5 ВИБІР СХЕМИ ЗАХИСТУ ВІД ПАСИВНИХ ЗАВАД



Показником якості функціонування системи захисту від пасивних завад є коефіцієнт поліпшення відношення сигнал/завада [11]

(5.1)

де та – вихідне та вхідне відношення потужності сигналу до потужності пасивної завади, усереднене за усіма швидкостями цілей. Цей параметр враховує як послаблення завади в фільтрі системи захисту, так і середній виграш системи. Таким чином, коефіцієнт поліпшення є показником відгуку фільтра системи захисту на сигнали пасивної завади по відношенню до усередненого відгуку на сигнали від цілей.

Співвідношення (5.1) можна записати таким чином

(5.2)

де – реальний коефіцієнт придушення пасивної завади; – усереднений за усіма доплеровськими частотами коефіцієнт підсилення потужності сигналу.

При цьому передбачається, що сигнал від цілі має постійну амплітуду, а її радіальна швидкість має рівномірний закон розподілу для всього діапазону значень.

Як випливає з визначення коефіцієнта поліпшення, для його обчислення необхідно знати потужність залишків пасивної завади на виході системи захисту, на яку впливають нестабільності елементів системи, рух антени, вобуляція періоду та ін. [16]. Вплив кожного окремого фактора можна врахувати та оцінити через результуючий коефіцієнт поліпшення. Якщо перелічені фактори, які впливають на рівень залишків пасивної завади, статистично незалежні, то сумарна потужність залишків завади дорівнює сумі потужностей залишків від окремих факторів

(5.3)

де – кількість факторів, які формують залишки після компенсації пасивної завади.

Тоді коефіцієнт поліпшення усієї системи (5.2) оцінюється через поодинокі коефіцієнти поліпшення за допомогою співвідношення [17]

(5.4)

Коефіцієнт поліпшення, що визначається формулою (5.4), враховує як зовнішні, так і внутрішні джерела, які сприяють формуванню залишків пасивної завади.

Якщо взяти значення сигналу як усереднене за усіма можливими швидкостями цілі та припустити, що енергія сигналу рівномірно розподілена за інтервалом частот , то середнє підсилення сигналу за потужністю фільтром системи захисту дорівнює підсиленню шуму за потужністю тим же фільтром [15]

(5.5)

де – амплітудно-частотна характеристика фільтра системи захисту. Якщо основою системи захисту є пристрій черезперіодної компенсації (ЧПК), то

(5.6)

де – кратність пристрою ЧПК.

Отже для однократної та двохкратної систем ЧПК маємо наступні коефіцієнти середнього підсилення сигналу



Як вже відмічалось, реальний коефіцієнт придушення пасивної завади залежить не тільки від статистичних властивостей завади, але й від багатьох інших факторів. Аналогічно коефіцієнту поліпшення, реальний коефіцієнт придушення пасивної завади визначається з виразу

(5.7)

де – кількість факторів, які впливають на ступінь придушення пасивної завади; – поодинокі коефіцієнти придушення; – коефіцієнт придушення пасивної завади, який залежить тільки від статистичних властивостей завади й називається потенційним коефіцієнтом придушення; він може бути визначений через коефіцієнт кореляції пасивної завади [17]

HYPER14HYPER15 (5.8)

Коефіцієнт кореляції пасивної завади однозначно визначається її спектром флуктуацій. Відповідно до форми спектра флуктуацій завади поділяються на гаусові та резонансні. Коефіцієнти кореляції гаусової та резонансної завад описуються відповідно такими виразами [18]

та (5.9)

де – півширина спектра флуктуацій завади на рівні .

Для гаусової завади маємо



Для резонансної завади маємо



Фактори, що впливають на ефективність функціонування системи захисту від пасивних завад, можна поділити на дві групи. Першу групу складають фактори, вплив яких неможливо виключити ніякими технічними засобами, а другу – ті, вплив яких можна зменшити схемотехнічно. До першої групи належить, наприклад, вплив сканування антени, а до другої – динамічний діапазон використованої елементної бази, нестабільності частот генераторів гармонічних коливань, нестабільності періоду повторення, тривалості і амплітуди зондуючих імпульсів, ефекти квантування при використанні цифрової елементної бази та ін. Нижче наведено розрахунок деяких поодиноких коефіцієнтів придушення для однократної та двохкратної систем ЧПК з врахуванням того, що використовується цифрова елементна база.

Сканування антени. Для гаусової апроксимації ДС антени [17]

, (5.10)

де - кількість імпульсів в пачці.

Таким чином, маємо





Ефекти квантування при використанні цифрової елементної бази. Враховуючи наявність квадратурних каналів, а також (5.5), коефіцієнт придушення пасивної завади в цифровій системі обмежений величиною

(5.11)

де – обрана розрядність АЦП.



Нестабільності частот генераторів гармонічних коливань приводять до появи некомпенсованих залишків від сигналу пасивної завади з середньоквадратичним значенням і обмежують коефіцієнт поліпшення величиною [15]

(5.12)

Враховуючи, що зміни фаз коливань генераторів незалежні, отримаємо

(5.13)

де – кількість генераторів гармонічних коливань в РЛС з середньоквадратичним значенням фази . Вважаючи, що на малих відрізках часу відхід частоти генератора можна з достатнім ступенем точності апроксимувати лінійним законом зі швидкістю зміни , знайдемо середньоквадратичне значення фазового зсуву

(5.14)

де – тривалість активної роботі -го аналізованого генератора протягом (для когерентного КГ та місцевого МГ гетеродинів схеми (рис. 4.1) , а для генератора високої частоти ГВЧ схеми (рис. 4.1) ). Оскільки на роботу системи захисту від пасивної завади впливають відходи частоти за період повторення, то, запроваджуючи відповідні відносні нестабільності , остаточно отримаємо

(5.15)

Звичайно вважають, що кожний генератор однаково впливає на середньоквадратичне значення випадкового фазового зсуву, тобто

(5.16)

Сума (5.13) перейде в складне рівняння, оскільки на обраній схемі (рис. 4.1) використовується і когерентний КГ і місцевий МГ гетеродини, а також генератор високої частоти ГВЧ. Визначимо частоту роботи місцевого гетеродина МГ при заданій .

Для визначення частоти місцевого гетеродина маємо, що опорний когерентний сигнал формується когерентним гетеродином КГ, який генерує стабільні гармонічні коливання з частотою та синхронізується за фазою імпульсами генератора ГВЧ, які перетворені на проміжну частоту. Задамося стандартною проміжною частотою . Оскільки ми знаємо, що в схемі (рис. 4.1) радіопідсилювач РП та когерентний детектор КД налагоджені на проміжну частоту , то коливання після змішувача ЗМ повинні бути в смузі , отже можемо записати

. (5.17)

Таким чином, маємо частоту на виході МГ , а частоту на виході КГ – .

В якості генераторного пристрою оберемо генератор на напівпровідникових НВЧ діодах (тунельних діодах або на діодах Ганна) з відносною нестабільністю частоти , а для КГ та МГ приймемо . В такому разі вирази (5.15) та (5.12) набудуть значення відповідно

(5.18)



За допомогою виразу (5.7) отримаємо наступні коефіцієнти придушення пасивної завади у випадку гаусової завади:



.



та у випадку резонансної завади:



.



Остаточно за виразом (5.4) отримаємо наступні коефіцієнти придушення пасивної завади.

Для гаусової завади:



Для резонансної завади:



За результатами розрахунку оберемо однократний пристрій ЧПК з .

















Змн.



Арк.



№ докум.



Підпис



Дата



Арк.



РТ61.090701.007ПЗ