ДИСКРЕТИЗАЦИЯ ПОЛЯРИЗОВАННОГО СИГНАЛА

Зачастую решение мониторинговыми системами задач дистанционного зондирования, распознавания (классификации, различения) радиолокационных объектов методами радиополяриметрии требуется в режиме реального масштаба времени с отображением актуальной информации на мониторе радиолокатора. Мониторинговые системы могут быть как стационарными (чаще наземными) так и подвижными (базируемыми на различных транспортных носителях). При проектировании таких систем, наряду с обеспечением требуемого быстродействия и производительности вычислительной машины, важно также обеспечить унификацию блоков и узлов, снижение массогабаритных характеристик, упрощение настройки, повышение эксплуатационной надежности. В этом случае требуется применение блоков цифровой обработки информации. При цифровой обработке поляризованных сигналов необходимо преобразовать входной аналоговый сигнал в цифровую форму, то есть произвести дискретизацию по времени и частоте и осуществить квантование по уровню. В статье рассматриваются особенности дискретизации по времени радиолокационного поляризованного сигнала. Выводятся аналитические выражения для входного поляризованного сигнала с учетом геометрических параметров эллипса поляризации. Приводятся формулы для синфазной и квадратурной составляющих поляризованного сигнала и для комплексной огибающей сигнала. Утверждается, что квадратурная обработка поляризованного сигнала приводит к снижению требований к микросхемам аналого-цифрового преобразования из-за существенного снижения частоты дискретизации. После преобразований, представленных в статье, в мониторинговых системах можно применять электронные компоненты, которые уже сегодня находятся в производстве у Российских компаний радиоэлектронной промышленности. Описанные в статье преобразования поляризованного сигнала во временной области приводят к определенным преобразованиям в частотной области. Речь ведется о преобразовании двухстороннего спектра сигнала в односторонний спектр с переносом его в область видеочастот. Такое преобразование помогает снизить частоту дискретизации с гигагерц до мегагерц. Аналитические выражения во временной области сопровождаются в статье графической интерпретацией спектров сигнала в частотной области. Приводится схема демодуляции синфазной и квадратурной составляющих поляризованного сигнала. Описываются функциональные особенности блоков фильтрации в схеме, акцентируется внимание разработчиков систем цифровой обработки сигналов на требования теоремы Котельникова о дискретизации.

1. Канарейкин Д.Б., Павлов Н.Ф., Потехин В.А. Поляризация радиолокационных сигналов. М.: Сов. радио, 1966. 440 с.

2. Козлов А.И., Логвин А.И., Сарычев В.А. Поляризация радиоволн. Поляризационная структура радиолокационных сигналов. М.: Радиотехника, 2005. 704 с.

3. Козлов А.И., Логвин А.И., Сарычев В.А. Поляризация радиоволн. Кн. 3. Радиополяриметрия сложных по структуре сигналов. М.: Радиотехника, 2008. 688 с.

4. Коростелев А.А. Пространственно-временная теория радиосистем. М.: Радио и связь, 1987. 320 с.

5. Оппенгейм А., Шафер Р. Цифровая обработка сигналов. 3-е изд., испр. М.: Техносфера, 2012. 1048 с.

6. Гадзиковский В.И. Цифровая обработка сигналов. М.: СОЛОН-Пресс, 2013. 769 с.

7. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высшая школа, 2000. 462 с.

8. Матханов П.Н. Основы синтеза линейных электрических цепей. М.: Высшая школа, 1976. 208 с.

9. Вагапов Р.Х. Дистанционные методы исследования морских льдов / В.П. Гаврило, А.И. Козлов, Г.А. Лебедев, А.И. Логвин. СПб.: Гидрометеоиздат, 1993. 341 с.

10. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. 3-е изд. СПб.: БХВ-Петербург, 2011. 768 с.

11. Bartle, R.G. The Elements of Real Analysis. 3rd ed. New York: John Wiley and Sons, 2000.

12. Bertsekas D., Tsitsilis J. Introduction to Probability. 2nd ed. Athena Scientific, Belmont, MA, 2008.

13. Bellanger M. Digital Processing of Signals. 3rd ed. New York: Wiley, 2000.

14. Gray R.M., Davidson L.D. Introduction to Statistical Signal Processing. Cambridge University Press, 2004.