Задание 6. Исследуйте фильтр, согласованный с ЛЧМ радиоимпульсом длительностью 0,7 мс (несущая частота Fн = 40 кГц) при базе сигнала B = 25

Исследуйте фильтр, согласованный с ЛЧМ радиоимпульсом длительностью 0,7 мс (несущая частота Fн = 40 кГц) при базе сигнала B = 25. Для этого Для этого:

- активизируйте пункты меню «Выбор СФ / Набор согласованных фильтров»,

- установите полосу обзора анализатора спектра 0 – 80 кГц,

- установите базу ЛЧМ сигнала = 25.

Наблюдайте и зафиксируйте осциллограммы, спектрограммы сигналов и АЧХ СФ в следующем порядке по каналам:

1) исходный сигнал с ЛЧМ,

2) импульсную характеристику СФ «ЛЧМ»,

3) реакцию СФ на «свой» сигнал («ЛЧМ»),

4) реакцию СФ на «чужой» сигнал («Sinus»).

Обратите внимание на острую форму реакции СФ на свой сигнал и различие её значений для сигналов из пп. 3 и 4 в моменты to = 0,7 мс.

Комментарии и выводы

Радиоимпульс с прямоугольной огибающей и линейно нарастающей частотой заполнений (ЛЧМ сигнал) широко используется в радиолокации благодаря острой форме главного лепестка его корреляционной функции.

На интервале длительности ЛЧМ сигнала T (- T /2 < t < T /2) его параметры изменяются по законам:

1) мгновенная частота w(t) = w_н + m t, где w_н – несущая частота; m – скорость изменения мгновенной частоты;

2) полная фаза y(t) = w_н t + m t ²/2;

Аналитическое выражение ЛЧМ сигнала u (t) = U cos(w_н t + m t ²/2).

С ростом скорости изменения мгновенной частоты m база B ЛЧМ сигнала увеличивается B = D fT = m t ²/2p, где D f – полная девиация частоты.

При B >> 1 амплитудный спектр ЛЧМ сигнала практически постоянен в пределах полосы частот шириной D f с центром на частоте f _н.

Корреляционная функция ЛЧМ сигнала имеет вид

при ширине главного лепестка 2/D f.

Соотношение между максимумами боковых В _БОК и главного В (0) лепестков корреляционной функции ЛЧМ сигнала В _БОК / В (0) = 0,212, что хуже, чем у кодов Баркера.

Контрольные вопросы

1. Нарисуйте подходящие осциллограммы для реакции фильтра, согласованного с прямоугольным видеоимпульсом, на «свой» сигнал.

2. Нарисуйте подходящие осциллограммы для реакции фильтра, согласованного с прямоугольным радиоимпульсом, на «свой» сигнал.

3. Нарисуйте подходящие осциллограммы для реакции фильтра, согласованного с кодом Баркера, на «свой» сигнал.

4. Нарисуйте подходящие импульсные характеристики фильтров, согласованных с прямоугольным видеоимпульсом.

5. Нарисуйте подходящие АЧХ фильтра, согласованного с прямоугольным видеоимпульсом.

6. Нарисуйте подходящие АЧХ фильтра, согласованного с прямоугольным радиоимпульсом.

7. Нарисуйте подходящие импульсные характеристики фильтров, согласованных с прямоугольным радиоимпульсом.

8. Нарисуйте подходящие импульсные характеристики фильтров, согласованных с кодом Баркера.

9. Какие фильтры называют согласованными с сигналами?

10. Напишите подходящие выражения передаточной функции – H (j ω), АЧХ – H (ω) и ФЧХ – φ(ω) согласованного фильтра.

11. Напишите подходящее выражение для формы отклика согласованного фильтра на «свой» сигнал.

12. Напишите подходящее выражение для отношения с/ш на выходе согласованного фильтра?

13. Напишите подходящие выражения для передаточной функции, АЧХ и ФЧХ согласованного фильтра при небелом шуме на его входе?