7. Системы локации

с фазоманипулированными

колебаниями


Фазовая манипуляция позволяет решить задачу реализации игольчатого тела неопределенности, обеспечивая высокую точность измерения дальности и скорости объекта при относительно невысокой полосе излучения [125-128]. Фазовая манипуляция в простейшем виде проводится на базе различных кодов: двоичного ; троичного ; десятичного и n-ого, , т.е. . Например, для двоичного кода величина принимает значения , что адекватно уменьшению амплитуды сигнала на +1 и -1.

Для решения задачи обеспечения помехоустойчивости фазовая манипуляция проводится по определенному коду, например, Баркера и др. При этом цифровая кодовая последовательность является рекуррентной – по заданным m последовательным ее элементам можно найти следующий (m+1)-ый элемент. Последовательность называется рекуррентной, если для вычисления (m+1)-ого элемента используются операции сложения и умножения предыдущих элементов на постоянную величину. Принцип сложения является модульным, то есть, если результат сложения окажется больше чем n-1 из него вычитается число n. На практике чаще используется манипуляция фазы с поворотом на . При кодировке вступают в силу следующие ограничения:

* протяженность кодовой последовательности должна быть максимально возможной и обеспечивать однозначное измерение дистанции, что позволяет отнести этот вид модуляции к шумоподобному сигналу;

* автокорреляционная функция обращенного сигнала, формируемая на выходе квазиоптимального фильтра, должна иметь небольшие боковые искажения.

Этим требованиям удовлетворяют коды Баркера, Хаудмана, коды нулевой последовательности и др. Рассмотрим спектр радиоимпульса с внутриимпульсной кодо-фазовой модуляцией.

Излученный сигнал представляет пакет импульсов (рис.7.1) длительностью , разбитых на равные интервалы длительностью с одинаковой частотой, но с различной начальной фазой в каждом интервале пакета, которая изменяется скачком на величину или 0 относительно начальной фазы пакета в соответствии с кодом модуляции.


(7.1)

где

ѕ


закон амплитудной модуляции, – длительность пакета радиоимпульсов; - фаза дискрета в пакете, определяемая кодом; j0 – начальная фаза пакета; – длительность одного дискрета; – число дискретов длительностью tu в радиоимпульсе; – период повторения пакета радиоимпульсов.

Введем обозначение , которое принимает значения при . Тогда


(7,2)

Значения на интервалах времени кратных длительности дискрета принимает значения .


Рис. 7.1. Форма колебания с фазоманипулированной

модуляцией излучения


Рассмотрим кодирование на базе кода Баркера. Код Баркера существует только для . Последовательность символов , определяемая кодом Баркера при произвольном N, приведена в таблице 7.1.


b1

b2

b3

b4

b5

b6

b7

b8

b9

b10

b11

b12

b13

2

+1

-1


3

+1

+1

-1


4

+1

+1

+1

+1

-1

+1

+1

-1


5

+1

+1

+1

-1

+1


7

+1

+1

+1

-1

-1

+1

-1


11

+1

+1

+1

-1

-1

-1

+1

-1

-1

+1

-1


13

+1

+1

+1

+1

+1

-1

-1

+1

+1

-1

+1

-1

+1


Табл. 7.1. Последовательность символов bk


квадратурная составляющая прямоугольного КФМ- радиоимпульса при может быть представлена (рис.7. 2) :


Найдем спектр излучения


Вводя замену или , получим


(7.3)

где - спектр конечного дискрета длительностью tu

, (7.4)

- спектр всего кода:

(7.5)

Рассмотрим энергетический спектр, учитывая, что Tu = Ntu: