(2 11) trong đó Y là véc tơ tương ứng với chùm phương vị thu được
Trong trường hợp này, ma trận-chiếu (2 9) thực hiện chức năng lọc chặn nhiễu tiêu cực chung đối với tất cả các bộ lọc Doppler Các điểm không (chặn) được xác định
bởi các tần số f1, , fL của các véc tơ tạo thành ma trận M trong biểu thức (2 9) Trường hợp ra đa thực hiện thăm dò không đều với T1 và T2, sơ đồ xử lý giữa các chu kỳ có dạng như trong Hình 2 1, trong đó sử dụng các ký hiệu sau: TSB – tách sóng biên độ biên độ; ADF- bộ lọc tương tự - rời rạc; TLTC11 – TLTC1N – các bộ tích lũy tương can với chu kỳ lặp lại T1; TLTC21 – TLTC2M - các bộ tích lũy tương can với chu kỳ lặp lại T2; TBN - thiết bị ngưỡng
TLTC11 TSB11 Lựa TBN1 0/1 Từ đầu ra ADF … TLTC1N TLTC21 … … TSB1N TSB21 … chọn lớn nhất Lựa chọn lớn Thiết bị nhận
quyết định có hay Có/không không có mục tiêu
trong các phần tử phân biệt đã định
TLTC2M TSB2M nhất TBN2
0/1
Hình 2 1 Bộ xử lý giữa các chu kỳ với T1 và T2
Tín hiệu đến đầu vào các bộ tích lũy tương can được cấp từ đầu ra ADF Các bộ tích lũy tương can đối với các chùm có chu kỳ lặp lại T1 và T2 bao trùm dải vận tốc hướng tâm nhất định của mục tiêu Ngoài ra, mỗi bộ tích lũy tương can, cùng với tích lũy tín hiệu có ích đồng thời thực hiện lọc bỏ phản xạ từ các địa vật và, nếu cần, cả nhiễu tiêu cực dịch chuyển
Đáp ứng tần số mỗi bộ tích lũy tương can riêng lẻ (bộ lọc chiếu) được xác định bởi biểu thức:
�� (�) = | ��( � )( �− �� ) � ( � � )| (2 12) trong đó N là số xung trong chùm
Một đáp ứng (2 12) được tính và vẽ bằng Matlab thể hiện trong Hình 2 2 Có thể thấy một vùng lọc chặn sâu trong vùng địa vật (V=0), đỉnh chính tương ứng với tốc độ hướng tâm tín hiệu có ích dự kiến và các búp bên thấp dần theo hàm sin(x)/x Nếu cần thiết, có thể sử dụng một cửa sổ trọng số để giảm mức
những búp bên này
Hình 2 2 Đáp ứng tần số một bộ tích lũy tương can
Sau tách sóng biên độ các tín hiệu ra các bộ tích lũy tương can, mức cực đại được chọn đồng thời với đo vận tốc hướng tâm tương ứng với mức cực đại này Phép đo này là cần thiết khi sử dụng bộ tích lũy nhị phân tiếp theo (tiêu chuẩn “hai trong số hai”) loại bỏ các báo động lầm liên quan đến vượt ngưỡng đồng thời trong TBN1 và TBN2 bởi các đỉnh nhiễu tương ứng với các tốc độ xuyên tâm khác nhau
2 1 2 Các đặc tính của phương pháp chiếu áp dụng đối với MTI
Các đặc tính ưu việt của phương pháp chiếu áp dụng cho MTI là: 1/ Khả năng chống biến dạng biên độ chùm xung;
2/ Khả năng tạo các vùng lọc chặn độ rộng tùy ý;
3/ Có thể lọc tín hiệu mục tiêu tốc độ xuyên tâm thấp và rất thấp
Để làm rõ những đặc tính ưu việt phương pháp chiếu, luận án đã thực hiện mô
phỏng trên Matlab chế độ hoạt động của ra đa sau đây: bước sóng 0,2 m, chu kỳ thăm
dò T1 = 140·10-6 giây, (tương ứng với cự ly đơn trị D1 = 21 km), T2 = 170·10-6 (tương ứng với cự ly đơn trị D2= 25 km); kích thước chùm phương vị là N = 256 Kết quả xử lý các chùm có chu kỳ T1 và T2 ở đầu ra các sơ đồ chọn cực đại nhận được 21 và 25 mẫu cự ly (rời rạc cự ly), tương ứng Sau đó, chúng được so sánh với các ngưỡng trong TBN1 và TBN2, và đối với mỗi mẫu này một dấu hiệu vượt hoặc không vượt ngưỡng được tạo ra Đồng thời, mỗi cự ly thực đến mục tiêu trong dải 1- 40 km sẽ tương ứng với một cặp mẫu nhất định: một mẫu - từ chuỗi ở đầu vào TBN1 và một mẫu khác - từ chuỗi ở đầu vào TBN2
