На настоящий момент очень многие из радиотехнических систем функционируют для относительно узкой частотной полосы, несущим колебанием для того, чтобы передавать информацию, является гармонический сигнал. Это определяется тем, что на основе резонансных свойств систем можно осуществить частотную селекцию по большому количеству информационных каналов, которые функционируют в коллективной среде (ведется процесс передачи информации по пространству, с применением проводных линий или с привлечением оптических линии связи) [1, 8].
В этой связи частотную селекцию можно рассматривать сейчас как одну из возможностей для того, чтобы провести разделение таких каналов, а многие из радиотехнических систем характеризуются узкополосностью, и работа идет в полосе частот, значение которой является меньшим, чем несущая частота [3, 5]. Многие положения современной радиотехники базируются на таких особенностях.
Однако важно понимать, что ширина частотного диапазона сильным образом влияет на информативность в радиотехнических системах, поскольку качество информации в линии связи пропорционально значению ширины полосы.
Для того чтобы повысить возможности в информационных компонентах системы необходимо осуществлять работы по расширению соответствующей полосы частот. Одним из возможных вариантов может быть увеличение количества времени, которое расходуется на передачу информации [2, 7-9].
Исходя из непрерывного подъема информатизации общества и параллельным увеличением объемов информационных потоков, идет обострение такой проблемы с точки зрения практических приложений в сферах радиосвязи и радиолокации. В результате анализа проблем было сформировано направление по развитию технологий, в которых применяются сверхширокополосные (СШП) сигналы.
Когда происходит уменьшение длины передаваемых радиоимпульсов, получаем рост характеристик информативности радаров, в качестве примера:
1. растет значение точности по оценке расстояний до объектов;
2. можно строить более качественные радиоизображения объекта;
3. возникают возможности для того, чтобы управлять характеристиками радиосигналов (это может быть диаграмма направленности).
Для процессов радиолокационного наблюдения с привлечением СШП-сигналов наблюдается можно заметить принципиальные отличия узкополосных сигналов. Такую картину можно увидеть тогда, когда значение пространственной длительности сигналов будет меньше, если сравнивать с апертурой антенн или размеров анализируемых объектов.
Определенные особенности в том, какое поведение параметров систем можно увидеть, вообще говоря, для произвольных шагов в процедурах формирования СШП сигналов, когда он излучается, отражается от объектов, принимается и обрабатывается.
По базовым отличиям можно указать:
1. существует изменение в форме радиосигнала, когда измеряются рассеивающие характеристики;
2. характеристики антенн определяются формой сигналов, но при этом форма сигналов по пространству зависит от угловых координат;
3. величина рассеянной мощности для дальней зоны является функцией времени.
Такие особенности могут приводить к трудностям, когда идут расчеты и формируются этапы проектирования передающих устройств в СШП-диапазоне, поскольку нет возможности для того, чтобы применять действующую теорию и развитые подходы при обозначении требований к передающим устройствам и их отдельным компонентам.
В данной статье анализируется алгоритм, позволяющий проводить расчет импульсных характеристик объектов. Исходя из определения, импульсная характеристика рассматривается в виде отклика на входной сигнал, являющийся δ-функцией.
Когда решается задача рассеяния радиосигналов [4, 6], то расчет периода распространения импульсов определяется следующим образом 
, где R – является расстоянием от точки расположения приемника до объекта.
Необходимо провести расчет спектра входного сигнала Sвх. Предположим, что является известной частотная характеристика объекта E(ω). Тогда для того, чтобы определить импульсную характеристику, требуется вычисление обратного преобразования Фурье: h(t) = F-1(Sвх(w)E(w)).
Рис. 1. Схема объекта, который может быть представлен как суперпозиция определенного числа локальных отражателей τ = 0.25; τ = 1.25; τ = 2.25; τ = 3.25
Для демонстрации работоспособности алгоритма мы рассматривали процесс рассеяния радиоволн на объекте, который включал в себя N изотропных отражателей (рис. 1). При расчете частотной характеристики этого объекта необходимо использовать выражение.
(1)
здесь xs, ys – являются координатами точки наблюдения,
xs, ys – являются координатами по n-му отражателю,
с – является скоростью света.
На рис. 2 можно увидеть вычисленную импульсную характеристику объекта.
а)
б)
Рис. 2. Импульсная характеристика объекта
В процессе моделирования есть возможности для учета различных помех.
В результате, в работе кратким образом изучены основные особенности использования СШП-сигналов и продемонстрирована работоспособность алгоритма, связанного с расчетом импульсной характеристики объекта.
Библиографическая ссылка
Кубрак Е.В. РАССЕЯНИЕ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ НА ОБЪЕКТАХ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ // Международный студенческий научный вестник. – 2017. – № 4-6. ;URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=17584 (дата обращения: 23.11.2024).