Вопрос № 2. Защита РЛС от коротко-импульсных помех

Для подавления импульсных помех, длительность которых меньше длительности полезного сигнала - КИП, применяется система ШОУ.

Жесткое ограничение помехи обеспечивает стабилизацию её интенсивности на таком уровне, чтобы исключить недопустимое ограничение её в последующих элементах приемника.

В схеме ШОУ узкополосный фильтр является оптимальным (квазиоптимальным) фильтром для простого импульса большой длительности, т.е. ширина его полосы пропускания выбирается из условия .

Ширина полосы пропускания широкополосного УПЧ выбирается в 50…100 раз больше .

В результате на выходе ШУПЧ и ограничителя средняя длительность шумовых выбросов помехи (или кратковременной импульсной помехи большой интенсивности) в 50…100 раз меньше длительности полезного сигнала. При этом за счет ограничителя помеха лишена амплитудных преимуществ перед сигналом. Шумовые выбросы воздействуют на узкополосный фильтр в течение короткого времени и их амплитуда на выходе фильтра оказывается небольшой (отсутствует накопление энергии в фильтре). За время длительности полезного сигнала происходит накопление его энергии в узкополосном фильтре и амплитуда достигает большей величины. В результате полезный сигнал на выходе фильтра может быть выделен из шумовой или короткой импульсной помехи несмотря на то, что на входе узкополосного фильтра амплитуда полезного сигнала и выбросов помехи из-за жесткого ограничения может быть одинаковой.

Ограничение приводит к некоторому ухудшению отношения «сигнал/шум», однако при этом достаточно простым способом стабилизируется уровень помехи на выходе приемного устройства и предотвращается полная потеря сигнала, которая могла бы иметь место из-за возможно ограничения в последующих цепях приемника.

Рис.4.14. а) Структурная схема ШОУ. б) Графики напряжений помехи и сигнала на элементах схемы ШОУ. в) Структура спектров сигнала и помехи на элементах схемы ШОУ

Полоса пропускания узкополосного усилителя согласована с шириной спектра полезного сигнала, а полоса пропускания широкополосного усилителя выбирается с учетом длительности помеховых импульсов () и во много раз превышает полосу пропускания узкополосного усилителя (). При нарушении данного соответствия дополнительно возникают потери (рис. 4.15).

Рис.4.15. Зависимость потерь в схеме ШОУ от отношения

полос пропускания широкополосного и узкополосного усилителя

Уровень ограничения устанавливается в зависимости от величины произведения . Если это произведение больше 20, то уровень ограничения может быть близок к эффективному значению собственных шумов приемника.

Выигрыш в отношении «сигнал/помеха» достигается, во-первых, за счет ограничения амплитуды помеховых импульсов, а во-вторых, за счет того, что изначально более широкий спектр коротких импульсов помехи становится еще шире вследствие ограничения – синусоидальное колебание практически преобразуется в меандр. Оставшаяся после ограничения энергия помеховых импульсов распределяется в более широком диапазоне частот. В результате значительная часть энергии помехи оказывается за пределами полосы пропускания узкополосного усилителя.

Существенным недостатком схемы ШОУ является снижение эффективности системы селекции движущихся целей, поскольку из-за ограничения расширяется спектр пассивной помехи.

Для устранения этого недостатка вместо схемы ШОУ применяется схема ШПУ: широкополосный усилитель-предваритель-узкополосный усилитель (рис. 5.10).

Рис. 5.10. Структурная схема ШПУ.

Особенностью устройства ШПУ является наличие схемы выделения помеховых импульсов и каскада бланкирования, который нормально открыт и закрывается импульсами бланка, поступающими на него со схемы выделения помеховых импульсов. В результате чего импульсы помех не проходят на вход узкополосного усилителя. разделение импульсов полезного сигнала и помех (короткоимпульсных) основано на их спектральных отличиях (спектр сигнала). Ограничитель сверху выполняет аналогичную роль, как и в схеме ШОУ. Режекторный фильтр имеет полосу пропускания, согласованную со спектром полезного сигнала. Ограничитель снизу обеспечивает подавление остатков полезного сигнала после режекторного фильтра. Формирователь импульсов бланка в момент прихода импульсов помехи формирует видеоимпульсы бланка, запирающие каскад бланкирования. Время задержки в линии задержки выбирается таким, чтобы обеспечить совпадение импульсов помехи и импульсов бланка на входах каскада бланкирования.

Таким образом, за счет запирания каскада бланкирования в схеме ШПУ обеспечивается подавление коротких импульсных помех, а полезный сигнал не подавляется и спектр его не искажается.