Обработка ФМ-сигнала

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

d_i(+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.