11.6. Источники модуляционных искажений фазы

Источники модуляционного искажения, которые являются опасными при использовании согласованной фильтрации для сжатия импульсов, обычно возникают из-за меняющихся во времени коэффициента усиления и величины задержки в цепи передатчика большой мощности. Как уже отмечали Дифранко и Рубин 151, этот процесс является мультипликативным. Однако если величина максимальной фазовой ошибки не слишком велика, то при рассмотренных выше условиях можно] применить принцип суперпозиции. Обычно модуляционные искажения возникают вследствие наклона плоской части импульса модулятора и наличия в ней пульсаций, разряда накопительной емкости источников питания, несогласованности следующих друг за другом каскадов и несоответствия импедансов в формирующих цепях импульсного модулятора, пульсаций в трансформаторе. Некоторые из перечисленных источников искажений будут вызывать амплитудную модуляцию ЛЧМ сигнала. Ограничивающее действие каскадов большой мощности в общем случае преобразует амплитудную модуляцию в фазовую. Суммарные эффекты различных источников фазовой ошибки будут зависеть от чувствительности к ошибкам электронных устройств большой мощности, применяемых в цепи передатчика. Либмэн 131 составил таблицу (табл. 11.1) типичных источников искажения фазовой модуляции в цепи передатчика.

Применение этих данных можно пояснить на примере ЛЧМ сигнала и клистрона большой мощности, в котором напряжение пучка, равное имеет пульсации, возникающие в формирующей цепи импульсного модулятора пучка. Если электрическая длина лампы равна 70 рад, то максимальная величина пульсаций функции фазовой модуляции составит

Таблица 11.1 (см. скан) Фазовые пульсации в генераторных лампах

или приблизительно 20°. Амплитуда парных эхо в децибелах равна

Предполагая, что на длительности зондирующего импульса имеется шесть периодов пульсаций и что полоса качания частоты сигнала составит 1 Мгц, получаем, что парные эхо будут появляться на выходе согласованного фильтра со сдвигом ±6 мксек относительно центра полезного сигнала. Ясно, что парные эхо такой величины являются нежелательными. Один из методов уменьшения влияния пульсаций напряжения пучка заключается в применении высоковольтного ограничителя. Предполагая, что подобное устройство сможет уменьшить пульсации напряжения пучка до 0,1 к», уровень парных эхо, появляющихся из-за искажений фазовой модуляции, в этом случае составит

Во многих применениях эта величина будет допустима.

Как уже отмечалось, последствия искажений фазовой модуляции, рассмотренные в предыдущих разделах, указывают на необходимость установления жесткого контроля над источниками модуляционных искажений в РЛС, использующих согласованный фильтр. Последующие замечания относятся непосредственно к ЛЧМ сигналу. При соответствующей модификации их также можно отнести и к другим сложным сигналам, в частности к сигналам с однонаправленной или кусочно-линейной ЧМ.

Число периодов синусоидальной искажающей функции модуляции фазы, соответствующих длительности несжатого сигнала, будет определять координаты порожденных искажениями импульсов относительно номинального местоположения сжатого импульса. Поэтому, если частота этой модуляции фиксирована, то увеличение коэффициента сжатия системы за счет увеличения будет приводить к еще большему удалению обусловленных искажениями парных эхо по оси времени от основного сигнала.

При выборе элементов станции разработчик должен особое внимание обращать на характеристики элементов, влияющих на искажения сигналов. Например, модулятор, создающий большую частоту пульсаций на плоской части импульса, может оказаться предпочтительнее модулятора с низкой частотой пульсаций, если их амплитуды одинаковы. Вообще, более высокая частота модуляционных искажений приводит к смещению соответствующих им импульсов дальше от основного сигнала, и как следствие не создаются помехи при обнаружении и разрешении импульсов, находящихся вблизи основного сигнала. Помимо этого, более высокая частота модуляционных искажений будет смещать мешающие импульсы за пределы полосы пропускания согласованного фильтра, производя дополнительное подавление паразитного сигнала. Если механизм модуляции таков, что он приводит не к фазовой, а к частотной модуляции, как, например, в случае пульсаций на ЛЧМ, то более высокая частота модуляции вызовет меньшую фазовую модуляцию и тем самым при фиксированной величине девиации даст меньшие искажения. Кроме того, если осуществима точная регулировка параметров модуляционного искажения то можно получить частичное ослабление наиболее неприятных парных эхо. Однако если модуляционных искажений достаточно, чтобы заметно исказить сигнал, то следует подумать о другой конструкции элементов передатчика или об ином их физическом расположении, так же как и об использовании методов компенсации искажений.