§ 12.4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМЫ СЕЛЕКЦИИ ДВИЖУЩИХСЯ ЦЕЛЕЙ И ЕЕ ЗАВИСИМОСТЬ ОТ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ

Для характеристики эффективной работы системы СДЦ можно использовать введенный ранее коэффициент подавления пассивных помех . Однако более полной характеристикой качества работы системы является коэффициент улучшения отношения сигнал/помеха при прохождении фильтра подавления:

(12.17)

где ,, , — мощности сигнала и помехи на входе и выходе фильтра.

Значение зависит от изменеиий спектра сигналов движущихся целей и пассивных помех, вызванных перемещением пассивных отражателей относительно друг друга и РЛС, вращением ДНА при обзоре, нестабильностью частоты передатчика и гетеродинов приемника РЛС, а также других ее параметров.

Рассмотрим влияние указанных факторов на эффективность систем СДЦ с череспериодной компенсацией сигналов и требования, предъявляемые к некоторым параметрам РЛС.

Стабильность частоты гетеродинов и генератора высокой частоты. Разность фаз колебаний сигнала и когерентного гетеродина (см. рис. 12.2) зависит от частоты и времени распространения сигнального импульса до объекта и обратно . Знак плюс соответствует случаю , а минус — случаю . Если частота одного из гетеродинов изменится на за период повторения , то это вызывает дополнительный сдвиг фаз . При постоянстве скорости ухода частоты гетеродина

(12.18)

Напряжения когерентного гетеродина и сигнала подаются на когерентный детектор, на выходе которого образуются биения

(12.19)

где — разность фаз колебаний сигнала и гетеродина.

При , т.е.

(12.20)

Продифференцировав по , получим . При малых значениях можно перейти к конечным приращениям, используя вместо :

В точках максимальной чувствительности системы к изменению фазы и .

Следовательно, если из-за ухода частот гетеродинов за период повторения появляется паразитный набег фазы в радиан, то это может привести к изменению амплитуды биений за период вплоть до . Такое различие амплитуд импульсов, разделенных интервалом , приведет к появлению на выходе компенсатора остаточного (нескомпенсированного) фона от неподвижной цели . Считая допустимым фон , определим с помощью (12.18) допустимую скорость ухода частоты гетеродинов:

Для и . При ЧПК имеет значение уход частоты за период повторения , который в рассматриваемом случае . Допустимая скорость ухода частоты может быть сравнительно легко достигнута в когерентном гетеродине, работающем на сравнительно низкой промежуточной частоте (десятки мегагерц), и с большими трудностями — в местном гетеродине, работающем на высокой частоте (тысячи мегагерц).

Когерентный гетеродин должен быть достаточно стабильным не только по частоте, но и по начальной фазе колебаний (постоянство параметра фазирования), а его частота должна быть равна промежуточной . При неточной настройке видеосигнал содержит несколько периодов биений , что нарушает работу компенсатора. Для удовлетворительной работы необходимо выполнение условия , при котором в пределах видеоимпульса укладывается не более четверти периода биений.

Требования к стабильности частоты генератора высокой частоты менее жесткие, чем для местного гетеродина, так как для первого существенным является уход частоты только за длительность импульса , значительно меньшую периода .

Следует заметить, что нестабильность частоты генератора высокой частоты и гетеродинов не единственная причина неполного подавления помехи. Для получения остаточного фона помехи, не превышающего уровня 0,06, к стабильности частоты предъявляются еще более высокие требования. Дополнительно накладывается требование максимально допустимого ухода частоты за время длительности импульса , что необходимо для исключения изменения амплитуды сигналов неподвижных объектов, вызванных биениями из-за различия частот в пределах импульса.

Модулятор РЛС с СДЦ должен обеспечить заданную форму и амплитуду модулирующих импульсов, стабильную длительность и равенство периода повторения импульсов периоду синхронизирующих импульсов и задержке в фильтре подавления . Обычно стремятся получить прямоугольную форму модулирующих импульсов, так как при этом легче выполнить условие неизменности частоты колебаний генератора высокой частоты на протяжении импульса.

При изменении длительности импульса за период повторения на после вычитающего устройства также остаются нескомпенсированные остатки, допустимый уровень которых определяет требования к стабильности .

Влияние флуктуаций амплитуды сигналов. Сигналы неподвижных объектов обычно не имеют строго постоянной амплитуды из-за флуктуаций их эффективной площади рассеяния. Кроме того, большинство мешающих объектов не являются совершенно неподвижными (деревья, кусты и т. п.) и отраженный ими сигнал имеет доплеровское смещение частоты. Поэтому даже при идеальном выборе параметров системы СДЦ не удается полностью избавиться от фона местных предметов. Кроме случайных флуктуаций амплитуды сигналов при работе РЛС в режиме обзора сказывается также изменение амплитуды по закону, определяемому формой вращающейся ДНА.

Собственное движение РЛС со скоростью приводит к смещению частоты сигналов, отраженных элементарными отражателями, зависящему от угла между направлением движения и осью ДНА РЛС:

Влияние флуктуаций пассивной помехи, обусловленных движением РЛС, превосходит влияние флуктуаций, вызванных другими причинами. Однако практически следует рассматривать воздействие всех взаимодействующих факторов, что усложняет задачу.

Из изложенного ясно, что коэффициент подавления (12.7), определяющий и коэффициент улучшения (12.17), уменьшается с ростом остаточного фона на выходе схемы вычитания , обусловленного изменением амплитуды сигналов из-за флуктуаций отражений от элементарных отражателей , вращения антенны , движения РЛС и нестабильностей параметров системы . Коэффициент подавления уменьшается при расширении спектра флуктуаций. Коэффициент подавления помех однократной схемой ЧПК при наличии флуктуаций, вызываемых движением элементарных отражателей и вращением антенны, не превышает 30 дБ. При движении РЛС и отсутствии мер компенсации значение резко снижается.

Практика показывает, что хорошая наблюдаемость отметок движущихся целей на экране обеспечивается при , что соответствует относительному остаточному фону помех . Из этого условия обычно и исходят при определении требований к параметрам системы СДЦ.