Глава 7

СИНТЕЗ МНОГОКАНАЛЬНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ДЛЯ ФЛЮКТУИРУЮЩИХ СИГНАЛОВ, ПРИНИМАЕМЫХ НА ФОНЕ ВНЕШНИХ

ПРОСТРАНСТВЕННО-НЕИЗОТРОПНЫХ ШУМОВ

В шестой главе был рассмотрен синтез многоканальных следящих измерителей угловых координат и дальности для нефлюктуирующих сигналов, принимаемых на фоне внутриприем-ных шумов Однако, как правило, отраженные от объектов сигналы являются флюктуирующими, а их приему в ряде случаев мешает не только внутриприемный шум, но и внешние неизотропные по пространству шумы, воздействие которых снижает основные показатели РЛС

Средством повышения эффективности работы РЛС в таких условиях является применение наряду с временной селекцией методов пространственно-поляризационной селекции полезных сигналов Такие системы позволяют с минимальными потерями принимать полезные сигналы на фоне мешающих, используя различия их поляризационных свойств и пространственных координат

Поляризационные свойства и взаимное расположение источников полезных сигналов и внешних шумов меняются во времени, поэтому алгоритмы обработки таких сигналов должны быть адаптивными

В данной главе проводится синтез алгоритма работы многоканального следящего измерителя двух угловых координат и дальности при флюктуирующем, частично поляризованном сигнале, принимаемом на фоне внутриприемных и пространственно неизотропных внешних шумов [15, 74-77] Излучаемые сигналы считались пространственно-временными

§ 7 1 СИНТЕЗ СЛЕДЯЩЕГО ИЗМЕРИТЕЛЯ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ И ДАЛЬНОСТИ С ПРОСТРАНСТВЕННО-ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ СЕЛЕКЦИЕЙ ПРИНИМАЕМЫХ СИГНАЛОВ

При синтезе измерителя будем считать, что сопровождаемый объект, точечный по угловым координатам и дальности, харак-

14 Заказ № 199 209

теризуется матрицей рассеяния, элементы которой случайным образом изменяются в процессе наблюдения Предположим, Что время корреляции процессов изменения элементов матрицы рассеяния много больше периода повторения Гц и, следовательно, длительности импульсного зондирующего сигнала Т Поэтому элементы матрицы рассеяния можно считать постоянными за ьремя облучения объекта зондирующим сигналом, а отраженный сигнал - частично поляризованным, законы изменения амплитудной и фазовой модуляции которого такие же, как и для сигнала, излученного в направлении на объект

Угловые координаты и дальность, определяемая по запаздыванию X импульсного сигнала, являются марковскими процессами и подлежат фильтрации Фильтр, формирующий эти процессы, описывается уравнением (Ь 8)

Зондирующий сигнал - сложный, пространственно-временной, функция амплитудной модуляции которого u{t, а, Р) зависит от угловых координат а и Р Передающая антенна совмещена с приемной, поэтому значения угловых координат в функции u{t, а, Р) и диаграммах направленности приемной антенны совпадают Ширина спектра принимаемого сигнала и максимальный размер раскрыва приемной антенны таковы, что условие (6 10) выполняется и можно пренебречь запаздыванием огибающей по раскрыву Прием отраженных от объекта сигналов ведется на фоне внутриприемных и внешних хаотически поляризованных шумов, создаваемых точечными источниками

Приемная антенна является /С-канальной Диаграммы направленности приемных каналов разнесены по угловым координатам, имеют общий фазовый центр и два выхода - по горизонтальной и вертикальной поляризационным составляющим Таким образом, вследствие того, что каждый из приемных каналов имеет по Два выхода, вектор сигнала на входе приемника имеет размерность 2КХ1 Заметим, что векторная запись принимаемых сигналов не означает, что приемная антенная яв-(яется линейной

Вектор выходных сигналов приемной антенны составлен таким образом, что первые его К компонент описывают сигналы на выходах каналов, настроенных на прием вертикальной поляризационной составляющей электромагнитного поля, а вторые К компонент описывают сигналы иа выходах каналов, настроенных на прием его горизонтальной поляризационной составляющей

Таким образом, сигнал на входе приемника имеет вид

Sb[ x{t)]u{t-x, a, p)fe(a, p) Re {ёе (0 exp {/[©o - t) +

+ я1,(-т) + фо]}}, Sr[, x{t)]=a{t~T, a, p)fr(a, p)Re{er(Oexp{/[©o(-t) +

+ я1,(-т) + фоШ,

h{a, 8) и fr(a, p) -векторы размерностью i<Xl, t-я и ;-я компоненты которых описывают амплитуДные диаграммы направленности t-ro канала приема вертикальной и /-го канала приема горизонтальной поляризационных составляющих электромагнитного поля, ос, р, т - марковские процессы, описывающие изменение угловых координат объекта и запаздывания отраженного от него сигнала, при записи которых будем, как и ранее, опускать временной аргумент, фо -начальная фаза передатчика, которая считается известной и равной нулю,

ёв (О = I ев (01 ехр [/фв (01, ёг (О = 8р (01 ехр [/ф (01

- комплексные коэффициенты, характеризующие процессы изменения эффективной отражающей поверхности объекта для вертикальной и горизонтальной поляризационных составляющих принимаемого сигнала

Так как объект с течением времени меняет свое положение в пространстве, модули 8в(0> 8г(0 и фазы Фв(0. фг(0

комплексных коэффициентов 8в(0 и ег(0 являются случайными процессами, имеющими негауссовы плотности вероятностей распределения

Таким образом, в принимаемом сигнале кроме неизвестных информационных параметров - процессов а, р, т закодированы также неинформационные параметры - процессы 8в(0. ег(0> Ф*(0 и Фг(0. фильтрация которых непосредственно в постановку задачи для синтеза измерителя не включена Однако, как следует из теории нелинейной фильтрации, все неизвестные параметры, входящие в принимаемый сигнал, независимо от того, являются они информационными или неинформационными, подлежат фильтрации Поэтому необходимо проводить фильтрацию и процессов ев(0. ег(0. Фв(0. фг(0 Но так как законы распределения плотностей вероятностей этих процессов негауссовы, то непосредственное применение уравнений (6 18) и (6 19), выведенных в гауссовом приближении, приведет к увеличению ошибок фильтрации [58] Поэтому необходимо разложить принимаемый сигнал (7 1) на квадратурные составляющие, которые распределены по гауссовому закону

И* 211