Файл: gdgsfhfgvghsctjerhdezeyb.docx

Зондирующие сигналы

Лабораторная работа № 1

«Простые зондирующие сигналы »

Цель работы: Исследование простого сигнала, спектра и КФ. Установить зависимость ширины спектра от и вида сигнала, а так же КФ от длительности импульса.

ТЕОРИЯ

Зондирующие сигналы (ЗС) в радиолокации (РЛ) определяют дальность, точность координат, скорость объекта и т.д. К простым зондирующим сигналам относятся импульсные сигналы, которые в свою очередь являются узкополосными.

Рассмотрим простые зондирующие сигналы. В качестве примера простого зондирующего сигнала возьмем одиночный импульс (или пачка импульсов).

Одиночный импульс (рис. 1,а) записывается следующим выражением вида:

(1.1)

G(ω)

R(τ)

S(t)

90 От Ес

t

U

0 F 0 -τu/2 τu/2 0

_и

a) б) в)

Рис 1. Одиночный импульс. Спектр сигнала и его КФ

Спектр сигнала (спектральная плотность импульса) (рис. 1,б) определяется по формуле

(1.2)

где -площадь импульса, определяется при

Одиночный импульс имеет сплошной спектр, а для последовательности импульсов дискретный.

Спектр сигнала имеет размерность .

Полоса частот (рис. 1.б), где заключено 90% сигнала равна:

. (1.3)

Корреляционная функция простого сигнал (рис.1,в) лежит в пределах отдои определяется из формулы:

(1.4)

Корреляционная функция – это энергия сигнала и имеет размерность

База простого сигнала – это произведение полосы частот занимаемой спектром на его длительность:

. (I.5)

Порядок выполнения работы

1) Изменяя длительность информационного импульса в пределах

1-90 мкс определить ширину спектра сигнала по графику спектральной плотностиG() и базу сигнала . По полученным результатам составить таблицу 1.

Таблица 1.

2) Зарисовать:

а) вид сигнала;

б) спектр сигнала;

в) КФ сигнала

3) По полученным данным (таблица 1) в результате выполнения лабораторной работы, определить зависимость ширины и вида спектра G(), а так же КФ R() от длительности импульса _и.

Вопросы для защиты лабораторной работы №1.

1. Определение зондирующего сигнала.

2. Что такое простые сигналы?

3. Какой вид имеет спектр G() одиночного импульса, а какой последовательности импульсов?

4. Как зависит спектр G() и корреляционная функция R() простого сигнала от длительности импульсов?

5. Физический смысл корреляционной функции R()?

6. В каких пределах лежит корреляционная функция R() простого сигнала?

7. Чему равна полоса частот простого сигнала?

8. Что такое база сигнала?

9. Чему равна база сигнала?

Сложные сигналы. Теория

.Простой информационный импульс длительностью τ_u разбивают на ряд импульсов одинаковой или разной длительностью (рис.2.1,а).

а) б) в)

Рис 2.1 Cложный сигнал. Спектр сигнала и его КФ

Ширина спектра сигнала G() (рис. 2.1б) будет определяться самым коротким импульсом длительностью τ, а корреляционная функция R() (рис. 2.1,в) будет лежать в пределах от -τ до τ .

Полоса частот, где заключено 90% энергии сигнала равна (рис.2.1,б):

. (2.1)

Поскольку энергия по отношению к простому сигналу не изменилась то корреляционная функция R() (рис.2.1,в), для сохранения своей площади по отношению к простому сигналу будет лежать выше простого сигнала.

База сложного сигнала будет равна:

. (2.2)

В большинстве случаев большой интерес представляют сигналы с Базой равной много больше 1.

. (2.3)

Выражение (2.3) определяет собой широкополосный шумоподобный сигнал (ШШС). У такого сигнала структура его приближается к белому шуму, а корреляционная функция стремиться к дельта функции, т.е. стремиться в бесконечность.

В качестве сложных сигналов могут выступать и сигналы линейной частотной модуляции (ЛЧМ) и коды Баркера

Выводы: переход от простых к сложным сигналам позволяет обострить корреляционную функцию , а это значит, что можно существенно улучшить различение, разрешение и распознавания цели, т.е.

Как видно из рис. 2.5 зондирующий сигнал надо брать с острыми корреляционными функциями (сложные сигналы), так как легче произвести различие, разрешение, измерение и т.д.

Вот почему выгоднее брать зондирующие сигналы не простые, а сложные

Лабораторная работа № 2 «Сигналы с Линейной частотной модуляцией (лчм)»

Цель работы: Исследование ЛЧМ-сигнала, его спектра и КФ

ТЕОРИЯ

2.1 Лчм-сигнал

ЛЧМ-сигнал представляет собой радиоимпульс с длительностью и частотой заполнения радиоимпульса с длительностью τ_u которая изменяется по закону где- скорость нарастания частоты при. Полная фаза (при φ=0) есть:

. (2.4)

ЛЧМ-сигнал представляется выражением (Рис. 2.2)

. (2.5)

S(t)

f(t)

t

Рис.2.2 ЛЧМ-сигнал

2.2 Спектр лчм

Спектр ЛЧМ-сигнала определяется выражением:

(2.6)

С учетом всех преобразований окончательная формула для спектра ЛЧМ-сигнала будет.

, (2.7)

где и- интегралы Френеля

; ; (2.8)

а иравны:

; . (2.9)

где B- база ЛЧМ-сигнала:

(2.10)

На рис. 2.3 представлены спектры сигналов при разных значениях их базы

Рис. 2.3 Спектры ЛЧМ-сигналов при различных значениях базы