СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФАЗЫ СИГНАЛА, ОТРАЖЕННОГО ФЛУКТУИРУЮЩИМ ОТРАЖАТЕЛЕМ, ПРИ РЕТРАНСЛЯЦИОННОМ МЕТОДЕ

January 18, 2013 by admin Комментировать »

Вдовиченко Е. И., Величко Д. А. Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины ул. Акад. Проскуры, д.12, г. Харьков, 61085, Украина Тел.:+8(057) 7203-342, e-mail: davel@online.kharkov.ua

Аннотация – Определены различия в распределении фазы СВЧ сигнала, отраженного флуктуирующим отражателем, при ретрансляционном методе измерения от распределения при радиолокационном методе. Получены данные по росту среднеквадратических значений флуктуаций фазы при переходе от радиолокационного к ретрансляционному методу.

I.                                       Введение

Предложенный в [1] ретрансляционный метод измерения имеет ряд преимуществ перед обычным радиолокационным способом при СВЧ измерениях. Его применение можно сделать эффективнее за счет учета статистических характеристик сигнала. Как известно [2], наиболее полно статистические свойства объекта описываются законами распределения, которые для радиолокационного метода достаточно хорошо изучены. В [3] были получены распределения амплитуды сигнала, отраженного флуктуирующим отражателем при ретрансляционном методе измерения, однако в работах, посвященных данному методу, отсутствуют сведения о распределении фазы, которое должно учитываться при обработке.

Целью данного исследования являлось определение различий в законах распределения и в среднеквадратических отклонениях фазы сигнала, отраженного флуктуирующим отражателем, при ретрансляционном и радиолокационном способах измерений.

II.                               Основная часть

Искомые величины определялись с помощью моделирования, при котором использовались основные зависимости радиолокационного и ретрансляционного методов.

Принятый в ретрансляторе 4 сигнал                           отра

женный /■-ьш элементом, можно определить, как и в [3], с помощью соотношения (1.3.4) работы [4] с

Рис. 1. Ретрансляционный измеритель.

Fig. 1. Retransmission meter

В ретрансляционном измерителе реализуется двойное распространение сигнала и двойное отражение от наблюдаемого объекта [1]. Поэтому моделирование отраженного сигнала может быть разделено на две части. В первой части определяются характеристики сигнала, который формируется СВЧ блоком 1, излучается приемопередающей антенной 2, отражается от объекта 6 и поступает в приемопередающую антенну ретранслятора 3, как показано на рис.1.

учетом геометрии измерительной системы, представленной на рис.1.

Сигнал в ретрансляторе от совокупности отражателей представляет собой сумму сигналов

где               – сигнал, вызванный отражением от эле

мента со стабильной ЭПР, такой сигнал принимается обычным радиолокатором, п – число отражающих элементов в объекте, ЭПР которых флуктуирует. По формуле (1) вычислялись реализации сигнала и определялась плотность распределения фазы. Полученный результат сравнивался с законом распределения, полученным, например, в [2]. Таким способом контролировалась работа модуля программы.

Вторая часть моделирует обратное прохождение сигнала. После преобразования в ретрансляторе [1] сигнал    излучается           в                              обратном направлении.

При моделировании к нему применяются все операции, которые использовались при расчете радиолокационного сигнала на этапе прохождения пути от РЛС к объекту и далее к ретранслятору. Фаза принятого в РЛС сигнала подвергалась обработке в блоке 5 (рис.1) – определялась ее плотность распределения. Это результат работы ретрансляционной системы.

Рис. 2. Плотности распределения фазы.

Fig. 2. Phase distribution density

На рис.2 приведены плотности распределения фазы сигналов />(Ф). Когда присутствуют только

флуктуирующие отражатели, распределение фазы при радиолокационном и ретрансляционном методах не отличаются, они показаны зависимостью 1 и соответствуют [2]. Зависимости для случая, когда отношение сигналов, вызванных стабильным и суммой нестабильных отражателей для радиолокационного случая составляетпоказано кривой 2, при– кривой 3; они также

соответствуют [2]. Плотность распределения для ретрансляционного метода при .показана

кривой 4, при–        кривой  5.  Как  видно из

зависимостей, при увеличении уровня стабильной компоненты сигнала плотность распределения фазы сигнала ретрансляционного измерителя, как и в радиолокационном случае, плотнее группируется вокруг значения фазы сигнала, вызванного стабильным отражателем.

Увеличение флуктуаций, вызванное применением ретрансляционного метода, можно оценить по росту эффективных значений флуктуаций фазы. Среднеквадратические значения флуктуаций фазы для разных соотношений уровней стабильной и флуктуационной компонент приведены в таблице 1

Таблица 1.

