Амплитудный накопитель сигнала некогерентного рассеяния
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ойстве радара путем перемножения цифровых отсчетов в нескольких каналах и предназначена для дальнейшего определения высотной зависимости электронной концентрации, а также высотных температурных зависимостей ионов и электронов. Такая операция производится одновременно для всего диапазона исследуемых высот.
В процессе получения АКФ исходный массив обрабатывается по алгоритму, который описывается следующей формулой:
Если расположить вдоль высоты все полученные точки АКФ, полученные, например, в течении 1 мин, то они образуют вид, изображенный на рис.1.2:
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 км
Рисунок 1.2 - Высотное распределение ординат АКФ (0…18 точки).
Результаты расчета ионосферных параметров представлены ниже, на рис.1.3. Экспериментальные данные включают в себя как первичные данные (высотно-временное распределение автокорреляционных функций и спектра сигнала НР), так и вычисленные по ним вторичные данные (параметры ионосферной плазмы). Сюда относятся высотные вариации вертикальной составляющей скорости дрейфа плазмы Vdr(h,t), ионной Ti(h,t) и электронной Te(h,t) температур, а также электронной концентрации Ne(h,t).
В последнее время вычисляется и информация о высотно-временной зависимости ионов гелия He+(h,t), водорода H+(h,t) и кислорода О+(h,t), а также и данными о содержании тяжелых ионов М+(h,t) на малых высотах.
Рисунок 1.3 - Набор АКФ, спектров и некоторых ионосферных параметров, определяемых методом НР
Однако правильному определению параметров ионосферы мешают периодически появляющиеся отражения от летательных объектов в зоне действия луча радиолокатора, которые если имеют резко выраженный характер, то в результате наглядно искажаются результаты при вычислении всех ординат.
400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 км
Рисунок 1.4 - Отметка от цели на высоте на высоте ~1000 км
Ярко выраженный характер цели происходит при присутствии цели, например, в 50% от общего времени накопления сеанса. Если зафиксировать входной сигнал в нескольких расположенный друг за другом радиолокационных развертках дальности, то этот случай представлен на рис. 1.5.
400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 км
Рисунок 1.5 - Пример появления отражений от целей в некоторых развертках
В процессе расчета ионосферных параметров в этом случае на месте нахождения отражения возникает явно аномальный характер (перехлест температур и завышенные значения ионного состава):
Рисунок 1.6 - Пример явно неправильного расчета ионосферных данных на высоте 1000км.
В случае же появления некоторой цели в луче радиолокатора в течение меньшего времени - 5%-10% от времени накопления - отражения на высоте ~1000 км вроде бы не заметно.
400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 км
Рисунок 1.7 - Пример появления слабых отражений от целей.
Однако расчет ионосферных параметров все так же показывает, что на этой высоте рассчитанные данные все равно имеют низкую точность измерений (рис.1.8.).
Рисунок 1.8 - Пример слабо выраженного эффекта присутствия цели.
1.2 Предложение о введении дополнительного канала обработки
Вывод, который возникает в результате вышеприведенного анализа, состоит в том, что в процессе вычисления ионосферных сигналов необходимо осуществлять процедуру селекции сигнала от целей. Почти каждый накопленный сеанс обязательно будет содержать отклик от цели в явном или неявном виде, так как помеховая ситуация, напряженность которой иллюстрирует нижеследующая таблица о наявности метеорных потоков, еще и усугубляется загрязненностью космического пространства на высотах 500-1500км, где присутствуют космические корабли, спутники и всевозможный космический "мусор".
Эта селекция, по-видимому, должна заключаться в такой процедуре, которая, насколько это возможно, не допустит накопления информации с тех высотных участков, где будут присутствовать отражения от летательных объектов. Для этого необходимо разработать и внедрить дополнительный, контрольный канал накопления, который будет работать в системе обработки радара некогерентного рассеяния параллельно основному каналу системы обработки, но по более упрощенному алгоритму (например, накопление только высотного распределения нулевой точки АКФ - мощности, или модуля сигнала). Период накопления и считывания дополнительной информации в этом канале будет задаваться с персонального компьютера.
Объем памяти винчестеров ПК сейчас таков, что он не позволяет запоминать сеансы очень короткой длительности, например, в несколько секунд. Обычно сеансы имеют длительность несколько минут, но и этот режим в течении нескольких непрерывных суток измерений уже является очень напряженным по объему запоминаемой информации. Если же по несколько секунд накапливать только огибающую сигнала НР, без остальных ее ординат, то это сократит объем контрольного канала в десятки раз и поможет оператору в процессе анализа основной информации иметь под рукой очень контрастное изображение о наличии отметок от цели на протяжении всех суток для проведения более достоверной обработки.
Предлагаемая схемная реализация, которую необходимо осуществить внутри блоков и устройств радара НР, приведена на рис.1.9. После излучения сигнал, подаваемый с передающего устройства на излучатели антенны, после отражения поступает в приемный тракт радара, превращается с аналогового в цифровой вид и поступает ?/p>