5.1.5. Корреляционный приемник для сигнала с неизвестной начальной фазой.

Говоря об оптимальном приемнике для точно известного сигнала, предполагалось, что известна фаза сигнала s(t). Фазу сигнала можно представить в виде функции d (t) = (2/) D(t), определяющей изменение фазы вследствие движения цели или РЛС (D (t) - закон изменения дальности до цели), и начальной фазы ₀. Если начальная фаза неизвестна, то опорному сигналу надо задавать всевозможные начальные фазы и лишь для одной из них корреляционная обработка окажется действительно оптимальной. Такая многократная процедура очень сложна. Однако без нее можно обойтись, если воспользоваться ортогональными составляющими опорного сигнала

s(t)=S(t) cos[₀t+d(t)+₀]=s1(t) cos₀- s2(t) sin₀,,

где s1(t)=S(t) cos[₀t+d(t)], s2(t)=S(t) sin[₀t+d(t)].

Для ортогональных составляющих s1(t) и s2 (t), которые с точностью до начальной фазы совпадают с принимаемым сигналом x (t), вычисляются корреляционные интегралы

, ,

т. е. функция взаимной корреляции принимаемого сигнала х (t} и всего ожидаемого сигнала s(t) равна

,

где .

Так как величины y1/У и у2/У по модулю не превышают единицу, а сумма их квадратов равна единице, то одна из них может быть принята за синус, а другая- за косинус некоторого угла , откуда z = У соs ( + 0).

Таким образом, при случайной начальной фазе совокупность операций, выполняемых в оптимальном приемнике над входным сигналом х(t), позволяет вычислить огибающую У корреляционного интеграла (рис. 5.2).

Взаимнокорреляционное устройство часто реализуется не на радиочастоте, а на видеочастоте. Для определения схемы обработки находим

Рис. 5.2. Структурная схема оптимального корреляционного приемника при неизвестной начальной фазе формулы в виде:

,

.

Из полученных выражений следует, что схема оптимального приемника должна состоять из четырех каналов, в которых перемножаются соответствующие ортогональные составляющие и производится интегрирование за время наблюдения цели Т₀.

Рис. 5.3. Структурная схема оптимального корреляционного приемника с обработкой по видеочастоте

После этого осуществляется попарное алгебраическое сложение, а затем геометрическое сложение как ортогональных составляющих

.

Для формирования ортогональных составляющих X1(t) и Х2(t) используются фазовые детекторы (ФД). Фазовый детектор, являясь линейным устройством, перемножает два сигнала с последующим их усреднением. Выходной сигнал ФД в общем случае равен U1U2 соs, где U1 и U2 - амплитуды входных колебаний, а  - фазовый сдвиг между ними. Таким образом, при перемножении колебаний соs ₀t и x(t) выделяется составляющая Х1(t), а при перемножении sin ₀t и х (t) - составляющая Х2(t) Сказанное и определяет структуру схемы оптимального корреляционного приемника (данный вычислительный процесс именуют корреляционной обработкой) на видеочастоте (рис. 5.3) для одного канала дальности.