Процессор обработки радиолокационных сигналов
Сигнальный процессор (процессор обработки сигналов) представляет собой часть системы обработки, в которой сигналы целей отделяются от помех за счет учета влияния эффекта Допплера и анализа амплитудных характеристик принятых сигналов. В современных радиолокаторах преобразование радиолокационных сигналов в цифровую форму, как правило, выполняется после их усиления на промежуточной частоте (IF) и фазового детектирования. На этом этапе радиолокационные сигналы приобретают форму видеосигналов и имеют полосу частот в диапазоне от 250 кГц до 5 МГц. Следовательно, с учетом теоремы отсчетов (теорема Котельникова, теорема Найквиста-Шеннона) частота дискретизации сигнала должна быть в пределах от 500 кГц до 10 МГц, соответственно. Такие значения частоты дискретизации вполне обеспечиваются современными аналого-цифровыми преобразователями (АЦП).
Сигнальный процессор включает в себя такие компоненты:
- I&Q фазовый детектор;
- система селекции движущихся целей (СДЦ);
- система стабилизации уровня ложной тревоги.
Вся процедура обработки может быть реализована в виде программного обеспечения в цифровом приемнике.
Figure 1: Information flow in radar signal processing
фазовый
детектор
отметок
обработки
отметок
отметок
обработка
обработка
других датчиков
(например, погодных)
точная
частота
лярный
видео-
сигнал
полярный
видео-
сигнал
общения
Рисунок 1. Прохождение информации в процессоре радиолокационных сигналов
фазовый
детектор
отметок
обработки
отметок
отметок
обработка
обработка
других датчиков
(например, погодных)
точная
частота
лярный
видео-
сигнал
полярный
видео-
сигнал
общения
Рисунок 1. Прохождение информации в процессоре радиолокационных сигналов
Элементы, выполняющие обнаружение сигнала и выделение координатной отметки (плота) реализуют первичную обработку радиолокационных данных в первичных радиолокационных устройствах (системах). Существенную роль здесь играют процессы формирования и обработки координатных отметок (плотов). Основными компонентами являются:
- экстрактор координатных отметок (плотов), который формирует из видеосигналов координатные отметки;
- процессор координатных отметок (плотов), который объединяет отметки, полученные первичным радиолокатором, и минимизирует количество ложных отметок;
- объединитель отметок, в котором объединяются отметки, полученные по первичному и по вторичному каналам для минимизации уровня ложной тревоги.
Рисунок 2. Радиолокационный экстрактор типа А1000, содержащий все модули радиолокационного сигнального процессора (© Aerotechnica Ltd.)
Рисунок 2. Радиолокационный экстрактор типа А1000, содержащий все модули радиолокационного сигнального процессора (© Aerotechnica Ltd.)
Дальнейшая обработка радиолокационных данных может включать в себя такие устройства:
- устройство сопровождения траекторий (вторичной обработки), в котором несколько координатных отметок цели объединяются в траекторию;
- устройство отождествления траекторий (третичной обработки), в котором отметки целей или траектории, полученные при помощи других радиолокаторов объединяются в общую траекторию.
Отличие между модулем первичной обработки данных (коррелятором) и модулем вторичной обработки заключается в том, что в первом случае положение координатной отметки не меняется в процессе обработки.
Некоторые из этих устройств могут быть выполнены в виде модулей программного обеспечения, вступающего в действие после оцифровки радиолокационной информации. Примером процессора радиолокационных сигналов может служить радиолокационный экстрактор украинской компании «Аэротехника» (Рисунок 2), предназначенный для модернизации устаревших аналоговых обзорных радиолокаторов.