(фазирование) отраженного сигнала, вызванная умножением на фазовую составляющую опорной функции. Демодулированный сигнал

Sigit + n) =Siit + i])exp{inf) (1.27>

умножается на весовую функцию («взвещивается»), в результате чего получается взвещенный демодулированный сигнал

Sib{t + n)=H{t)Si8{t+ri). (1.28)

Целью демодуляции отраженного сигнала Si{t) является подготовка к эффективному накоплению, т. е. устранение квадратичного изменения фазы (линейного изменения частоты) отраженного сигнала в пределах интервала синтезирования. Эта операция в РСА по аналогии с антенной техникой часто называется фокусированием. Взвещивание, которое называют апподизацией, преследует цель обеспечить оптимизацию обработки по выбранному критерию. В частном случае это может быть и подавление боковых лепестков СДН.

Далее взвещенный демодулированный сигнал накапливается на ИС:

hivi) J %(+Л)Л. (1.29)

-г/2

Именно при этой операции происходит улучшение отношения сигнал-шум и объединение ИС в единую синтезированную апертуру,, сопровождающееся повышением разрешающей способности. Сигнал РЛИ формируется с помощью нелинейной операции вычисления модуля выходного сигнала линейной части системы обработки РСА:

h{n) = \ii{y])\. (1.30)

Эта операция позволяет устранить влияние случайной начальной фазы отраженного сигнала.

В цифровой системе обработки (ЦСО) сигналов РСА алгоритм, описанный (1.27) - (1.30), реализуется структурно в аппаратуре («жесткая» реализация) или в форме программы для ЭВМ («гибкая» реализация).

Иногда [1, 2] в РСА длина ИС L не выходит за пределы нулевой зоны-Френеля (см. рис. 1.6). В этом случае обработка принимаемых сигналов может производиться без фокусировки, процесс обработки упрощается и сводится к накоплению взвешенного сигнала:

-fiW= ] ii(t + ri)H(t)dt . (1.31>

= Г/2

Упрощение обработки здесь обусловлено тем, что изменение фазы отраженного сигнала st(t) иа ИС не превышает значения л/2 и, следовательно, накопление сигнала при умеренных потерях возможно без демодуляции. Такие обработка, синтезирование и раскрыв называют пефокусированиыми. При этом

из условия Фi{t)=2лVntЧOro)л2 следует неравенство ЬУКго, а линейная разрешающая способность при нефокусированном синтезировании определяется соотношением

Pm>V>o/2.

Отметим, что в случае нефокусированного синтезирования из алгоритма обработки принимаемых сигналов РСА исключается операция (1.27).

1.2. ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ РСА

Для обеспечения высокой разрешающей способности по дальности в РСА, как и в других РЛС, вместо непрерывного зондирующего сигнала (1.1) используют импульсные сигналы. Как известно, наиболее высокое разрешение по дальности на практике реализуется при работе с зондирующими сигналами с внутриим-пульсной модуляцией (частотной или фазовой). Специфические особенности обработки таких сигналов с целью реализации высокой разрешающей способности по дальности достаточно подробно исследованы и обстоятельно описаны в литературе [18]. Поэтому в дальнейшем ограничимся лишь рассмотрением вопросов повышения азимутального разрешения методом цифрового синтезирования апертуры антенны, полагая, что требуемое высокое разрешение по дальности в РСА достигается применением радиоимпульсов без внутриимпульсной модуляции, но достаточно малой длительности Тн, повторяющихся с частотой зондирования fXjT-., где Тз - период следования зондирующих импульсов.

Для обеспечения когерентности излучаемого сигнала такие радиоимпульсы представляют собой «вырезки» из непрерывного гармонического колебания Ыо(0 стабильной частоты, заданного в форме (1.1). В соответствии с требуемым разрешением по наклонной дальности рг длительность Тц зондирующих радиоимпульсов, как известно, должна удовлетворять соотношению T,i = 2pr/c. При этом разрешение по горизонтальной дальности в плоскости земной поверхности OoXgYg в точке Л,-(О, уи 0)

Pg~Pr/sin Уо.

На рис. 1.10,а для примера показан непрерывный зондирующий сигнал Uo[t), «вырезки» из которого, соответствующие излучаемым радиоимпульса.м, показаны полулчирной линией. Именно такие «вырезки» в случае необходимости используют для формирования сложного зондирующего сигнала с внутриимпульсной модуляцией.

Поскольку излучаемые радиоимпульсы имеют частоту зондирования /з, то отраженный от одиночной точечной цели сигнал имеет вид последовательности радиоимпульсов, следующих через период зондирования Тз и задержанных по отношению к зондирующим на время распространения радиоволн до цели и обратно. На рис. 1.10,6 последовательность отраженных радиоимпульсов вы-24

Шии.

Ui(tn I yG(t1

ulAlv

-дат

7171--

1

1-1-

-it-

-2 0 1 Z p

Рис. 1.10. Излучаемый и отраженные непрерывный и дискретный сигналы

делена нз непрерывного отраженного сигнала (штриховая линия) сплошной линией.

В РСА с цифровой обработкой принятый сигнал после преобразования его к комплексной форме дискретизируется во времени, что соответствует процедуре формирования выборочных значений (выборок) из действительной и мнимой составляющих комплексного отраженного или траекторного сигнала. Дискретизация осуществляется с частотой зондирования в соответствии с импульсным режимом работы РСА. После дискретизации траекторный сигнал становится функцией дискретного аргумента. Такой сигнал можно рассматривать как функцию целочисленного аргумента (рис. 1.10,в), представляющего собой номер р отсчета, и описать выражением

s>[p]=si(pTs) = UiG{pTs)exp{-iii(pTs)-b},

р = 0,±1,±2,..., (-2)

являющимся дискретным аналогом представления непрерывного сигнала s,(/) в форме (1.13). Здесь и далее, как и в [19], помещение целочисленного аргумента р в квадратные скобки символизирует переход от непрерывного аргумента / к дискретно.му. Принятый дискретный сигнал i,i[p] в этом случае представляет собой сумму вида

V[p]=Si[p]+n[p], (1-33)

где п[р] -дискретный белый шум.

Поскольку принятый сигнал становится дискретным, опорная функция также представляется в дискретизированном виде:

fi[q]=fi{qn)=H{qTs)exp{]ix{qT,y}, (1.34)

<7 = 0, ±1, ±2,...,±Л72,

где iV=int{7/73} - число периодов зондирования на интервале синтезирования; int{-}-символ вычисления целого значения ог выражения в скобках.