Синтез фильтра фазокодоманипулированных сигналов с минимальным уровнем боковых лепестков

Abstract

В статье показана возможность обнаружения воздушных объектов с помощью макета кластера радиолокационной станции вертикального зондирования (РЛС ВЗ) с проведением натурных испытаний и оценкой достижимых характеристик обнаружения. В макете в качестве зондирующего сигнала применялся 13-элементный код Баркера. Принятый сигнал сжимается в согласованном фильтре приемного устройства, в результате чего вокруг основного отклика формируются боковые лепестки. Количество боковых лепестков N – 1, где N – число дискрет ФКМ‑сигнала. Боковые лепестки имеют одинаковую амплитуду и треугольную форму, а их уровень в N раз меньше уровня основного отклика [1, 2]. Наличие боковых лепестков нежелательно по причине возможного маскирования сигнала, отраженного от цели с малой эффективной площадью рассеяния (ЭПР), боковыми лепестками сигналов, отраженных от цели с большой ЭПР, что зачастую наблюдается в зоне отражений от местных предметов. Таким образом, существует риск, что цель с малой ЭПР не будет обнаружена приемником. Кроме того, боковые лепестки вносят вклад в увеличение уровня шумов при обнаружении цели в области отражений от местных предметов, гидрометеообразований и т.п. Учитывая это, в макете для значительного уменьшения уровня боковых лепестков было разработано и применено устройство подавления боковых лепестков (УПБЛ) с использованием инверсных фильтров [3]. В предлагаемом УПБЛ используется обратная фильтрация с помощью цифровых фильтров, благодаря чему боковые лепестки сжатого в приемнике радиолокационного импульса теоретически могут быть полностью устранены, а в практическом случае происходит значительное подавление боковых лепестков

The article shows the possibility of detecting airborne objects using a model of a vertical sounding radar cluster (VZ radar) with field tests and an assessment of the achievable detection characteristics. In the layout, a 13-element Barker code was used as a probing signal. The received signal is compressed in the receiver’s matched filter, resulting in sidelobes around the main response. The number of side lobes is N – 1, where N is the number of discretes of the PCM signal. The side lobes have the same amplitude and triangular shape, and their level is N times less than the level of the main response [1, 2]. The presence of side lobes is undesirable due to the possible masking of a signal reflected from a target with a small effective scattering area (ESR) by side lobes of signals reflected from a target with a large ESR, which is often observed in the area of reflections from local objects. Thus, there is a risk that a target with a low RCS will not be detected by the receiver. In addition, side lobes contribute to an increase in the noise level when a target is detected in the area of reflections from local objects, hydrometeorological formations, etc. With this in mind, in the layout, to significantly reduce the level of side lobes, a side-lobe suppression device (SBSL) was developed and used using inverse filters [3]. The proposed UPBL uses inverse filtering with digital filters, due to which the side lobes of the radar pulse compressed in the receiver can theoretically be completely eliminated, and in the practical case there is a significant suppression of the side lobes