5.9. СТРУКТУРА ПРИЕМНИКА ПРИ НЕАВТОМАТИЧЕСКОМ ИМПУЛЬСНОМ ОМП
До конца 60-х годов все импульсные приборы для ОМП ВЛ и КЛ выполнялись с возможностью измерений только в реальном времени. Это означает, что не производилось каких-либо специальных преобразований импульсных сигналов или смеси этих сигналов с помехами. На индикаторах, например электронно-лучевых трубках (ЭЛТ), воспроизводятся импульсные сигналы с масштабом на линии развертки, соответствующим времени пробега этих сигналов по измеряемым ВЛ и КЛ. Помехоустойчивость при такой структуре построения приборов оказывается весьма ограниченной.
Таким образом, без снижения производительности труда при измерениях оказывается возможным осуществлять просмотр (локацию) любой точки линии тысячи и десятки тысяч раз. Это обстоятельство заставляет обратиться к поискам статистических резервов помехоустойчивости, точности и разрешающей способности для неавтоматических локационных измерений на линиях.
При оптимальной фильтрации напряжение сигнала в присутствии помех обрабатывается так, чтобы накопить все составляющие этого сигнала и путем их сложения образовать пиковый выброс сигнала на выходе. Однако можно поставить задачу по-другому: «освободить» все значения сигнала от наложенных на него помех, т. е. выделить сигнал по возможности в чистом виде. Если это удастся, то открывается доступ не только к моменту пика сигнала, но и к другим его точкам, в том числе и к начальным точкам фронта. Улучшаются условия отсчета по точности и разрешению. Речь, следовательно, идет о восстановлении сигнала, заключенного в смеси с помехами, за счет статистической обработки последовательности реализаций сигнала. Как известно [46], шумы в электрических цепях представляют собой стационарный случайный процесс (т. е. его вероятностные свойства не зависят от времени). Для таких процессов математическое ожидание (т. е. статистическое среднее значение шума от среднего по времени) равно статистическому среднему (х).
(четных и нечетных тактов). Физически это объясняется тем, что интегрирующие устройства отфильтровывают ВЧ составляющие (быстрые изменения шумового колебания). Таким образом, описанное выше идеальное усреднение практически реализуется интегрированием с большой постоянной времени. Реализацию операции, эквивалентной делению интеграла на ΝΔt, можно обеспечить за счет введения отрицательной обратной связи (см. гл. 6). Поэтому на рис. 5.13 блоки 9а и 9б фактически представляют собой интеграторы.
Длительность измерительного импульса определяет реальную продолжительность «момента» отсчета. Возникает вопрос об оптимальной относительной длительности измерительного и зондирующего импульсов. В самом деле, при очень малой относительной длительности возникают трудности в получении такого узкого измерительного импульса, обеспечении широкой полосы пропускания для его тракта и длительности процесса просмотра полезного сигнала по множеству точек. Наоборот, при относительной длительности, близкой к единице, исчезают преимущества метода перед оптимальной фильтрацией, так как весь сигнал рассматривается как одна временная точка.
Оптимум следует искать на основе теоремы Котельникова [42]: реализация сигнала полностью определяется значениями, взятыми через интервалы t'=1/(2fм)=π/ωм, где fм — максимальная частота спектра сигнала. Следовательно, оптимальная длительность измерительного импульса t'=1/(2fм). Например, при fм=10 МГц t'=50 нс, а при fм=500 МГц t'=1 нс. Последнее значение длительности принято для измерительного импульса в серийном приборе типа Р5-8.