6. Системы локации с шумовой

модуляцией

6.1 Структура отраженного сигнала

Принцип работы такой системы базируется на следующей последовательности операций [123,124]. Генератор белого шума в системе имеет гауссово распределение амплитуд. Полоса шумового процесса ограничивается коммутирующими цепями излучателя. Ограниченный белый шум модулирует несущую частоту излучателя. Отраженный от цели сигнал, задержанный на время прохождения изменяющегося во времени расстояния между целью и дальномерной системой (туда и обратно), а также сигнал передатчика поступают на балансный смеситель (или систему когерентного суммирования), в котором осуществляется их взаимно корреляционная обработка. Максимум функции корреляции приходится или на фиксируемую дистанцию или на нулевую дальность. Рассмотрим особенности структуры сигналов и рациональные схемы построения подобных систем. Спектр результирующего сигнала рассмотрим по аналогии с ЧМ, но с некоторой модификацией. Если частота излученного сигнала изменяется по закону

,

где - модулирующая функция частоты по закону шумового процесса, то изменение фазы определяется соотношением:

Излученный сигнал представим:

(6.3)

где -

модулирующая функция изменения фазы по случайному закону.

Фаза отражённого сигнала, частота которого промодулирована по cлучайному закону изменения амплитуды или периода появления выбросов модулирующего шума, находится

где - модулирующая функция фазы отражённого сигнала.

Т.к . , (6.6)

а , где ,

то . (6,7)

Отражённый сигнал представим в виде:

, (6,8)

где - коэффициент, учитывающий ослабление сигнала, при отражении от лоцируемого объекта.

Для фотоприемника достаточно найти амплитуду результирующего сигнала, как сумму двух векторов

, (6,9)

где:

(6.10)

где результирующая модулирующая функция;

, (6.11)

результирующая модулирующая функция. Значение приведём к виду:

, (6,12)

на смесителе при ,

или . (6,13)

Полученное соотношение используется при интегральных методах дальнометрии. Рассмотрим спектр результирующего сигнала. Для чего функцию представим в следующем виде:

(6.14)

Найдем выражение для результирующей модулирующей функции

.

Модулирующая функция частоты излученияв функции можно представить в виде гармонического колебания со случайной амплитудой и со случайной фазой

g(t)=A0noise(t)cosjnoise(t). (6.15)

Здесь показано, что гармоническое колебание со случайной амплитудой и случайной фазой образуют стационарный, но не эргодический процесс (различные реализации обладают неодинаковой дисперсией). Однако для упрощения расчетов остановимся на этой модели. Результирующая модулирующая функция

.

Здесь A0noise(t)- рассматривается как форма сигнала единичных шумовых выбросов, нормированных к максимальной амплитуде A0noise max(t0) и может быть представлена в виде переменного коэффициента - k~, амплитуда которого изменяется от 0 до1по случайному закону, например, нормальному. Будем