Принцип неопределенности в радиолокации

Можно определить эквивалентную площадь сечения плоскостью, параллельной плоскости , которая могла бы служить мерой совместной разрешающей способности по дальности и скорости. Такая площадь представляет собой основание цилиндра с высотой, равной главному максимуму, и объемом, равным объему, ограниченному всей поверхностью :

;

Эта величина называется эквивалентной площадью неопределенности.

Два сигнала не различаются, если их запаздывание и доплеровское смещение таковы, что оба сигнала попадают в эту область. Следовательно, сигналы сильно коррелированны, поэтому эту область называют областью сильной корреляции. Область, находящаяся вне , называют областью слабой корреляции.

Следует отметить, что выходной сигнал,кроме пика высокой корреляции, имеет боковые лепестки (области малой корреляции), которые могут простираться до бесконечности как по времени, так и по частоте. Наличие боковых лепестков мешает наблюдению за сигналом второй близкорасположенной цели, особенно когда он слаб по сравнению с сигналом первой цели.

Для повышения точности измерений и разрешающей способности по дальности и скорости желательно боковые лепестки ликвидировать, а основной сигнал (область высокой корреляции) сделать как можно уже как по , так и по . Однако, этого сделать нельзя, т.к. временные и частотные характеристики любого сигнала взаимосвязаны, и сужение сигнала во времени неизбежно сопровождается расширением его спектра.

Поэтому объем под поверхностью функции неопределенности не зависит от формы сигнала и равен:

, при этом: ;

Это соотношение говорит о том, что имеется предел совместной разрешающей способности по дальности и скорости. Изменения формы сигнала деформируют тело неопределенности, не меняя его объема. Сжав тело в одном направлении, оно неизбежно расширяется в другом: улучшив параметры дальности, ухудшим скоростные параметры.

Невозможность повышения потенциальной разрешающей способности одновременно по дальности и по скорости, носит название принципа неопределенности в радиолокации.

Функция неопределенности (форма ее поверхности, область сильной корреляции) определяется выбором зондирующего сигнала. Отсюда, выбор тонкой структуры сигнала определяется в первую очередь разрешающей способностью по дальности и скорости.

Тело неопределенности и его эквивалент:

Удобно брать такое горизонтальное сечение фигуры, чтобы произведение площади сечения на максимальную высоту тела, равнялось его объему, т.е. действительное тело заменяется эквивалентным цилиндром. Так как объем цилиндра и высота равны 1, то и площадь сечения равна 1 (площадь неопределенности). Графическое изображение площади сечения на плоскости ,, имеет вид:

Другие стьтьи в тему

Расчет системы автоматического регулирования (САР)
Центральной проблемой автоматизации является автоматическое управление. Необходимость автоматического управления возникает в тех случаях, когда требуется заранее с заданной точностью управлять тем или иным физическим параметром (регулируемой величиной) объекта управления ...

Расчет и исследование динамики непрерывных и цифровых систем регулирования
Управление - это процесс формирования и реализации управляющих воздействий, направленных на достижение некоторой цели. Такой целью может быть поддержание некоторой физической величины на заданном уровне, изменение некоторого параметра по определенному алгоритму, получение желаемого в ...