Эффективные значения флуктуаций фазы (рад): РЛ – радиолокационный, РТ – ретрансляционный способы.

Table 1.

Effective value of phase jitter (rad): R – radar method, RT – retransmitting method

^stj^ flue

0

1

2

4

8

10

РЛ (R)

1.811

0.865

0.601

0.39

0.259

0.23

PT (RT)

1.816

1.367

1.707

0.762

0.519

0.46

III.                                     Заключение

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что среднеквадратические значения флуктуаций фазы сигнала, отраженного суммой стабильного и случайных отражателей, при ретрансляционном методе повышаются по сравнению с радиолокационным наблюдением. Плотность распределения при увеличении отношения мощности стабильной и случайной компонент сигнала при ретрансляционном методе сильнее прижимается к значению фазы стабильной компоненты.

IV.                             Список литературы

[1]    Величко А. Ф., Величко Д. А. Ретрансляционный метод измерения и подавления помеховых отражений при непрерывном излучении с частотной модуляцией. – К.: Известия высших учебных заведений «Радиоэлектроника».

–       1998.-Т.41,№11.-С.З-12.

[2]    Б. Р. Левин. Теоретические основы статистической радиотехники // Книга первая. – М.:«Сов. радио». – 1966. – 728 с.

[3]    Vdovychenko У. /., Velichko А. F., Velichko D. А. Signal Characteristics ofthe Retransmission Meter During Monitoring a Fluctuating Reflector if Modern Problems of Radio engineering, Telecommunications and Computer Science. – Proceedings ofthe International Conference TCSET’2006. – February 28 – March 4, 2006, Lviv – Slavske, Ukraine.

[4]    Бакут П. A., Большаков И. A., Герасимов Б. М., Курикша А. А., Репин В. Г., Тартаковский Г. П., Широков В. В. Вопросы статистической теории радиолокации. – T.1. – М.: «Сов. радио», 1963. -424 с.

THE PHASE STATISTICAL CHARACTERISTICS FOR THE SIGNAL REFLECTED FROM FLUCTUATING REFLECTOR AT THE RETRANSMISSION METHOD

Vdovychenko Y. I., Velichko D. A.

A. Y. Usikov Institute of Radiophysics and Electronics NAS of Ukraine 12, Proskura st., Kharkov, 61085, Ukraine Ph.: (38057)7203-342, e-mail: davel@online.kharkov.ua

Annotation – The differences in phase distribution for microwave signal reflected from fluctuating reflector at retransmission and radar-tracking methods are determined. The data emphasizing the growth of effective values of phase fluctuations at retransmission method comparing with radar- tracking one are obtained.

I.                                         Introduction

At microwave measurements one can improve efficiency of the retransmission method [1] taking into account signal statistical characteristics. Amplitude distributions ofthe signal reflected from fluctuating reflector at retransmission method have been obtained in [3], however there were no information on phase distribution which should be considered in data processing.

The aim of this research was to define differences in phase distribution laws and root-mean-square deviations for the signals reflected from fluctuating reflector at retransmission and radar-tracking measurement methods.

II.                                        Main Part

The magnitudes in question were determined by computer simulation. Retransmission meter application intends double signal propagation to and reflection from the object observed. So, we can divide the modeling process in two parts. The first one is devoted to defining characteristics of the radiated signal traveling to the object observed, reflecting from and coming into repeater. These characteristics agree with radar-tracking signal ones [2] and validate the simulation algorithm.

In the second part we have considered the signal traveling in opposite direction, which clearly accentuate the idea of retransmission method.

In Fig.2 one can see the phase distribution density curves. When there are fluctuating reflectors only, the phase distributions are the same for both radar-tracking and retransmission methods, they are shown by curve 1 and correspond to [2].

Curves 2 and 3 relate to the case with both stable and fluctuating reflectors, when the ratio of the signal summarized stable and fluctuation                                                         components are equal to

andcorrespondingly. For retransmission method atthe distribution density is

shown by curve 4 and atby curve 5. The in

crease of fluctuation values, caused by retransmission method application, can be estimated by the phase fluctuation effective value growth (see Table 1).

III.                                       Conclusion

The results obtained allow assuming that the root-mean- square values of phase fluctuations of the signal reflected from the set of stable and fluctuating reflectors are greater at retransmission method comparing with radar-tracking one. At the retransmission method, as well as in a radar-tracking case, the ratio of stable and fluctuating signal components increase, the distribution density is closer to the phase stable component value.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты