5.5. Некогерентное накопление

5.5.I. Общие сведения об оптимальной обработке некогерентной пачки импульсов.

В существующих РЛС часто используются некогерентные импульсы. Оптимальный прием (оптимальная обработка) таких сигналов именуется некогерентным. Особенности некогерентной обработки вытекают непосредственно па анализа самих сигналов и их спектров. Дело в том, что из-за случайного характера начальной фазы радиоимпульсов их спектр повторяет спектр одиночных радиоимпульсов. Поэтому в радиочастотном канале приемника (до амплитудного детектора на промежуточной частоте) можно в качестве элемента оптимальной обработки использовать только радиочастотный фильтр, согласованный с одиночными импульсами пачки. Он, как правило, реализуется путем согласования полосы пропускания с длительностью импульсов.

Что касается межпериодной; обработки, то она может быть осуществлена только с помощью видеочастотного накопителя после обычного амплитудного детектора с линейной статической характеристикой, выделяющего огибающую. Такой накопитель именуется некогерентным.

Как известно, при воздействии на такой детектор слабого сигнала и сильной помехи происходит подавление слабого сигнала помехой. В условиях действия сильной помехи характеристика детектора делается квадратичной. В области же сильных сигналов она остается линейной, как и исходная статическая характеристика. Избежать этого невозможно, так как при некогерентной пачке невозможно обеспечить лучшую фильтрацию сигнала из помех до детектора, чем даваемую СФ одиночных радиоимпульсов.

Из сказанного следует, что оптимальный приемник некогерентных импульсов должен строиться по структурной схеме рис. 5.16. Сравним его с когерентным приемником (см., например, рис. 5.13, в). Пусть в приемнике до детектора имеется смесь полезного сигнала u_с в виде некогерентных радиоимпульсов длительностью _u амплитудой U_m и шумов u_ш с нулевым средним значением и дисперсией ²_ш.

Рис. 5.16. Структурная схема оптимального приемника в случае некогерентной пачки импульсов

Чувствительность некогерентного приемника ухудшается по сравнению с когерентным приблизительно в N^1/2 раз. При этом, однако, надо еще учесть, что характер работы некогерентного приемника зависит от самого числа накапливаемых импульсов N. Так, при малом числе N, когда процесс накопления улучшает отношение сигнал-шум лишь в незначительное число раз (до порогового значения М_п), детектирование происходит при сравнительно большом отношении сигнал-шум и является поэтому линейным. Здесь, как показано выше, практически сохраняются те же соотношения, что и при когерентном накоплении, так что пороговые энергии и мощность одиночных импульсов изменяются приблизительно обратно пропорционально N. При большом же числе N накопление заметно улучшает отношение сигнал-шум. Поэтому на входе приемника (до накопителя) сигнал весьма мал по сравнению с шумом. В этом случае детектирование является квадратичным, и поэтому пороговые энергия и мощность одиночных импульсов убывают с ростом их числа обратно пропорционально не N а N^1/2.

В случае некогерентного накопления дружно флуктуирующих импульсов оптимальный приемник будет таким же, как и для нефлуктуирующей пачки с линейной статической характеристикой детектора, которая делается квадратичной для малых входных сигналов (большое число импульсов в пачке). Если же имеют место независимые флуктуации импульсов пачки, в частности их амплитуд, т. е. пачка имеет шумоподобную огибающую, то оптимальный приемник строится по той же схеме рис. 4.18, но так как накопитель может суммировать лишь мощности отдельных импульсов, то оптимальный детектор всегда должен быть квадратичным.