Поляризационная обработка сигналов радиолокатора подповерхностного зондирования Г. В. Анцев, А. В. Кочетов, К. Г. Лукашов, П. С. Панфилов. Оао «нпп «Радар ммс»
жүктеу/скачать 467 Kb. Pdf көрінісі
|
| подповерхностного радиолокатора.
Такая схема обработки сигналов представляет собой идеальный квадратурный смеситель, в котором вместо квадратурного сдвига на монохромной частоте гетеродина, производится квадратурный сдвиг всех спектральных компонент сигналов, поступающих с выходов поляризованных антенн. При этом на выходе разностного канала появляется сигнал видеочастоты, спектр которого располагается вблизи нулевой частоты. На выходе же суммарного канала появляется сигнал радиочастоты, спектр которого располагается вблизи второй гармоники радиочастот сигналов, поступающих с выходов антенн. Как видим из схемы на рис. 2 на верхней части схемы формируется действительная компонента преобразованного сигнала, а на нижней части схемы – мнимая компонента преобразованного сигнала, причем последняя получается предварительным преобразованием Гильберта (квадратурным сдвигом) сигнала с выхода от одной из антенн. Антенны круговой поляризации, показанные на рис. 1 не являются идеальными. В области нижних и верхних частот спектра сигналов напряженности электрического поля, формируемого антеннами в дальней зоне, преобладает линейная поляризация вектора напряженности поля, круговая поляризация формируется в области средних частот излучаемого сигнала. Линейная поляризация является паразитной и ее желательно подавить соответствующей обработкой сигналов приемных антенн. С учетом свойств преобразования Гильберта комплексный сигнал на выходе схемы поляризационной обработки подповерхностного радиолокатора можно записать в следующем виде. Действительная компонента: Re{PΔ(t)} = y(t)·H(x)(t) - x(t)·H(y)(t) (1) Re{PΣ(t)} = y(t)·H(x)(t) + x(t)·H(y)(t) (2) мнимая компонента: 185 Im{PΔ(t)} = - H(y)(t)·x(t) + H(x)(t)·y(t) (3) Re{PΣ(t)} = y(t)·H(x)(t) + x(t)·H(y)(t) , (4) где: x(t) – сигнал на выходе 2-й антенны; y(t) – сигнал на выходе 3-й антенны. Исследуя выражение (1), можно показать, что если спектральные компоненты сигналов на выходе антенн 2 и 3 связаны между собой преобразованием Гильберта, то мощность сигнала на выходе схемы поляризационной обработки возрастает и соответствует значению мощности сигнала принимаемого по двум взаимно- ортогональным каналам. В частности, для монохроматического сигнала при идентичности антенн 2 и 3 выражение (1) равно значению мощности принимаемого сигнала. Если СКИ сигналы на выходе антенн 2 и 3 приходят в разные моменты времени, или в одном из каналов присутствует помеха, или сигналы в ортогональных каналах не связаны преобразованием Гильберта, то сигнал на выходе схемы поляризационной обработки уменьшается или полностью отсутствует. Это свойство выражения (1) можно использовать в целях пространственно-временной фильтрации СКИ сигналов подповерхностного радиолокатора. Сигналы суммарного и разностного каналов на выходе смесителя (рис. 2) могут принимать как положительные, так и отрицательные значения. Отрицательное значение говорит о том, что сигналы антенн 2 и 3 поступают на вход схемы поляризационной обработки с временным сдвигом в “противофазе” (по аналогии c гармоническим сигналом). Если сигналы антенн 2 и 3 поступают на вход в “квадратуре” – выражение (1) обращается в нуль. Таким образом, сигналы на выходе схемы соответствуют одной из компонент квадратурной обработки сигналов по Гильберту. Для получения второй компоненты квадратурной обработки необходимо произвести предварительно преобразование Гильберта над одним из сигналов, например, x(t). На рис. 3. и рис. 4. приведены радарограммы радиолокатора подповерхностного зондирования, посредством обработки сигналов сканирования цели в среде MathCad. Радарограммы получены при математическом моделировании возбуждения, распространения и приема электромагнитных волн в среде XFDTD. Передающая антенна возбуждалась биполярным гауссовым импульсом длительностью 1 нс. Размеры передающей и приемных антенн были идентичными и составляли величину 400х500 мм. Расстояние между антеннами – 500 мм. Радиолокационный отражатель типа диск перемещался перед антеннами на расстоянии 1500 мм. Шаг перемещения составлял 50 мм. жүктеу/скачать 467 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|