Обработка ФМ-сигнала осуществляется как на радио-, так и на видеочастоте. В данной работе изучается видеочастотная обработка, поэтому ниже рассматривается этот способ.
Структурная схема устройства обработки представлена на рисунке 7. Она содержит УПЧ с полосовым фильтром, согласованным с одиночным радиоимпульсом длительностью τ0, два квадратурных канала, где с помощью фазовых детекторов ФД радиосигнал преобразуется в видеосигнал. Квадратурные каналы исключают возможные потери, связанные со случайной начальной фазой радиосигнала. На выходе фазовых детекторов выделяется полезный сигнал, соответствующий коду
di(+1, -1) – комплексная огибающая ФМ-сигнала. После прохождения устройств сжатия УСЖ, сигналы поступают на квадраторы, сумматор и пороговое устройство.
Рисунок 7. Устройство обработки ФМ-сигнала на видеочастоте
Устройства сжатия выполняются либо в виде коррелятора, либо в виде согласованного фильтра. Структурная схема коррелятора представлена на рисунке 8. Он состоит из перемножителя, устройства регулируемой временной задержки τ, генератора опорного кода ГОК и интегратора. На один вход перемножителя поступает видеосигнал, на другой – опорный код, идентичный ожидаемому. Задержка опорного кода регулируется и при совпадении её со временем прихода полезного сигнала коррелятора наблюдается максимум полезного сигнала и далее происходит его обнаружение. Значение же задержки опорного кода служит оценкой времени прихода полезного сигнала. В корреляторе сигнал сжимается по частоте в N раз. Действительно, на выходе коррелятора формируется импульс длительностью Nε0, спектр которого в N разуже спектра исходного сигнала (F = 1/ τ0).
Применение корреляторов удобно при слежении за одиночными целями, например, в следящих измерителях дальности.
Рисунок 8. Структурная схема коррелятора
Структурная схема согласованного фильтра представлена на рисунке 9. Она содержит линию задержки ЛЗ на Nτ0с N отводами через τ0, умножители на 1 или -1 в соответствии с ожидаемым кодом, включенные в отводы ЛЗ и сумматора. Порядок следования весовых коэффициентов умножителей зеркален по отношению к порядку поступления элементарных посылок кода на вход устройства.
Рисунок 9. Структурная схема согласованного с кодом
Баркера N=5 фильтра
Выходной сигнал согласованного с сигналом фильтра по форме совпадает с АКФ ожидаемого сигнала, т.е. происходит его сжатие по времени в N раз. В качестве линии задержки в цифровых системах используют регистры, ячейки памяти и т.п.
Применение согласованной фильтрации (инвариантна ко времени прихода сигнала) удобно в системах наблюдения за многими целями, например, в обзорных РЛС.