Влияние параметров аналого-цифрового преобразования и децимации на отношение сигнал/помеха в радиолокационном тракте
https://doi.org/10.32603/1993-8985-2021-24-6-38-50
Аннотация
Введение. Представление принятого радиолокационного сигнала в цифровом виде открыло широкие возможности в его обработке. Однако аппаратно-программные средства устанавливают ограничения на количество разрядов и частоту следования отсчетов сигнала на всех этапах преобразования и обработки. Эти ограничения приводят к снижению отношения сигнал/помеха из-за появления шумов квантования мощных составляющих принятого сигнала (мешающих отражений, активных шумовых помех), а также ослабления маломощного отраженного сигнала при представлении ограниченным количеством разрядов. На практике амплитуда мешающих отражений может в тысячи раз превышать амплитуду сигнала, отраженного от объекта радиолокации.
Цель работы. Учет влияния шумов квантования на отношение сигнал/помеха в радиолокационном тракте.
Материалы и методы. В статье представлены выражения для расчета мощности и спектральной плотности мощности шумов квантования, которые учитывают влияние цены младшего разряда аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и частоты дискретизации сигнала. Выражения верифицированы путем моделирования АЦП в среде Mathcad для 4, 8 и 16 разрядов.
Результаты. Разработаны основы методического аппарата в приложении к радиолокации, позволяющие рассчитывать спектральную плотность мощности шумов квантования мешающих отражений и учитывать ее в отношении сигнал/помеха на выходе тракта обработки. На основе оценок спектральной плотности мощности шумов и отношения сигнал/шум сопоставлены варианты децимации (прореживание и усреднение отсчетов).
Заключение. Представлены рекомендации по выбору разрядности и частоты дискретизации АЦП для приемного радиолокационного тракта.
Об авторах
С. Р. Гейстер
ОАО "АЛЕВКУРП"
Беларусь
Беларусь
Гейстер Сергей Романович – доктор технических наук (2004), профессор (2006), ведущий научный сотрудник. Автор более 150 научных работ. Сфера научных интересов – построение радиотехнических систем различного назначения; радиолокационное распознавание; адаптивная обработка сигналов; радиоэлектронная защита.
ул. Московская, д. 1а, Королев Стан, 223050
В. В. Кириченко
ОАО "АЛЕВКУРП"
Беларусь
Беларусь
Кириченко Валерий Викторович – ведущий научный сотрудник. Автор более 10 научных работ. Сфера научных интересов - формирование и обработка радиосигналов; моделирование реальных процессов и устройств.
ул. Московская, д. 1а, Королев Стан, 223050
Список литературы
1. Справочник по радиолокации: в 2 кн. Кн. 1 / под ред. М. И. Сколника; пер. с англ. под ред. В. С. Вербы. М.: Техносфера, 2014. 672 с.
2. Бартон Д. K., Вард Г. Справочник по радиолокационным измерениям / пер. с англ. под ред. М. М. Вейсбейна. М.: Сов. радио, 1976. 392 c.
3. Barton D. K., Leonov S. A. Radar technology encyclopedia. Boston, Mass.: Artech House, 1998. 511 р.
4. Barton D. K. Radar Equations for Modern Radar. Boston, Mass.: Artech House, 2013. 428 p.
5. Фельдман Ю. И., Мандуровский И. А. Теория флуктуаций локационных сигналов, отраженных распределенными целями / под ред. Ю. И. Фельдмана. М.: Радио и связь, 1988. 272 с.
6. Гейстер С. Р. Адаптивное обнаружениераспознавание с селекцией помех по спектральным портретам. Минск: Военная академия РБ, 2000. 172 с.
7. Охрименко А. Е. Основы радиолокации и радиоэлектронной борьбы. Ч. 1: Основы радиолокации. М.: Воениздат, 1983. 456 с.
8. Bennet W. R. Spectra of Quantized Signals // Bell System Tech. J. 1948. Vol. 27. P. 446–471.
9. Дженкинс Г., Ваттс Д. Спектральный анализ и его приложения / пер. с англ. В. Ф. Писаренко. М.: Мир, 1972. Т. 2. 285 с.
10. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов / пер. с англ. А. Л. Зайцевой, Э. Г. Назаренко, Н. Н. Тетекиной; под ред. Ю. Н. Александрова. М.: Мир, 1978. 848 с.
11. Применение цифровой обработки сигналов / под ред. А. Оппенгейма; пер. с англ. под ред. А. М. Рязанцева. М.: Мир, 1980. 552 с.
12. Гольденберг Л. М., Матюшкин Б. Д., Поляк М. Н. Цифровая обработка сигналов: справ. М.: Радио и связь, 1985. 312 с.
13. Оппенгейм А., Шафер Р. Цифровая обработка сигналов / пер. с англ. С. А. Кулешова; под ред. А. С. Ненашева. М.: Техносфера, 2006. 856 с.
14. Лайонс Р. Цифровая обработка сигналов / пер. с англ. под ред. А. А. Бритова. 2-е изд. М.: Бином, 2006. 653 с.
15. Кестер У. Аналого-цифровое преобразование / пер. с англ. под ред. Е. Б. Володина. М.: Техносфера, 2007. 1015 с.
Рецензия
Для цитирования:
Гейстер С.Р., Кириченко В.В. Влияние параметров аналого-цифрового преобразования и децимации на отношение сигнал/помеха в радиолокационном тракте. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2021;24(6):38-50. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2021-24-6-38-50
For citation:
Heister S.R., Kirichenko V.V. Influence of Analog-To-Digital Conversion and Decimation Parameters on the Signal-To-Noise Ratio in the Radar Path. Journal of the Russian Universities. Radioelectronics. 2021;24(6):38-50. (In Russ.) https://doi.org/10.32603/1993-8985-2021-24-6-38-50
Просмотров: 234
Послать статью по эл. почте 