внемір, який володіє сигналом з надкоротких імпульсами (СКІ). Тривалість імпульсу такого сигналу становить приблизно 1 нс, що відповідає смузі частот 1ГГц, несуча частота при цьому дорівнює 10ГГц. Сигнал з таким параметрами є вузькосмуговим, а називають їх сигналами з надвисоким дозволом.
Для їх більш зручного і точного вимірювання СКІ використовується метод стробоскопической обробки сигналу. Застосування СКІ сигналів вимагає кардинально нового підходу до функціонального побудови, технічним, технологічним і методичним рішенням критичних вузлів систем. Революційні досягнення останніх років в технологічному комплексі створення пристроїв генерації, випромінювання, прийому та обробки сигналів на основі передових методів і рішень дають можливості практичної реалізації систем з СКІ сигналами, що раніше було досяжно лише в окремих лабораторних та експериментальних зразках. З'явилися такі технології, базові для СКІ радіоелектроніки:
технології генерації надкоротких (тривалістю 1 нс і коротше) імпульсів з практично необмеженим ресурсом з високою стабільністю і великою частотою повторення;
технології випромінювання таких імпульсів безпосередньо в простір (антенна техніка);
технології швидкісної цифрової обробки великих масивів інформації (обчислювальна техніка) [2].
У цьому плані застосування в радіолокації СКІ сигналів виливається в самостійне науково-технічний напрям з власними методами теоретичного аналізу і нетрадиційними схемотехническими рішеннями.
Розвиток систем на основі СКІ сигналів до недавнього часу багато в чому стримувалося недоступністю спеціалізованої елементної бази. Побудова такої системи на мікросхемах широкого застосування і дискретних елементах являє собою складну інженерну задачу і часто призводить до зразків з неприйнятними технічними параметрами і високою вартістю. Незважаючи на окремі успіхи деяких розробників у створенні подібних систем, вони не досягли стадії серійного виробництва і не представлені на широкому ринку. В даний момент на світовому ринку вже є спеціалізовані інтегральні мікросхеми, зокрема однокристальні приемопередатчики СКІ сигналів, які дозволяють створювати конкурентоспроможні СКІ системи з необхідними характеристиками [18].
В даний час ВАТ «Конструкторське бюро досвідчених робіт» (м.Москва) спільно з кафедрою «Автономні інформаційні управляючі системи» МГТУ ім. Н.Е. Баумана проводяться розробки по створенню і вивченню методів стробоскопической обробки сигналів базується на однокристальному приемопередатчике без застосування високошвидкісних АЦП. Передавальний тракт мікросхеми включає керований генератор імпульсів тривалістю в сотні пикосекунд з частотами повторення від 1 МГц до 100 МГц. Прийомний тракт включає малошумний підсилювач, компаратор з перебудовуваним порогом, дискретизатор на основі масиву ліній затримки і набір цифрових лічильників. З виходу мікросхеми цифровий сигнал надходить у мікроконтролер і сигнальний процесор для подальшої обробки [20].
Базовий приймально-передавальний модуль імпульсного рівнемірами «Пікор - 1» і показаний на малюнку 3.21.
Ключовою особливістю даного приймально-передавального модуля є його мале енергоспоживання в порівнянні з аналогами. Так, приймально-передавальний модуль PulsON 400 MRM (виробництво Time Domain, США), що використовує СКІ сигнали із заповненням несучої і потужні АЦП і ПЛІС для перетворення сигналів з аналогової форми в цифрову і управління їх параметрами, споживає близько 5 Вт потужності, а споживана потужність приймально - передавального модуля (ППМ) «Пікор - 1» менш 150 мВт [9]. Дана перевага дозволяє використовувати модуль в автономній мобільного радіоелектронної апаратурі.
Малюнок 3.21 - Базовий приймально-передавальний модуль Пікор - 1
Основними завданнями, що стоять перед розробниками є задачі прийому та обробки СКІ. Одним з найбільш популярних способів є стробоскопический метод прийому надширокосмугових сигналів.
Малюнок 3.23 - Стробоскопический приймально-передавач
У стробоскопическом приймачі здійснюється реєстрація не самого досліджуваного сигналу, а його окремих вибірок, кожна з яких формується в різні періоди повторення даного сигналу.
Використання сигналів зі надкоротких імпульсами ефективно при аналізі відбиваючих властивостей просторово-розподілених об'єктів. Обробка подібних сигналів вимагає реалізації пристроїв, що володіють високою чутливістю, що часто виходить за межами технічних можливостей. При наявності періодичності в послідовності сигналів, їх цифрову обробку можна здійснювати стробоскопическими методами.
Математична модель стрибаєоскопіческой обробки представлена ...
