УДК 621.396.96

Особенности весовой обработки дискретных сигналов во временной области

А. В. Щербаков ¹, В. С. Щербаков ²

¹ ООО «НПП «ПРИМА», 603950, г. Нижний Новгород, ул. Свободы, 63

² АО «НПО «Правдинский радиозавод», 606408, Нижегородская обл., г. Балахна, ул. Горького, 34

 

Статья поступила в редакцию 17 октября 2018 г.

 

Аннотация. В активной радиолокации используются импульсные зондирующие сигналы, мощность которых и спектральные характеристики определяют основные параметры радиолокационной станции. К ним в первую очередь относятся дальность обнаружения, разрешающая способность и обнаружение слабых сигналов на фоне мощных. Для достижения этих целей увеличивают мощность излучаемых сигналов, но из-за технических ограничений по амплитуде и требований к скрытности это обеспечивается за счет увеличения их длительности и полосы. Поэтому в качестве зондирующих импульсов используют сигналы с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ), девиация которых и определяет разрешающую способность. Для импульсных сигналов произведение полосы на длительность называется базой сигнала и от численного значения ее, а также частоты дискретизации, зависит аппаратно-программная реализация цифрового фильтра сжатия в приемнике, т.к. они определяют количество арифметических операций в алгоритме согласованного фильтра. При этом спектр ограниченных по времени импульсных сигналов бесконечно спадает, и чтобы сократить энергетические потери, частоту дискретизации выбирают несколько больше частоты девиации, но с увеличением частоты дискретизации пропорционально увеличивается и число арифметических операций. Поэтому увеличивать ее нужно в разумных пределах не более чем в 1,5 … 2 раза, т.к. из-за спадающего спектра ЛЧМ сигнала дальнейшее увеличение частоты дискретизации делается не эффективным. Кроме этого, при сжатии ЛЧМ сигналов выполняется весовая обработка, которую можно реализовать как во временной области, так и частотной. Но с точки зрения аппаратной реализации, а также возможности использовать ее в канале с корреляционно-фильтровой обработкой наиболее целесообразной является ее реализация во временной области. Поэтому в данном случае рассмотрены особенности весовой обработки во временной области дискретных, сжатых ЛЧМ сигналов, частота дискретизации которых превышает девиацию частоты сигнала. Определены условия формирования коэффициентов весового фильтра для рассматриваемой структурной схемы. Приведена оценка вычислительной эффективности и представлены результаты моделирования.

Ключевые слова: радиолокация, весовая обработка, боковые лепестки, частота дискретизации, весовая функция Хэмминга.

Abstract. Active radar uses pulsed probing signals whose power and spectral characteristics determine the main parameters of the radar station. These primarily include the detection range, resolution and detection of weak signals against the background of powerful ones. The power of the emitted signals increased to achieve these goals, but this obtained by increasing their duration and bandwidth due to technical limitations in amplitude and secrecy requirements. Therefore, as probe pulses, signals with linear frequency modulation (LFM) are used, the deviation of which determines the resolution. The multiplication of the band by the duration is called the base for pulsed signals and its numerical value, as well as the sampling frequency, defines the hardware and software implementation of the digital compression filter in the receiver, since they determine the number of arithmetic operations in the algorithm of the matched filter. Therefore, it is necessary to increase it within reasonable limits by no more than 1.5 ... 2 times, since further increase in the sampling rate is not effective due to the decreasing spectrum of the LFM signal. In addition, weighting performed while compressing chirp signals, which can be implemented both in the time and in the frequency domain. It is most appropriate to implement it in the time domain from the point of hardware implementation, as well as the ability to use it in a channel with correlation-filter processing. So, the peculiarities of weight processing in the time domain of discrete, compressed chirp signals are considered, the sampling frequency of which exceeds the signal frequency deviation. The conditions determined for the formation of coefficients of the weight filter for the block diagram under consideration. The estimation of computational efficiency and the simulation results presented.

Keywords: radio-location, weight processing, side lobes, sampling rate, Hamming weighting function.

 

Для цитирования:

А. В. Щербаков, В. С. Щербаков. Особенности весовой обработки дискретных сигналов во временной области. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2018. № 10. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/oct18/16/text.pdf

DOI 10.30898/1684-1719.2018.10.16