CC BY
27
Доклады БГУИР
2010 № 1 (47)
УДК 621.396.96
ДИСКРИМИНАТОРЫ СИГНАЛОВ ОШИБОК ЦЕПЕЙ КОМПЛЕКСНОЙ САМОНАСТРОЙКИ АВТОКОМПЕНСАТОРОВ МЕШАЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
И.С. ХРАПУН, А.Е. ОХРИМЕНКО, И.Н. ДАВЫДЕНКО
Научно-производственное республиканское унитарное предприятие "Алевкурп" П. Бровки, 6, Минск, 220013, Беларусь
Поступила в редакцию 10 ноября 2009
Показывается, что дискриминаторы сигналов ошибок автокомпенсаторов мешающих излучений с комплексной самонастройкой являются линейными звеньями в цепях корреляционной обратной связи автокомпенсаторов. Определяется эквивалентная спектральная плотность возмущающего воздействия цепей самонастройки, флуктуационные ошибки формирования весовых коэффициентов и их влияние на эффективность автокомпенсации мешающих излучений.
Ключевые слова: автокомпенсатор мешающих излучений, дискриминатор, ошибки.
Полученные в [1] уравнения самонастройки весовых коэффициентов (4) двухканально-го автокомпенсатора мешающих излучений фактически определяют место и общую структуру оптимальных дискриминаторов сигналов ошибок в цепях самонастройки. В них сигналы ошибок формируются путем перемножения сигналов компенсационных каналов Fk_x, Fk_2 и остатков + р/<;._2
Ucoa =
, (1)
^Люр ~~ Nk_2Vk.
Там же определены оптимальные значения весовых коэффициентов а и Р, формируемые в цепях самонастройки в установившемся режиме при двух формах пространственной корреляционной функции флуктуаций мешающих излучений (ПКФМИ): экспоненциальной:
опт 'Nс ' ^ч
В =0.
'опт
экспоненциально-параболической:
а = -2 аые'АЧУм
опт N
Р опт аыв
2 J2A4JK
(3)
В дальнейшем будем полагать значения альтернативных весовых коэффициентов а и Р оптимальными [2].
При этом средние значения сигналов ошибок оказываются пропорциональными соответствующим комплексным рассогласованиям: при экспоненциальной ПКФМИ
и со « /М=Л^ Л^ + аЛ^ + РОЙИ!А^_2 =2а1 а + К, =2 а2,, а-аопт =2а1Ла. (4)
где Аа = а — аопя! — рассогласование в цепи самонастройки весового коэффициента а; - при экспоненциально-параболической ПКФМИ
и со « ^к+аЫк_1+^ттКк_2 =
= 2< Я1+а + РОПйХ =2с4 а-аОИ)И = 2а^а,
= К ^ + аопяД + Р = 2с4 р - Ропт = 2а^р,
где = Р — РопЯ! — рассогласование в цепи самонастройки весового коэффициента р.
Следовательно, дискриминаторы сигналов ошибок в цепях корреляционной обратной связи автокомпенсаторов мешающих излучений с комплексной самонастройкой являются линейными: двумерные сигналы ошибок на их выходе пропорциональны двумерным рассогласованиям (рис. 1).
«(А™ ^ЛЛ А«(/?) / ч
Кп
г/со[/,Да(Д)]= К формирующему ^ фильтру цепи
Параметры
мешающего ^ ^ --самонастройки
излучения
«(/?) 7(0
Параметры Возмущающее сигнала воздействие
управления
Рис. 1. Эквивалентная схема линейных дискриминаторов сигналов ошибок цепей комплексной самонастройки автокомпенсатора мешающих излучений
Учитывая (1), определим дисперсии сигналов ошибок для первой цепи самонастройки:
А»* - сл//; - сл-г^/;-ад"- ад. ^
Второе слагаемое в (7) представляет собой произведение средних значений сигнала ошибки цепи самонастройки весового коэффициента а (4), которые в установившемся режиме равны нулю:
= 0, Аа - 0. (8)
Третье слагаемое в (7) также равно нулю, поскольку корреляционные моменты некомплексно сопряженных сомножителей тождественно равны нулю:
ад =ад^о, (9)
тогда выражение (7) с учетом (8), (9) примет вид
^СОа-^-Л-Г^Л • (Ю)
Аналогично для второй цели самонастройки
Осо,=К_2Мк_2-УкУк. (11)
Таким образом, дисперсии сигналов ошибок цепей самонастройки пропорциональны дисперсиям остатков мешающих излучений:
при экспоненциальной ПКФМИ (16) [1]
Пт=СК? 1-4 ; (12)
при экспоненциально-параболической ПКФМИ (26) [1]
2 3 , 2 1 ~аы
А»=А*=2о* -——. (13)
\ + аы
Поскольку ширина спектра сигналов ошибки определяется шириной спектра мешающего излучения, которая, как правило, согласована с шириной спектра модуляции зондирующего сигнала А/0, находим приведенную к входам дискриминаторов эквивалентную спектральную плотность возмущающих воздействий (см. рисунок):
при экспоненциальной ПКФМИ
Б 1 -г2
2 =-сш_=-— • (14)
жв-э К1 л/0 А/о '
при экспоненциально-параболической ПКФМИ
2 3
В „ 1 - аы
соа р N
„ _ ^ н __„
эке.э/п Тт2 А г 2 л /• ' ^ '
КвА/0 1 + 4 А/0 д17со а, р 2
где Кп =-= 2ст,. — коэффициент передачи (крутизна дискриминационной харак-
д Аа, АР
теристики) дискриминаторов сигналов ошибок.
