Реализация корреляционного метода обработки.

Опорное напряжение для коррелятора получают ответвлением незначительной части излучения передатчик в линию задержки. Значение за-

держки должно быть равно времени запаздывания отраженного (ответного) сигнала. Если это равенство не соблюдается, то опорный и отраженный сигналы не совпадают во времени, они не коррелируются и напряжение на выходе фильтра (интегратора) не достигает порогового. В связи с этим коррелятор должен быть многоканальным.

РЛС, в которой реализуется корреляционная обработка сигнала, строится по следующей функциональной схеме (рис.6).

Основой для построения корреляционного приемника обычно является

функция взаимной корреляции, а не автокорреляции, так как в автокорреляционном приемнике опорное напряжение должно быть аналогом всего входного напряжения, включая его шумовую составляющую, и это затрудняет выявление слабых сигналов на фоне шумов.

Рис.6.Функциональная схем а корреляционного приёмника РЛС

В каждом канале имеется отдельный смеситель (перемножитель)

Cl, C2, СЗ,... и интегратор в виде фильтра нижних частот. Задержка создается линией задержки, рассчитанной на перекрытие требуемого диапазона дальности. Число отводов (элементов) линии задержки определяется числом каналов, которое выбирают исходя из разрешающей способности РЛС по дальности. Так как через пороговую схему проходят сигналы из тех каналов, где запаздывание отраженного (ответного) сигнала совпадает с задержкой опорного напряжения, то имеется возможность использовать это устройство и как многоканальный измеритель дальности.

Сложная (многоканальная) структура коррелятора – недостаток метода. Имеется ещё ограничение: постоянная времени фильтра нижних частот должна быть как можно больше, чтобы фильтр «не успевал» быстро проинтегрировать кратковременные шумовые выбросы и этим вызвать ложную тревогу. Но при таком большом значении полезный сигнал должен иметь очень большую длительность. Отсюда следует вывод о том, что корреляционный метод обработки менее целесообразно применять в импульсных РЛС, а предпочтительнее его использовать в РЛС с непрерывным излучением. В целом, фильтровая обработка сигналов используется более широко, чем корреляционная.

Процессы в корреляционном приемнике иллюстрируются временными диаграммами рис.7.

Рис.7. Временные диаграммы процессов в корреляционном приемнике.

Опорное напряжение является копией сигнала без шумов

, наблюдаемого от до . Входное напряжение отличается от напряжения наличием шумовой составляющей , которая беспорядочно пульсирует относительно оси времени в отсутствие сигнала и относительно кривой при наличии сигнала.

На выходе перемножителя получается произведение

которое равно нулю, когда нет опорного напряжения, а следовательно, и сигнала. Когда имеется сигнал, то за счёт составляющей, равной квадрату напряжения сигнала , это произведение преимущественно однополярное и, кроме того, несколько пульсирует за счёт шумовой составляющей. Интегратор коррелятора суммирует для каждого момента времени вплоть до произведение и выдаёт напряжение , пропорциональное корреляционному интегралу:

Если бы не было шумовой составляющей, то выходное напряжение

коррелятора монотонно возрастало, но так как второе слагаемое интеграла знакопеременное, то рост сопровождается некоторыми пульсациями. Ясно, что чем больше длительность корреляционного приёма сигналов, тем больше максимум выходного напряжения , пропорцио-нальный максимуму корреляционного интеграла , и тем больше вероятность того, что этот максимум превысит порог

Рис.8. Многоканальный коррелятор

Коррелятор как устройство должен иметь два основных элемента:

перемножитель и интегратор (рис.9).