чисты?-" области в частотном сечении ТН
фиксированы, алгоритм формирования НМА сложи. Для практически! приложения желательно получение простого алгоритма синтеза последовательностей с заданным квазгакрибдом. и минимальным уровнем БЛ ИАКФ в заданной области задержек.
в случае использования кодов с квазигорвддсм для увеличения разрешающей способности по дальности ~ дая - внутритакгового кодирования необходимы последовательности с низким уровнем бокового лепестка (БЛ) импульсной автокорреляционной функции
' (ИАКФ). Для ТЛС с импульсными сигналами тювьшение помехоустойчивости, разрешающей способности по скорости и по дальности также связано с применением таких последовательностей .
Минимаксный уровень ИАКФ бинарных" последовательностей . составляет і. Однако, каталог -бинарных последовательностей с-уровнем'бокового лепестка (БЛ) ИАКФ по модулю' не превышающим і ограничен последовательностями Баркера длины не . более із . Попытки расширить это множество не увенчались успехом. Однако, для практических применения приемлемо использование троичных амп.читудно-фззоманипулирозанньа последовательностей с-единичным (по модулю) уровнем БЛ ИАКФ и. минимальным'" (малым) числом нулевых символов - импульсных- троичных оптимальных, (квазиоптимальных) последовательностей (ЙТОП .ИТКОП). Путем направленного перебора были найдены некоторые " ИТОП и ИТКОП длины n<=is . /Амиантов И.Н. Избранные вопроса статистической
.теории евши,-М.,Сов.радио.1971-416 с/ -Практическая потреб
ность в ИТОП или ИТКОП большей длины определяет "актуальность
задачи их синтеза . .
Поставленные вопросы явились предметом исследования, результаты которых составляют основу диссертации.
- Таким образом, АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕШ определяется, с одной-сто
роны, необходимостью повышения, помехоустойчивости работы РТС
(РЛС с КНР?, импульсных РЛС, систем навигации), работающих в
условиях мощных мешэщих отражения.и, с другой стороны, недос
таточной изученностью'вопросов., связанных с эффективным приме
нением временной режекции", отсутствием регулярных' алгоритмов
синтеза- троичных последовательностей с ".хорошими" импульсными"
свойствами. " ' .
ЦЕЛЬ К ЗАДАЧИ РАБОТЫ . Целью работы является разработка . -метода временной.
квазшепрзрыввшш сигналами, работающей в условиях мощых мешащих отражений от ближней зоны подстилающей поверхности, а также задача синтеза. троичных сигналов с. хорошими свойствзми импульсной автокорреляционной функции. Задачами диссертационной работа являются:
оценка сгектралшэ-коррашакшых свойств квазинепре-рывных сигналов цри временной режекцни мешающих отражения и многоканальной корреляционной обработке, , - .
теоретическое исследование влияния временной .режекции мешающих отражений от подстилающей поверхности на помехоустойчивость РГС с КН РР и определение соответствующих оптимальных параметров-, оптимальной роны режекши , соотношения
тактов ампитудной и фазовой манипуляции , достаточной мощности излучения сдал линейного приемника и приемника с ограниченным динамическим диапазоном) ,
- разработка метода построения дискретных модулирующих
последовательностей для многоканальной дальностно-доплеровской
РЛС с КН РР и временной рекекцией мешающих отражевий от подсти
лающей поверхности,
- разработка методики выбора параметров. РЛС с КН РР и временное режекцвей мешающих отражения от подстилающей поверхности при ограниченном динамическом диапазоне приемника,
.- синтез троичных последовательностей с хорошими свойствами импульсной автокорреляционной функции,
- проверка теоретических результатов путем моделирования
на ЭШ к эксперимента.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА . :. Проведено исследование метода временной рекекнии кешавдих отражений в применении к многоканальной РІС со слоашыго! амздггудно-фззоманипулироБ5ннымк сигналами в результате которого получены новые научные результаты.-
получены аналитические опенки средних значений сшктральво-отрр&хяцизнных характеристик принятых сигналов (сгдудаеквадратических БЛ ТН, среднего коэффициента приема, среднего коаїфяцшнта наложения)", ; -
, - подучены аналитические выражения для среднего и потенця-ально'гФ-значенвя отвсеэжин снгваалшуя+псазвха) на выходе корре-дяаюяаого устройства обработки для дальностЕьа каналов при прзжшеЕжи временной решклии «огвьа иешанккх отражений от
ближнее зоны подстилающей поверхности и Гауссовскоа статистика помех,
- по критерию максимума помехоустойчивости для удаленных
цэлеа при развязке приемно-горедзющэго тракта в соответствии .с
ПСП определены следующие оптимальные параметры: достаточная'
мощность излучения {для линейного приемника" и'" приеиника- с
ограниченным динамическим диапазоном), оптимальное соотноше
ние тактов амплитудной и фазовой манипуляции, оптимальное число
редактируемых тактов амплитудной манипуляции,- оптимальная зона
.редакции (при фиксированной мощности излучения).
