Основные факторы, влияющие на динамический диапазон РСА землеобзора

На рис. 7.2 (сплошная линия) представлено сечение по оси частот типичной ФН РСА при использовании взвешивающей функции Хемминга в процессе обработки сигналов. Такая обработка обеспечивает

достаточно низкий уровень боковых лепестков при небольшом расширении основного лепестка. Разрешение по частоте в этом случае равно

Интегральны и (суммарный) уровень всех боковых лепестков (заштрихованные области на рис. 7.2) соотносят к основному пику, который определяется по нулевому уровню, что соответствует приблизительно ширине, равной трем элементам разрешения на уровне -3 дБ:

Вкладом боковых лепестков в мощность основного пика можно пренебречь, что и учтено в формуле (7.3).

Аналогично вычисляется суммарный уровень мощности боковых лепестков и по задержке (дальности) в случае использования сложных зондирующих сигналов.

Если, например, цель с большой ЭПР расположена в четвертом (самом мощном на рис. 7.2) боковом лепестке, то сигнал от нее в основном лепестке будет на 42,8 дБ ниже, что и определяет в данном примере потенциально возможный динамический диапазон изображения по близлежащим целям.

а интегральный

что явно недостаточно для передачи требуемого динамического диапазона.

В реальных системах уровень боковых лепестков определяется также большим числом других факторов: нестабильностями траектории, среды распространения, приемопередающего тракта и системы обработки, влиянием неоднозначности ФН по азимуту и дальности, конечной разрядностью вычислений в процессорах и т.п. При этом максимальный уровень боковых лепестков повышается до -30...-35 дБ, а интегральный уровень может достигать -15.. .—20 дБ.

Характерные величины Ринт для различных источников флуктуации приведены в табл. 7.1.

в предположении (как и в предыдущем примере), что мощность всех шумов меньше минимальной мощности сигнала фона.

. При этом относительная

определяется суммарным сигналом на входе АЦП от всей полоски по дальности в пределах ширины ДН антенны:

- среднее значение удельной ЭПР в полоске дальности, которое зависит от конкретного района наблюдения и обычно равно -20...-25 дБ.

Основное ограничение динамического диапазона радиолокационного изображения одиночных целей обычно определяется индикатором. Поэтому на индикатор выносят лишь часть динамического диапазона всех целей в зависимости от решаемой тактической задачи. Так, при наблюдении целей с малой ЭПР (фон местности, малоразмерные цели) индикатор ограничивает амплитуды сигналов целей с большей ЭПР. При наблюдении целей с большой ЭПР (корабли, городские постройки) на линейный участок амплитудной характеристики индикатора выносятся только сигналы большой амплитуды.

Недостаточный динамический диапазон может привести к появлению ложных отметок на изображении. Основными причинами этого является низкий уровень подавления пиков неоднозначности по азимуту и дальности, а также значительный уровень боковых лепестков выходного сигнала при наблюдении мощных отражателей на слабоотражающем фоне. Примером этого может быть появление ложных отметок береговой черты на фоне изображения морской поверхности или серии отметок боковых лепестков по азимуту и дальности (крест) вблизи изображения точечной цели с большой ЭПР. Вторичные изображения мощных отражателей на слабоотражающем фоне (горы - море) могут быть размазаны путем введения специального квазислучайного кодирования начальной фазы излучаемого и соответственно опорного сигналов в каждом периоде повторения.

Важным параметром, определяющим качество передачи отражающих свойств целей, является степень постоянства амплитудных характеристик тракта РСА по всему изображению. Различие амплитудных характеристик приводит к появлению на изображении полос в виде изменения интенсивности сигналов. Причиной этого являются ошибки управления ДН антенны, неточность компенсации спада коэффициента усиления на краях ДН антенны и изменения мощности отраженного сигнала по дальности, ошибки стыковки соседних кадров и т.п. Обычно допускается нестабильность интенсивности изображения (полосатость) порядка 1 дБ.