Математическая модель приемного устройства

2.2.3 Математическая модель приемного устройства

Основное назначение приемного устройства – прием сигнала от антенного модуля, его первичная обработка (усиление, перевод на промежуточную частоту, фильтрация, сравнение с исходным сигналом и т.д.), оцифровка сигнала для его дальнейшей обработки. Последнее представляет наибольший интерес, т.к. именно здесь входной сигнал искажается сильнее всего, поэтому одной из важнейших характеристик приемника для цифровых систем являются характеристики АЦП приемника. Обычно для АЦП выделяют такие параметры как число уровней квантования и частоту дискретизации аналогового сигнала.

Прием радиолокационных сигналов обычно производится на фоне помех, которые маскируют сигналы и искажают их параметры. Наиболее распространенным видом помех являются внутренние шумы приемника и шумы внешних источников, которые суммируются с принимаемым радиолокационным сигналом (аддитивные шумы). Эти шумы появляются в приемной антенне за счет наводок или создаются во входных элементах приемного устройства за счет теплового движения электронов в элементах сопротивления, дробового эффекта в электронных приборах и т.п. /4/

Наличие шума в радиолокационном приемнике будет всегда мешать точной оценки временного и частотного положения отраженного сигнала. В наилучшем случае значения параметров, которые могут быть получены при измерении сигнала (в присутствии шума), представляют собой лишь оценки этих параметров. Для оценки точности измерения параметров применяется функция правдоподобия /3/.

Шум характеризуется равномерным распределением мощности по спектру практически от нулевых частот до некоторого достаточно большого значения граничной частоты. При описании статистических свойств шума часто пользуются идеализированной моделью так называемого белого шума, спектральная плотность которого постоянна во всем диапазоне частот. Распределение вероятностей напряжения шума является нормальным с нулевым средним значением и дисперсией σ_Ш² /8/:

(23)

Из (23) видно, что для моделирования шума необходимо знать только его среднеквадратичное отклонение.

2.3 Разработка связей между моделями

Все вышеперечисленные параметры и характеристики модулей РЛС учитываются в одной формуле – основном законе радиолокации /1, 4/.

Радиолокационное наблюдение целей, т.е. их обнаружение, измерение параметров движения и оценка свойственных им физических характеристик, возможно, если мощность сигнала цели на входе приемника не меньше некоторого порогового уровня мощности. Можно оценить принимаемую мощность сигнала.

Пусть в некоторой точке пространства на расстоянии D от радиолокационной станции находится цель с эффективной площадью рассеяния S₀. Излучаемая передающей антенной РЛС электромагнитная волна на достаточно большом удалении имеет сферический фронт, ограниченный пределами диаграммы направленности. На этом основании плотность потока мощности прямой электромагнитной волны у цели:

(24)

где P_ИЗЛ – излучаемая антенной мощность, Вт;

 – коэффициент направленного действия передающей антенны, 1/м².

Если учесть потери в антенне, то можно от излучаемой мощности перейти к мощности передатчика:

(25)

Вводя коэффициент усиления антенны, равный

(26)

получаем (27)

Если бы на месте цели находилась приемная антенна с эффективной площадью A, то на вход приемника поступала бы мощность:

(28)

Плотность потока мощности у РЛС можно оценить как:

(29)

Отсюда мощность на входе приемника РЛС:

(30)

Полагая, что используется одно-антенная РЛС, воспользуемся соотношением:

(31)

Откуда (32)

где λ – длина волны зондирующего сигнала, м.

Полученное уравнение является уравнением радиолокации в свободном пространстве. Оно показывает зависимость мощности отраженного сигнала от параметров станции, характера цели и ее удаленности от РЛС.

В реальной обстановке мощность принимаемого радиолокационного сигнала уменьшается из-за потерь в различных модулях РЛС: потерь в приемном тракте РЛС, потерь при несогласованной фильтрации и т.д., поэтому (32) примет вид:

(33)

где η – суммарные потери мощности, %.

Похожие работы

Электронные системы отображения навигационных карт

Скачать

223834

6

7

... информации. Набираемая информация отображается на дисплее, что позволяет контролировать ее правильность. Клавиатура и дисплей АИС должны быть независимыми от других навигационных устройств. Судовыми системами отображения АИС могут быть система отображения электронных карт (ECDIS, ECS, RCDS), РЛС, САРП или дисплей персонального компьютера. АИС и связанные с ней датчики информации питаются от ...

Математическое обеспечение комплекса задач “Автоматизированная система документооборота учереждения

Скачать

200314

8

2

... , практически, не используются. Проблема информатизации Минторга может быть решена путем создания Автоматизированной Информационной системы Министерства Торговли РФ (АИС МТ РФ) в соответствии с настоящим Техническим предложением.   ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЛЕКСА ЗАДАЧ "СИСТЕМА ДОКУМЕНТООБОРОТА УЧЕРЕЖДЕНИЯ”. функции поиска и архивации 2.1. Постановка задачи и её спецификация ...