Влияние частотного спектра на основные показатели импульсных РЛС

Для определения параметров импульса в случаях, аналогичных показанному следует провести касательные к вершине импульса и его срезу, на пересечении касательных найти точку С и вычислить , затем найти точки М и N, определяемые при , расстояние между которыми будет характеризовать длительность (активную) среза.

При наличии периодической последовательности импульсов вводят параметры, характеризующие эту последовательность: период повторения импульсов Т;

частоту повторения импульсов скважность импульсов коэффициент заполнения.

Частоту повторения выражают в герцах, а скважность и коэффициент заполнения — в относительных единицах.

Анализ импульсных процессов представляет собой довольно сложную задачу, особенно при наличии существенных нелинейностей у цепи, преобразующей импульсы. Поэтому чаще всего эту цепь стремятся свести к линейной. Исследование ее проводят следующими методами:

«классическим» методом анализа переходных процессов, который заключается в составлении дифференциальных уравнений, характеризующих процессы в цепи, с последующим их решением; спектральным (частотным); методом суперпозиции (с использованием интеграла Дюамеля); операторным.

Если импульсная цепь по условиям ее работы не может быть линеаризована, то анализ ее сводится к решению нелинейных дифференциальных уравнений, причем вид решения зависит от характера нелинейности цепи.

Во многих практически важных случаях нарастание и срез импульса происходят по экспоненциальному закону или закону, который может быть аппроксимирован экспонентой. В этом случае анализ импульсных цепей существенно упрощается, так как мгновенные значения импульса во время его нарастания и среза описываются уравнениями

где — постоянная времени экспоненты.

Зная мгновенное значение импульса, можно найти время t, в течение которого импульс достиг этого значения:

Так как активную длительность фронта (время установления) и среза определяем как промежуток времени между значениями, равными 0,1 и, то

Если длительности определять по уровням 0,1 А и А, то аналогично (7.4) можно получить

Любую периодическую последовательность импульсов произвольной формы можно представить в видеряда Фурье,т. е. в виде суммы гармонических колебаний, имеющих разные амплитуды и частоты, кратные частоте повторения и импульсов :

где — фазы отдельных гармоник.

Спектр периодической последовательности импульсов является линейчатым, так как отдельные составляющие его отстоят друг от друга на расстоянии, равном частоте следования импульсов.Амплитуды гармоник зависят как от длительности импульсов, так и от частоты их повторения.

Амплитуды гармоник, имеющих частоты , где — целое число, равны нулю.

С уменьшением длительности импульса частоты, при которых амплитуды гармоник становятся равными нулю, смещаются в сторону больших частот. При этом число гармоник, имеющих амплитуду, большую какого-либо наперед заданного значения, существенно увеличивается и спектр импульса расширяется. Следовательно, уменьшение длительности импульса приводит к расширению его спектра, а увеличение длительности — к его сужению. При спектр импульса стремится к бесконечности.

При увеличении частоты следования импульсов амплитуды гармоник увеличиваются. Огибающая спектра сохраняет свою форму, а расстояние между спектральными линиями возрастает. В итоге в том же диапазоне частот оказывается меньшее число линий спектра, что говорит об обеднении его гармониками.

Если частота следования импульсов уменьшается, то уменьшаются амплитуды гармоник и расстояние между линиями спектра. Уменьшение частоты следования импульсов обогащает спектр гармониками. В пределе, когда частота следования импульсов мала расстояние между линиями спектра стремится к нулю и спектр из линейчатого превращается в сплошной (непрерывный).

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бакулев П.А. Радиолокационные системы: Учебник для вузов. – М.: Радиотехника, 2004.

2. Белоцерковский Г.Б. Основы радиолокации и радиолокационные устройства. – М.: Советское радио, 1975.

3. Петрович, Козырев. Генерирование и преобразование электрических импульсов — М.: Сов. радио, 1954

4. Справочник по радиоэлектронным устройствам: Т. 1; Под ред. Д. П. Линде — М.: Энергия, 1978

5. Яковлев В. Н. и др. Справочник по импульсной технике — Киев: Техника, 1970

6. Сергиенко А. Б. Цифровая обработка сигналов: Учебник для вузов — 2006