2. Предложена методика выбора параметров для многока
нальной дэльяостно-догевровскоя РІС с КН РР и временной
режекциея мощных мешающих отражения- от' ближней зоны . подста-
лающея "поверхности, поволящэя осуществить выбор мощности
излучения, зоны рэжекции, структуры и параметров ~ДПР по
критерию максимума помехоустойчивости для удаленных целей при
заданных пиковоа мощности передатчика и динамическом диапазоне
приемника. '"'--
3. Разработаны алгоритмы синтеза оптимальных я квазиопти
мальных троичных последовательностей,' троичных и двоичных-
последпвательностея с низким уровнем ИАКФ , а также низкий уровнем ИАКФ и БЛ ГН в частотном сечении в заданной доплеро-вской полосе.
Теоретическую значимость, по мнению автора, имэиг полученные для метода временной рэжекши мешакщих отражении авалята-
ческие опенки среднеквадратичвского БЛ Тії при усреднении по всея области канал-задержка-частота, срвдаеквадратическо'го БЛ Т-Н в " коррелированном" га задержке сечении при усреднении по области канал-частота, среднего коэффициента приема, среднего
коэффициента наложения), оценки для среднего л потенциального значения отпоїошїя. сигнал/(шум*-по^еха> на выходе корреляционного'устройства обработки (У0> .
Практическую ценность, по мнению автора, имеют :
- разработанная методика Еыборэ параметров для мяогокл-
нальнгя . дэлъностао-доплеровскоа ?ЛС с КН Р? и временная
режекциея мсяжс ve-шаісщх отражения от ближней зону псдсти—
лающей поверхности, .-.
- разработанный пакет программ, гвдвсшсщгаг оценить "
спектрально-корреляционные' характеристики сигналов, среднее ; и
тютенциэльно достижимое значения выгодного отношения сигналу
(шум+помэхэ) в условиях 'рекекции кеаізкшх отрзжэякз от
взволнованной морской поверхности при цифровой сегмэнтноя
отработке сигналов, дальность-обнаружения цели с заданной ЭПГ
па фоне взволнованной корскоя поверхности заданной бальности,
- разрэботаные алгоритмы синтеза оптимальных и квазиопти-
иаяьных троичных последовательностей, троичных и двоичных
гаслвдователъностег с нкг.кю.; уровнем ИАКФ , а также 'низким уроввзм ИАКФ и ЕЛ ТН в частотной сечения в заданной доялзро-екоа полосе, отличавщвзся простотойалгоритма формирования.
- синтезированные ШОП, ИТКОП,- ЗДКОП, TIE.
РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
Мзтериалы дассєртяюет использованы в ОКР, выполненных . Новгородским политехническим институток совместно с предприятием "Равенство" г. С-Петербург . АПРОЕАШЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
По материалам диссертационной работы опубликованы 12 статей, получены з авторских езидзтельстза. Результаты работы докладывались и обсуждались, на.-
нзучво-техничеехш конференциях ІГГО РЭС лн.А.С.Попова, Г. КОВГОрОД, 1S85-1990 Г.Г.
паучю-тегкичзских конференциях профессорско-преподавательского состава КПИ,-г. Новгород, гэеь-1990 г.г.
Всесоюзной конференции "Современные проблэиы рздйо-злоктронкки", г.Москва, 19S8 г.
- Выездном геминэре НТС АН СССР "Проектирование, испытание
к эксплуатация систем втеричш» радиолокации УВД и сизієм
ПреДУПрехиЭКИЯ СТОЛКНОВеЕИЯ ВОгДУДЕЫХ СУДОВ",Г.НОВГОРОД, 19Б9Г.
. - Всессизнок секинаре "Берогггностныв иотоды в квфоркатю^".
Г.ЙОЗГОрЭД. .1390 Т. . '
- Еаучно-тезшкчБСких совещаниях предприятия -Рав^нст-
1»-, Г. СаЯКГ-ИСТврбурГ. 39S2-1&S2 т.т.
СТРУКТУРА їх 05,НМ РАБОТЫ & " " ; -'.
Лііссертаїия состоит из вбєдздкя, четьтрзх разделов, закво-чеакя й "G -іфилавеїжа. РзЗэта содзрззгг 14с страйки кзейео-пгсзсп? текста. 32 адивстразка к 10 тзблкц. Библиография и тпйшязєекп предггззжЕЫ гз 33 страницах.
