Оптимальная полоса пропускания фильтра

Полоса пропускания фильтра должна быть согласована с шириной спектра сигнала:

, откуда .

 

Учитывая колоколообразную форму АЧХ фильтра можно получить

.

При этом имеет место динамический эффект, так как

> .

Гарантированный поиск

Гарантированный поиск − такой режим работы приемника, при котором за обеспечивается вероятность поиска .

Для импульсных сигналов гарантирован поиск в двух случаях:

А) Режим медленного поиска (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Частотно-временная диаграмма при медленном поиске

 

Условие медленного поиска:

.

При этом время перестройки , .

На практике выбирают . При медленном поиске динамический эффект отсутствует.

Б) Режим быстрого поиска (рис. 2.6.).

Рис. 2.6. Частотно-временная диаграмма при быстром поиске

 

Условие быстрого поиска:

.

При этом может возникать динамический эффект.

 

Вероятностный поиск

При вероятностном поиске (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Частотно-временная диаграмма при вероятностном поиске

Поток совпадений можно рассматривать как пуассоновский случайный процесс.

Средняя длительность совпадений .

Средняя частота совпадений ,

где - минимальная длительность совпадения, при которой ещё возможно обнаружение.

Вероятность того, что за время произойдёт ровно совпадений, равна

.

Вероятность поиска – это вероятность того, что за время произойдёт хотя бы одно совпадение:

.

Условная вероятность правильного обнаружения:

,

где F - вероятность ложной тревоги,

- отношение с/ш по мощности,

- мощность сигнала.

Вероятность разведки

 

Поиск со сжатием импульсов

Вместо полосового фильтра применяется согласованный фильтр (СФ) ЛЧМ-сигнала (рис. 2.8.).

 

Рис. 2.8. Формирование ЛЧМ-сигнала на выходе смесителя и импульсная характеристика СФ.

 

На выходе смесителя частота изменяется по линейному закону

фаза изменяется по квадратичному закону

Радиоимпульс на выходе смесителя: , .

Импульсная характеристика СФ: , .

Сигнал на выходе СФ: .

Положим , тогда выходной сигнал фильтра будет по времени смещён на .

Коэффициент временного сжатия: .

Сжатие позволяет улучшить разрешающую способность по частоте (рис. 2.10):

.

 

Рис. 2.9. Огибающая сигнала на выходе СФ

 

Рис. 2.10. Разрешение двух сигналов на выходе СФ.

Параллельный поиск по частоте

Весь диапазон разведки разбивается на ряд поддиапазонов системой n-фильтров с полосами пропускания (рис. 2.11).

 

Рис. 2.11. Частотные характеристики системы полосовых фильтров

Разрешающая способность по частоте .

Варианты реализации:

1) Набор простых детекторных приёмников (рис. 2.12).

Рис. 2.12. Параллельный детекторный радиоприемник

Достоинства – узкополосность отдельных приёмников и простота изготовления. Недостаток – низкая чувствительность.

2) По супергетеродинной схеме (рис. 2.13):

Рис. 2.13. Параллельный супергетеродинный радиоприемник

Достоинство – более высокая чувствительность. Недостаток – широкополосность общего тракта.

Матричный приёмник

Каждый столбец матрицы приёмных элементов (ступень) обеспечивает последовательное уточнение частоты (рис. 2.14, 2.15).

Рис. 2.14. Матричный приемник: И – индикатор, ПЧ – преобразователь частоты.

 

Рис. 2.15. АЧХ полосовых фильтров различных ступеней матричного приемника

Общее количество приёмных элементов: .

Разрешающая способность матричного приемника .

Достоинство матричного приемника – более высокая разрешающая способность при одинаковом количестве приёмных элементов.

Недостаток – накопление шумов на последующих ступенях.