Считая цепи корреляционной обратной связи для управления весовыми коэффициентами а и Р автокомпенсатора непрерывными системами управления Тоб = Тн , дисперсию флуктуационной ошибки формирования весовых коэффициентов можно представить произведением эквивалентной спектральной плотности возмущающего воздействия и полосы
пропускания замкнутой цепи корреляционной обратной связи автокомпенсатора Л/АК :
Ъ2фЛ.АК=$ЭКе. А/ЛК- (16)
Наличие ошибок формирования весовых коэффициентов должно привести к увеличению мощности остатков мешающих излучений и снижению эффективности их автокомпенсации. Представим весовые коэффициенты с учетом возможных ошибок. Так при экспоненциальной ПКФМИ согласно (2):
а = -гыегА(>\ (17)
а при экспоненциально-параболической ПКФМИ согласно (3)
а = -2 аыегЛ"\
(18)
Р = а2ыег2Л^,
где Аср , — фаза весового коэффициента, тогда Д\|/ ,. - Дер ,.. — ошибка формирования фазы
весового коэффициента.
При этом средние квадраты остатков мешающего излучения (удвоенную мощность) можно представить в виде:
для экспоненциальной ПКФМИ
Ы =^к~гые^Нк_\ =2о£[1-2г>8 Дх^-Лфд, +4]- (19)
для экспоненциально-параболической ПКФМИ
I Vf = \Nk-2aNe^Nk_x + a2Ne^Nk_21
= 2a
1 + 4a2N+a4N -
8 a
■N
cos Д\|/„-Д<р„ -
1 + at
8a
2a4 3-a2
-cos Ai|/W - Афд, + 1 + aN 1 + aN
2
cos 2 Афд, - Афл
лучаем:
Разлагая с0§(х) в степенной ряд и ограничиваясь первыми двумя элементами ряда, по:
для экспоненциальной ПКФМИ
И2=2о;
1 -г* + r2N Ау^-Аф
VN
(21)
для экспоненциально-параболической ПКФМИ
\Vk\=2a
3 2
1 -a2N 4a2N 1 -al
■ + ■
l + a2N 1 + a2N
Афд, - Афл
(22)
Определяя эффективность автокомпенсации как отношение мощности мешающего излучения на входе автокомпенсатора к мощности остатков мешающего излучения на его выходе
2о
=
(23)
и учитывая дисперсию флуктуационной ошибки автокомпенсации (14), (15), (16), находим эффективность подавления мешающего излучения с учетом флуктуационных ошибок автокомпенсации:
для экспоненциальной ПКФМИ
maxv.
^акэ =■
ккэ
1
1 + г,
2 ¥лк
maxi',-,-, =
1 -г2
А/о
для экспоненциально-параболической ПКФМИ
(24)
maxv
V
ккэ/п
1 + at
акэ/п
, maxv
1 +
4 aN 1 -aN
ккэ/п
А/
AK
I-at
(25)
1 + aï
А/о
Таким образом, при экспоненциальной пространственной корреляционной функции флуктуаций мешающего излучения снижение эффективности автокомпенсации (плата за адаптацию) за счет флуктуационных ошибок составляет менее 1 дБ, если Д/'|;; < Д/п /4. При экспоненциально-параболической пространственной корреляционной функции флуктуаций мешающего излучения практически всегда обеспечивается максимальная эффективность автокомпенсации.
2
2
2
2
3
ERROR SIGNAL DISCRIMINATORS OF COMPLEX SELF-ADJUSTMENT CIRCUITRY OF JAMMING AUTOCANCELLERS
I S. HRAPUN, А.Е. OKHRIMENKO, I.N. DAVYDZENKA
Abstract
Error signal discriminators of jamming autocancellers with complex self-adjustment show are linear elements in complex self-adjustment circuitry. The equivalent spectral density perturbation actions of self-adjustment circuitry, fluctuation errors of weighting factors forming are defined.
Литература
1. Храпун И.С., Охрименко А.Е., Давыденко И.Н. // Докл. БГУИР. 2009. № 8. С. 5-12.
2. Бакут П.А., Большаков И.А., Герасимов Б.М. и др. Вопросы статистической теории радиолокации / Под ред. Тартаковского Г.П. М., 1963. Т. 1.
