3.4. Когерентно-импульсный метод (истинно когерентные системы)

Каждый из импульсов сигнала на входе приемника РЛС характеризуется несущей частотой, начальной фазой, формой, амплитудой и временным положением. В общем случае когерентной пачкой импульсов называется такая последовательность импульсов, у которой зависимость между каждым из указанных параметров известна. В дальнейшем, говоря о когерентности, будем подразумевать лишь фазовую когерентность, т.е. соотношение начальных фаз колебаний отдельных импульсов пачки. Характер этого соотношения (случайный или неслучайный) определяет когерентность пачки импульсов.

Пусть огибающая одиночного импульса, расположенного вблизи точки t=0, описывается функцией u_и(t). Соответствующий радиоимпульс описывается функцией u_и(t)cos 2f₀t, где f₀ - несущая частота. Такой же импульс, смещенный на период повторения Тп записывается как u_и(tTп)cos2f₀(t - Тп). Рассмотрим теперь пачку из N радиоимпульсов. Пусть их амплитуда медленно изменяется от импульса к импульсу по закону Uk=U(t). Пусть фаза также медленно изменяется от импульса к импульсу по закону (t) и, кроме того, каждый k-й импульс, получает дополнительное изменение фазы на величину k.

Рис. 3.11. Огибающая радиоимпульсов (а) и некогерентная последовательность радиоимпульсов (б)

На основании сказанного пачка радиоимпульсов записывается аналитически в виде следующей суммы:

.

Функция (t) характеризует, например, закономерное изменение фазы вследствие движения цели с постоянной скоростью.

Пачка импульсов со случайными изменениями (скачками) начальной фазы от импульса к импульсу называется некогерентной (рис. 3.11). В этом случае k - независимые случайные величины, имеющие равномерный или какой-либо другой закон распределения вероятностей в интервале от - до .

Такие импульсы могут быть вырезаны из соответствующего числа непрерывных некогерентных колебаний с помощью ключевого устройства, имеющего идеальную прямоугольную характеристику. Некогерентность радиоимпульсов имеет также место в случае нестабильности периода повторения или несущей частоты колебаний.

Следует отметить, что для автогенераторов, например магнетронов, показанное на рис. 3.11 скачкообразное изменение начальной фазы является грубой идеализацией, так как установление колебаний при возбуждении не может происходить скачкообразно; из-за внутренних шумов и различных нестабильностей момент возникновения и полярность первого из достаточно мощных колебаний носит случайный характер (рис. 3.12).

Рис.3.12. Процесс установления колебаний в автогенераторе

Последовательность некогерентных радиоимпульсов не является периодической, а представляет собой ряд независимых друг от друга импульсов. Энергетический спектр такого процесса подобен энергетическому спектру одиночного радиоимпульса.

РЛС, в которых зондирующий сигнал состоит из некогерентных импульсов, обычно именуются некогерентными. Однако даже в случае отсутствия случайного изменения фазы от импульса к импульсу в зондирующем сигнале отраженный сигнал может оказаться некогерентной пачкой из-за случайных изменений фазы, возникающих при отражении от цели.