ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2024, № 6 · РАДИОТЕХНИКА

Характеристики обнаружения когерентной системы при рассогласовании квадратурных каналов

С.И. Зиатдинов1, О.И. Красильникова1

1 Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, Санкт-Петербург, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2024.6.9 УДК 621.396 EDN QSUKNW

Аннотация

Введение - Рассмотрена работа адаптивной когерентной системы обнаружения. Приведена структура устройства обработки, содержащая последовательно соединенные формирователь квадратурных составляющих сигнала, преобразующий на видеочастоту высокочастотные входные радиосигналы, адаптивный многоканальный когерентный накопитель с пороговыми устройствами. Цель - Исследовать влияние неизбежных на практике амплитудных и фазовых рассогласований параметров квадратурных каналов на работу адаптивной когерентной системы обнаружения. Постановка задачи - Определить спектрально-корреляционные характеристики обрабатываемых сигналов при рассогласовании параметров квадратурных каналов. Оценить влияние амплитудных и фазовых отклонений параметров квадратурных каналов на характеристики когерентной системы обнаружения. Метод - Использован метод комплексной переменной, при котором входные высокочастотные сигналы представляются на видеочастоте парой комплексно-сопряженных вещественных составляющих, сдвинутых по фазе на девяносто градусов. Результаты - Представлена на видеочастоте модель обрабатываемого сигнала с учетом возможных на практике рассогласований параметров квадратурных каналов. Получены выражения и построены графики спектральной плотности комплексного сигнала отдельно при амплитудном и фазовом рассогласовании квадратурных каналов. Показано, что рассогласование квадратурных каналов приводит к появлению в спектре выходного сигнала фазовых детекторов составляющей на частоте, зеркальной частоте сигнала, что повышает вероятность ложного обнаружения. Представлены результаты расчетов вероятности ложного обнаружения сигнала в зависимости от величины отклонения коэффициентов передачи квадратурных каналов и фазового рассогласования опорных напряжений квадратурных каналов. Заключение - Показано существенное влияние амплитудных и фазовых рассогласований параметров квадратурных каналов на спектрально-корреляционные характеристики комплексного сигнала. Рассогласование параметров квадратурных каналов приводит к ухудшению характеристик обнаружения когерентной системы обработки. Использованная методика исследований позволяет выработать требования к качеству настройки квадратурных каналов.

  • когерентный обнаружитель
  • ошибки настройки
  • комплексный сигнал
  • характеристики обнаружения
Abstract (in English)

Characteristics of detection of a coherent system with matching of quad channels

Introduction - The operation of an adaptive coherent detection system is considered. The structure of a processing device is presented, containing a series-connected shaper of quadrature signal components that convert high-frequency input radio signals to video frequency, an adaptive multi-channel coherent storage device with threshold devices. Goal - To study the influence of amplitude and phase mismatches of quadrature channel parameters, which are inevitable in practice, on the operation of an adaptive coherent detection system. Formulation of the problem - Determine the spectral-correlation characteristics of the processed signals when the parameters of the quadrature channels are mismatched. Assess the influence of amplitude and phase deviations of the parameters of quadrature channels on the characteristics of a coherent detection system. Method - The complex variable method is used, in which the input high-frequency signals are represented at the video frequency by a pair of complex conjugate real components, shifted in phase by ninety degrees. Results - A model of the processed signal is presented at the video frequency, taking into account possible mismatches in the parameters of quadrature channels in practice. Expressions are obtained and graphs of the spectral density of the complex signal are plotted separately for the amplitude and phase mismatch of the quadrature channels. It is shown that the mismatch of quadrature channels leads to the appearance in the spectrum of the output signal of phase detectors of a component at a frequency that is the mirror frequency of the signal, which leads to an increase in the probability of false detection. The results of calculations of the probability of false detection of a signal depending on the deviation of the transmission coefficients of the quadrature channels and the phase mismatch of the reference voltages of the quadrature channels are presented. Conclusion - The significant influence of amplitude and phase mismatches of the parameters of quadrature channels on the spectral-correlation characteristics of the complex signal is shown. The mismatch of the parameters of the quadrature channels leads to deterioration in the detection characteristics of the coherent processing system. The research methodology used allows us to develop requirements for the quality of tuning quadrature channels.

Для цитирования

Зиатдинов С.И., Красильникова О.И. Характеристики обнаружения когерентной системы при рассогласовании квадратурных каналов // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – № 6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.6.9

Литература

  1. Бакулев П.А. Радиолокационные системы. Москва, Радиотехника. 2004. 319 с.
  2. Зиатдинов С.И. Влияние рассогласования параметров квадратурных каналов на работу адаптивной системы селекции движущихся целей. Изв. вузов. Радиоэлектроника. 2020. Т. 23. №3. С. 6-8. https://doi:10.32603/1993-8985-2020-23-3-25-31.
  3. Мичурин С.В. Влияние ошибок настройки квадратурных каналов когерентной системы на оценку параметров комплексного сигнала. Изв. вузов. Приборостроение. 2020. Т.63. №6. С. 495-500. https://doi:10.17586/0021-3454-2020-63-6-495-500.
  4. Попов Д.И. Автокомпенсация доплеровской фазы пассивных помех. Цифровая обработка сигналов. 2009. №2.C. 30-33.
  5. Попов Д.И. Адаптивное подавление пассивных помех. Цифровая обработка сигналов. 2014. №4. С. 32-37.
  6. Зиатдинов С.И. Синтез дискретных полосовых и режекторных фильтров с использованием инвариантных импульсных и переходных характеристик. Изв. Вузов России. Приборостроение. 2022. Т. 65. № 12. С. 19-27. https://doi:10.17586/0021-3454-2022-65-1-19-27.
  7. Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы. Москва, URS. 2016. 915 с.
  8. Котоусов А.С., Морозов А.К. Оптимальная фильтрация и компенсация помех. Москва, Горячаялиния-Телеком. 2008. 166 с.