4.11.2 Основные характеристики чпак

ЧПАК представляет собой систему СДЦ с адаптивным режекторным фильтром. Положение провалов в АЧХ ЧПАК автоматически изменяется таким образом, чтобы обеспечить режекцию спектральных составляющих сигналов ПП. Покажем это на примере одноканального ЧПАК, эквивалентная схема которого приведена на рис.4.67,а.

Рис.4.67. Упрощенная структурная схема и АЧХ одноканального ЧПАК

В соответствии с определением частотная характеристика определяется соотношением:

Для данного устройства при :

, тогда

.

Коэффициент междупериодной корреляции сигналов ПП ρ(Т_п) можно представить в виде

ρ(Т_п) = R(Т_п)·exp [j2π∙F_Дпп∙T_п],

где R(Т_п) − модуль коэффициента корреляции сигналов ПП.

Тогда

Эта зависимость представлена на рис.4.67,б. Видно, что глубина провалов в АЧХ ЧПАК и положение их на частотной оси определяются модульным значением коэффициента межпериодной корреляции и доплеровской поправкой частоты сигналов ПП. При изменении F_Дпп изменяется и положение провалов на частотной оси, т.е. производится автоматическая адаптация режекторного фильтра.

Рассмотрим основные характеристики системы СДЦ.

Скоростная характеристика − это зависимость коэффициента передачи полезного сигнала по мощности от радиальной скорости цели (частоты Доплера):

K_ср = P_Свых/P_Свх = f(V_r) = f(F_Д).

Скоростная характеристика ЧПАК определяется его канальностью, способом включения АК и линии задержки, а также параметрами ПП.

При однослойной ПП соотношение для коэффициентов передачи полезного сигнала имеют вид:

1) для одноканальной ЧПАК

K_ср1(F_Д) = 1 + R²(Т_п) − 2∙Т_п∙cos 2π∙(F_Д − F_Дпп).

2) для двухканальной симметричной ЧПАК (рис.4.69)

Для схемы включения несимметричной двухканальной ЧПАК (рис.4.68), которая может быть получена из симметричной переключением места входа сигнала, выражение для K_срН(F_Д) более сложное.

Рис.4.68. Несимметричная схема включения 2-х канального ЧПАК

Рис.4.69. Симметричная схема включения 2-х канального ЧПАК

Среднее значение этих коэффициентов при R(Т_п) ≈ 1 следующее: K_ср1 ≈ 2; K_срС ≈ 1,5 K_срН ≈ 6.

Коэффициент улучшения отношения сигнал-помеха. Как известно, K_У = K_ср K_ПП, т.е. для оценки коэффициента улучшения необходимо знать K_ПП. Методику оценки коэффициента подавления ПП K_ПП проиллюстрируем на примере одноканального ЧПАК. В таком ЧПАК мощность нескомпенсированных остатков ПП на выходе:

Р_ППвых = |U_П0 + K∙U_П1|² , (4.60)

где U_П0, U_П1 − комплексные огибающие сигналов ПП на входах АК, К − коэффициент передачи управляемого усилителя.

С учетом собственных шумов приемника:

где − коэффициент межпериодной корреляции сигналов ПП;q_п = Р_ПП/Р_ш − отношение мощности ПП на входе ЧПАК к мощности собственных помех приемника. Считаем, что Р_ППо = Р_ПП1 = Р_ПП.

Подставляя значение К в (4.60), имеем:

Р_ППвых = Р_ППвх[1 − R²(Т_п)∙(1 − 1/(1 + q_п)²].

Поэтому

(4.61)

Таким образом, в ЧПАК в отличие от систем СДЦ с ЧПВ, коэффициент подавления ПП зависит от уровня шумов в приемном канале. Поэтому при одновременном воздействии на РЛС АШП и пассивных помех коэффициент К_ПП будет снижаться. Для исключения влияния АШП ЧПАК необходимо включать после аппаратуры защиты РЛС от АШП.

При q_п >>1, как следует из (4.61):

(4.62)

тогда

При R(Т_п) ≈ 1:

(4.63)

т.е. одноканальный ЧПАК и СДЦ с однократным ЧПВ практически одинаково эффективны при условии, что в последней скомпенсирована скорость ветра.

Быстродействие ЧПАК. Быстродействие является важнейшей характеристикой адаптивной системы. В АК этот параметр однозначно определяется динамической постоянной Т_дин компенсатора. Для одноканального АК

где Т_ст = 1/П_ф − время интегрирования в разомкнутой цепи обратнойсвязи (статическая постоянная). Оно определяется полосой пропускания интегрирующего фильтра П_ф на выходе перемножителя. Значение æ (каппа) − эквивалентная крутизна регулировочной характеристики (коэффициент передачи цепи обратной связи).

Для квадратурного АК:

æ = К_ус1∙К_ус2∙К_фд∙К_инт∙ К_бу.

Для исключения возможности самовозбуждения и потери полезного сигнала необходимо, чтобы Т_дин(2-3)∙τ_и. При æ∙Р_ПП = 100-1000 для выполнения этого условия

т.е. полоса пропускания интегрирующего фильтра должна быть в 300-3000 раз уже полосы СФ (УПЧ). Время восстановления АК (т.е. время возвращения в исходное состояние при исчезновении ПП) определяемое статической постоянной Т_ст и может составлять единицы и более милисекунд. Поэтому для исключения возможности снижения дальности действия РЛС на участках пространства, свободных от ПП, целесообразно предусматривать в РЛС коммутатор режимов работы.

Таким образом, ограниченное быстродействие АК приводит к появлению на выходе ЧПАК (и на экране индикатора соответственно) нескомпенсированных передних кромок ПП. Это обстоятельство существенно снижает возможности ЧПАК при наличии дипольных пассивных помех, если не принять соответствующие меры.

К достоинствам систем СДЦ на базе АК относятся следующие: автоматическая компенсация скорости ветра; возможность подавления многослойных пассивных помех (при соответствующей канальности АК);

• снижение требований к стабильности частоты местного гетеродина и амплитуды зондирующего сигнала;

• возможность применения в РЛС несимметричного запуска без снижения коэффициента подавления пассивных помех.

Недостатки систем с автокомпенсаторами: нескомпенсированная передняя кромка ПП; низкое качество компенсации разрывных (дискретных) ПП из-за ограниченного быстродействия.

Однако отмеченные недостатки могут быть в значительной степени устранены путем усложнения схемы автокомпенсаторов, используемых в системах СДЦ.