Пространственная когерентная компенсация мешающих излучений.

 

Наличие в пространстве, окружающем РТС, локальных источников мешающего излучения с неравномерным угловым спектром затрудняет решение задач обнаружения, распознавания-различения, измерения сигналов. Подавление мешающих излучений и одновременное выравни­вание или обеливание их углового спектра по аналогии с временной когерентной компенсацией мешающих отражений является целью перво­го этапа оптимальной пространственной обработки сигнала на фоне помех (рис. 10.1).

Если временная когерентная компенсация мешающих отражений осуществляется путем компенсации доплеровского смещения частоты помехи (коррекции доплеровского набега фазы помехи за период по­вторения) и последующего временного дифференцирования (череспериодного вычитания), то пространственная когерентная компенсация мешающих излучений должна осуществляться путем компенсации углового направления на источник излучения (коррекции поканального набега фазы мешающего радиоизлучения) и последующего пространственного дифференцирования (междуканального вычитания). Схема когерентной компенсации мешающего излучения с междуканальным вычитанием по всему раскрыву приемной антенны показана на рис. 10.2.

 

Рис. 10.1. Частотная характеристика устройства пространственной когерентной компенсации (угловой режекции) мешающих излучений.

 

Рис. 10.2. Схема когерентной компенсации мешающего излучения с двукратным междуканальным вычитание по всему раскрыву антенной системы (на промежуточной частоте)

 

Устройство компенсации состоит из элементов приемной ан­тенны, фазовращателей и устройства междуканального вычита­ния, кратность которого может быть равна или больше единицы. С помощью фазовращателей обеспечивается синфазность помеховых коле­баний от источника радиоизлучения, находящегося в определенном угловом направлении. Междуканальное вычитание приводит к когерентной компенсации принятых помеховых колебаний. Такая схема обеспечивает формирование одной зоны угловой режекции только для одного углового направления. Для когерентной компенсации мешающих излучений от нес­кольких источников в общем случае требуется такое же число незави­симых звеньев угловой режекции. Когерентная компенсация может осу­ществляться на высокой, промежуточной или видеочастоте (в последнем случае при наличии двух квадратурных каналов).

Возможно упрощение устройства когерентной компенсации. Пусть большая часть элементов раскрыва приемной антенны используется в устройстве пространственного когерентного накопления сигнала для создания зоны угловой фильтрации. Это означает, что поканально сильно коррелированные помеховые колебания от источника радиоизлуче­ния, рассогласованного по направлению с направлением на источник сигнала, будут суммироваться несинфазно, благодаря чему будет про­исходить их частичная когерентная компенсация (прием помехового колебания по боковым лепесткам диаграммы направленности основной антенны-устройства пространственного когерентного накопления) (рис. 10.3).

 

Рис. 10.3. Пояснение эффекта частичной когерентной компенсации коррелированных помеховых колебаний при их несинфазном сложении

 

В таком случае устройство когерентной компенсации, предназна­ченное для формирования зоны условий режекции, должно лишь умень­шить уровень боковых лепестков диаграммы направленности в направле­нии на источник мешающего излучения. При этом в дополнительных, т.е. компенсационных каналах, может быть использована лишь неболь­шая часть элементов раскрыва приемной антенны (рис. 10.4).

 

Рис. 10.4. Схема когерентной компенсации мешающего излучения с использованием дополнительных компенсационных каналов.

 

Поскольку угловое направление на источник радиоизлучения ап­риорно неизвестно, устройство когерентной компенсаций должно обла­дать свойством самонастройки. Для этого каждый компенсационный канал должен быть охвачен такой обратной связью, при которой уста­новившемуся состоянию системы самонастройки соответствует наилуч­шая компенсация помехового колебания на выходе. Между автокомпен­сатором мешающих отражений и автокомпенсатором мешающих излучений (рис. 10.5), принятых по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны, существует полная аналогия по принципу работы и способу формирования коэффициента передачи компенсацион­ных каналов. Если основой автокогерентной компенсации мешающих отражений является их сильная междупериодная корреляция, то осно­вой автокогерентной компенсации мешающих излучений является их сильная междуканальная корреляция.

Мешающее излучение принимается по боковым лепесткам диаграм­мы направленности основной антенны и по главному лепестку диаг­раммы направленности слабонаправленной дополнительной антенны. Если комплексные амплитуды этих колебаний таковы, что колебания не компенсируют друг друга на выходе суммирующего (вычитающего) устройства, то на выходе смесителя-перемножителя (дискриминато­ра сигнала ошибки) на частоте будет сформирован сигнал ошиб­ки, пропорциональной рассогласованию этих комплексных амплитуд, а на выходе радиоинтегратора (узкополосного фильтра с кварцевым резонатором на частоте ) будет формироваться управляющее коле­бание с определенной комплексной амплитудой, под действием кото­рого установится такой комплексный коэффициент передачи компенса­ционного канала, при котором произойдет взаимная компенсация помеховых колебаний основного и компенсационного каналов. В устано­вившемся режиме, когда рассогласование отсутствует и имеет место наилучшая когерентная компенсация мешающего излучения, сигнал ошибки становится равным нулю, а управляющее колебание на выходе радиоинтегратора поддерживается с определенной комплексной ампли­тудой.

 

Рис. 10.5. Схема когерентной автокомпенсации мешающего излучения

 

Цепь комплексной самонастройки автокомпенсатора является ти­пичной системой автоматического управления (регулирования), для которой характерно наличие флуктуационной ошибки, вызванной нали­чием возмущающего воздействия, и динамической ошибки воспроизве­дения задающего воздействия. Под действием этих ошибок эффектив­ность автокомпенсации помех снижается примерно в 2 раза (на 3 дБ) по сравнению с потенциально достижимой эффективностью, что может рассматриваться как плата за адаптацию.

Эффективность когерентной компенсации мешающих излучений, принятых по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны по аналогии с эффективностью когерентной компенсации мешающих отра­жений может быть оценена следующим образом:

 

,

 

где - область пространственной корреля­ции (когерентности) мешающего излучения у раскрыва при­емной антенны; - расстояние между фазовыми центрами основной и допол­нительной антенн.