Повышение точности угловых координат при использовании фазированных антенных решеток в системах радиолокации
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?вует классическому классическому методу формирования ДН.
При известном векторе весовых коэффициентов мощность сигнала на выходе АР определяется выражением (3.3), а диаграмма направленности формулой
(3.10)
. (3.11)
В случае отказа от учета пространственной корреляции сигналов в элементах АР матрица , как отмечалось выше, становится диагональной, а зависимость (2.31) принимает вид
, (3.12)
совпадающий с представлением ДН АР, функционирующей на основе классического алгоритма (равноамплитудного и синфазного суммирования сигналов) обработки сигналов в каналах антенны.
3.3 Численное моделирование энергетических характеристик антенны
радиолокационный энергетический координата антенна
При проведении численного моделирования рассмотрим влияние числа излучателей, относительной мощности сигналов и степени их корреляции на зависимость уровня выходного сигнала антенны от направления главного максимума.
Рассмотрение начнем со случая одного сигнала, принимаемого антенной с направления . Результаты исследования приведены на рис.3.1-3.3. При этом на левом поле каждого рисунка приведена зависимость при , на правом поле - при .
Приведенные результаты, полученные при ; ; радиусе кольца и показаны на рисунке 3.1, рисунке 3.2 и рисунке 3.3 соответственно. Данные зависимости полностью подтвердили выводы, что отношение сигнал/(помеха+шум) на выходе антенны пропорционально относительной мощности принимаемого сигнала и числу излучателей.
Для сравнения штриховой линией на данных рисунках приведены зависимости , полученные при тех же параметрах сигнала и антенны, в условиях обеспечения равноамплитудного и синфазного сложения сигналов в каналах антенны.
Кроме того, непосредственно из рисунков 3.1-3.3 видно, что достигаемое отношение сигнал/(помеха+шум) на выходе антенны при фазировании главного максимума в направлении цели при использовании обоих алгоритмов имеет одинаковые значения.
Следующим этапом исследования будет анализ зависимости и при наличии двух некоррелированных сигналов для различного соотношения их мощности. Результаты исследований, показанные на рис.2.6-2.11, получены для антенной системы с и . Угловые положения источников определяются как на рисунках с индексами а), б) и в) соответственно. Обозначение кривых и их размещение на полях рисунков аналогичны использованным на рисунках 3.1-3.3.
Кривые на рисунке 3.4 получены в предположении ; на рисунке 3.5 - и на рис.3.6 - . Аналогично группа зависимостей на рисунках 3.7-3.9 найдена для случаев и соответственно.
Из приведенных результатов следует, что предполагаемый алгоритм обеспечивает различение двух сигналов равной мощности на уровне тепловых сигналов уже при угловом разносе , что составляет половину ширины ДН по уровню половинной мощности. При этом возможность пространственной селекции сигналов при указанном угловом расстоянии сохраняется даже при соотношении мощностей сигналов более десяти децибел. При относительных мощностях сигналов более десяти децибел устойчивое различение сигналов даже с большими значениями (более десяти децибел) возможно и при их угловом расстоянии менее половины ширины ДН по уровню половинной мощности. В то же время при использовании классического алгоритма обработки различение сигналов с соотношением мощностей не наблюдается даже при угловом расстоянии между источниками, равном , что соответствует ширине ДН.
Заключительным этапом исследования предлагаемого алгоритма является анализ влияния степени корреляции сигналов на возможность их различения. Результаты исследования приведены на рисунках 3.10-3.12. При этом на рисунке 3.10 показаны зависимости при наличии двух сигналов равной мощности с угловыми положениями и , . Относительные мощности сигналов равны на рисунке 3.10а, рисунке 3.10б, рисунке 3.10в и рисунке 3.10г соответственно.
Как следует из приведенных зависимостей, при больших относительных мощностях сигналов наблюдается устойчивое различение сигналов даже при степени корреляции сигналов 0,999. При уменьшении относительной мощности сигналов возможность различения сигналов, как это следует из сопоставления результатов на рисунках 3.10а-3.10б, снижается.
Следующая группа рисунков (рисунок 3.11а и рисунок 3.11б) иллюстрирует поведение угловой зависимости от степени взаимной корреляции сигналов. Исследование проведены при тех же условиях, что и выше. Относительная мощность первого сигнала , а отношение мощностей сигналов составляет десять децибел - на рисунке 3.11б. Сопоставление результатов, проиллюстрированных на рисунке 3.10в, рисунке 3.11а и рисунке 3.11б, позволяет сделать вывод, что при относительной мощности сигналов более десяти децибел устойчивое различение сигналов сохраняется и при степени их взаимной корреляции 0,9.
Заключительный этап исследований посвящен исследованию возможности различения полностью коррелированных сигналов. Результаты данного этапа показаны на рисунке 3.12. В ходе исследований, как и на предыдущих этапах, рассматривались два сигнала с теми же параметрами.
Из анализа приведенных на рисунке 3.12 следует, что при равной мощности сигналов зависимость имеет один максимум, расположенный между положениями источников (рисунок 3.12а). При увеличении мощности одного из сигналов зависимость сохраняет единственный максимум, но наблюдается его смещение в сторону более мощного сигнала. При отношении мощностей сигналов более десяти децибел угловое положени