Полунатурное моделирование широкополосных радиолокационных сигналов для испытаний радиолокаторов с синтезированной апертурой
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
? Matlab.
Аналогично может быть сформирован ЗИ с модуляцией кодом Баркера, ЛЧМ или другим. Таким образом, может быть решена задача формирования ЗИ для любого проходящего испытания БРЛК.
Результаты выполнения программы представлены ниже.
Для генерации М-последовательности используются образующие полиномы порядка от 8 до 13. Генерируемая последовательность представлена на рисунке 8. Элементы данной последовательности, являющиеся одноразрядными логическими числами (0,1), преобразуются в знакопеременную последовательность отсчетов единичной амплитуды по закону 0 -> 1, а 1 -> (-1) с сохранением одного отсчета на элемент М-последовательности.
Рис. 8. М-последовательность
На рисунке 9 (a, b) представлены последовательности отсчетов сигнала, модулированного М-последовательностью.
Частота дискретизации - 2,5 ГГц
Промежуточная частота - 625 МГц
Частота модуляции - 375 МГц
Для получения более детального спектра исходный сигнал дополняется нулевыми отсчетами до длины равной удвоенному значению длины исходного сигнала.
а
б
Рис. 9. Фрагмент сигнала, модулированного
М - последовательностью
Спектр сигнала, модулированного М-последовательностью, полученный с помощью дискретного преобразования Фурье представлен на рисунке 10. На данном графике мы наблюдаем взаимно симметричные составляющие спектра в области положительных и отрицательных частот. Отсчет в спектральной области, соответствующий постоянной составляющей, расположен в ценре графика. Середина огибающей каждой составляющей спектра соответствует чатоте исходного синусоидального сигнала.
Рис. 10. Спектр сигнала, модулированного
М - последовательностью
На изображении спектранаблюдаются неподавленные боковые лепестки, перекрывающиеся в области нулевой частоты и крайних частот. Для устранения неопределенностей, связанных с невыполнением условия теоремы Котельникова, необходимо дополнить программу процедурой цифровой фильтрации для ограничения полосы частот.
2.Экспериментальная часть
2.1 Испытания макета фрагмента РСА на стенде полунатурного моделирования
Полунатурным называется моделирование работы проектируемой или испытываемой аппаратуры, при котором часть системы моделируется, а остальная часть является реальной.
Полунатурное моделирование применяется при испытаниях опытных образцов и штатных комплектов, а также составных частей бортового радиолокационного комплекса. Одновременно с испытаниями аппаратуры проводятся испытания и, при необходимости, отладка программного обеспечения.
Процесс съёмки радиолокационного изображения с помощью РСА происходит в системе, содержащей БРЛК, среду распространения сигнала, снимаемый объект и комплекс аппаратно-программных средств, выполняющих регистрацию и обработку цифровых радиоголограмм (ЦРГ).
Фото стенда полунатурного моделирования приведено на рис. 11.
Рис. 11. Стенд полунатурного моделирования
Стенд полунатурного моделирования содержит:
- испытываемую аппаратуру;
- аппаратные средства для полунатурного моделирования внешних воздействий;
- систему обработки ЦРГ, формирования и анализа РЛИ;
- КПА и измерительные приборы.
В составе стенда полунатурного моделирования РСА, состоящий из бортового радиолокационного комплекса (БРЛК) и системы обработки, является объектом испытаний. Снимаемый объект и среда распространения сигнала, образующие множество путей возвращения зондирующего импульса на вход приёмника БРЛК, являются входным воздействием на испытываемый комплекс. Реакцией испытываемого комплекса на входное воздействие является радиолокационное изображение снимаемого объекта. Если входное воздействие представляет собой одиночную точечную цель (ОТЦ), то она и является элементарным входным воздействием, а её радиолокационное изображение - двумерной импульсной характеристикой.
Как линейная система, РСА может быть охарактеризован импульсной характеристикой - изображением ОТЦ с координатами , распределение радиояркости которой приближается к двумерной -функции Дирака в координатах азимут-дальность:. Здесь r - наклонная дальность, которая пересчитывается в поперечную дальность y по известному углу съёмки. Тогда, если снимаемый участок поверхности с системой координат (x, r) содержит поле радиояркости, то его РЛИ описывается двумерной свёрткой . Двумерную импульсную характеристику РСА принято называть функцией отклика на одиночную точечную цель.
Рис. 12. Схема формирования изображения в РСА
Функциональная схема преобразования входного воздействия на РСА (поля радиояркости) в реакцию (радиолокационное изображение ) представлена на рис. 2. Как показано на схеме, функция отклика РСА определяется характеристиками трёх групп процессов:
) взаимного движения РЛС и объекта съёмки,
) формирования и приёма зондирующих сигналов,
) синтеза изображения с учётом априорных данных о параметрах двух остальных процессов.
При этом только параметры процесса (2) связаны с характеристиками испытываемой аппаратуры.
По схеме также видно, что закон преобразования серии зондирующих импульсов в серию отражённых сигналов определяется характеристиками двух процессов:
) отражения серии ЗИ от объекта с полем радиояркости, являющегося входным воздействием на с