Пространственное когерентное накопление сигнала

Пространственное когерентное накопление со всего раскрыва приемной антенны эквивалентно временному когерентному накоплению на всем интервале наблюдения. Если временное когерентное накоп­ление сигнала осуществляется путем компенсации доплеровского смещения частоты сигнала (коррекции доплеровского набега фазы сигнала за период повторения) и последующего временного интегри­рования (череспериодного суммирования), то пространственное коге­рентное накопление сигнала осуществляется путем компенсации угло­вого направления на объект наблюдения (цель), т.е. коррекции поканального набега фазы принятого сигнала, и последующего прост­ранственного интегрирования (междуканального суммирования) сиг­нала по всему раскрыву антенны (рис. 10.6).

Рис. 10.6. Схема пространственного когерентного накопления сигнала

С помощью фазовращателей обеспечивается синфазность сигналов, принятых отдельными элементами раскрыва. Междуканальное суммиро­вание приводит к синфазному (когерентному) сложению этих сигна­лов. Такая схема обеспечивает формирование зоны угловой фильтра­ции только для одного углового направления (рис. 10.7).

Рис. 10.7. Диаграмма направленности антенны - зона угловой фильтрации сигнала.

Для угловой фильтрации одновременно нескольких направлений требуется такое же число диаграммообразующих каналов. Простран­ственное когерентное накопление, т.е., фазовая коррекция и междуканальное суммирование, может осуществляться как на высокой, так и на промежуточной частоте.

Примером устройства пространственного когерентного накопле­ния сигнала является параболическая антенна, в фокусе зеркала которой по законам геометрической оптики происходит синфазное (когерентное) сложение сигналов со всего раскрыва антенны при условии, что фронт волны параллелен плоскости раскрыва, т.е. направление приема перпендикулярно плоскости раскрыва (рис. 10.8).

Отличительной особенностью многоэлементной антенны, т.е. антенны типа ФАР, по сравнению с зеркальной антенной является воз­можность формирования одновременно нескольких диаграмм направлен­ности (зон угловой фильтрации) и возможность быстрого электрон­ного сканирования (перемещения) диаграммы направленности в задан­ном телесном угле пространства наблюдения путем соответствующего управления распределением фазовых сдвигов, обеспечиваемых фазо­вращателями.

Рис. 10.8. Параболическая антенна – устройство пространственного когерентного накопления сигнала

Эффективность пространственного когерентного накопления сиг­нала, по аналогии с эффективностью временного когерентного накоп­ления, определяется числом синфазно суммируемых сигналов:

т.е. общим числом элементов раскрыва приемной антенны.

Учитывая, что распределение с дискретной апертурой эквивалент­но распределению с непрерывной апертурой, если элементы располо­жены с интервалом в половину длины волны ( ), эффектив­ность пространственного когерентного накопления сигнала может быть связана с широко распространенной характеристикой- коэффициентом направленного действия антенны :

,

откуда

.

Таким образом, эффективность пространственного когерентного накопления сигнала по величине близка к коэффициенту усиления антенны

,

который при относительном уровне боковых лепестков, обратно пропорциональном коэффициенту направленного действия, оказывается вдвое меньше последнего:

.