Quyết định về sự hiện diện mục tiêu chỉ được đưa ra nếu mỗi mẫu trong cặp có dấu hiệu vượt ngưỡng và tương ứng với cùng một giá trị tốc độ hướng tâm
Các đáp ứng tần số 2 và 3 được thể hiện trên các Hình 2 3…2 6
Khả năng tạo các vùng lọc chặn độ rộng tùy ý Đáp ứng tần số bộ lọc (2 12) với véc tơ trọng số khi kích thước chùm phương vị N = 256 được biểu thị trong Hình
2 3 Đáp ứng có một đỉnh chính tương ứng với tốc độ hướng tâm là 25 m/s và một
vùng lọc chặn địa vật có chiều rộng 2 m/s ở mức âm 60 dB Trong dải vận tốc hướng tâm còn lại, mức các búp bên thay đổi từ âm 19 đến âm 37 dB Kích thước chùm phương vị lớn (N > 100) cho phép tạo ra các bộ lọc với dải lọc chặn lớn hơn nhiều so với trong Hình 2 3 Điều đó được hiển thị trong Hình 2 4 và 2 5
Vùng lọc chặn chiếm phạm vi tốc độ từ âm 30 đến 30 m/s, nghĩa là gần như toàn bộ dải tốc độ nhiễu tiêu cực, bao gồm các địa vật, nhiễu lưỡng cực và tích tụ khí tượng
Hình 2 3 Đáp ứng tần số bộ lọc với véc tơ trọng số (2 10) khi kích thước chùm phương vị N = 256
Hình 2 5 Đáp ứng tần số một trong các bộ lọc khi N>100
Hình 2 6 Đáp ứng tần số một trong các bộ lọc để phát hiện các mục tiêu có vận tốc hướng tâm thấp so với nền địa vật và nhiễu tiêu cực dịch chuyển Phương pháp được đề xuất cũng có thể tạo thành một nhóm bộ lọc thứ ba được thiết kế để phát hiện các mục tiêu có vận tốc hướng tâm thấp so với nền địa vật và nhiễu tiêu cực dịch chuyển Đáp ứng tần số một trong các bộ lọc như vậy được biểu thị trong Hình 2 6 có hai vùng lọc chặn hẹp trong vùng địa vật và nhiễu lưỡng cực
Quy trình xử lý giữa các chu kỳ bằng cách sử dụng ba nhóm bộ lọc ở trên Ở
giai đoạn đầu tiên, chùm phương vị được xử lý bằng một tập hợp bộ lọc song song với dải lọc chặn rộng (Hình 2 4) loại bỏ hoàn toàn ảnh hưởng các loại nhiễu tiêu cực khác nhau Sau đó, dựa trên đáp ứng (đầu ra) các bộ lọc này, ngưỡng phát hiện được hình thành và tín hiệu đầu ra mỗi bộ lọc được so sánh với ngưỡng để phát hiện tối ưu các mục tiêu với vận tốc hướng tâm lớn hơn 30 m/s
Ở giai đoạn thứ hai, với ngưỡng phát hiện hiện có, các bộ lọc còn thiếu được hình thành trong phạm vi tốc độ ± 30 m/s, với vùng lọc chặn chỉ trong vùng địa vật (Hình 2 3) Trong trường hợp không có nhiễu lưỡng cực, điều này giúp phát hiện hiệu quả các đối tượng có vận tốc hướng tâm thấp, bao gồm nhiễu dạng “thiên thần
(đốm)”, được lựa chọn theo biên độ và đặc điểm quỹ đạo [29], [76] Nếu có nhiễu lưỡng cực thì cần lập bản đồ nhiễu để trong các quan sát tiếp theo phát hiện các mục tiêu có vận tốc hướng tâm nhỏ hơn 30 m/s áp dụng các bộ lọc với hai vùng lọc chặn trong các phần tử cự ly có chứa nhiễu lưỡng cực (Hình 2 6)
Bảng 2 1 Sự phụ thuộc hệ số chế áp và chiều rộng vùng lọc chặn đối với các giá trị kích thước chùm phương vị N khác nhau
Sự phụ thuộc hệ số chế áp nhiễu vào chiều rộng vùng lọc chặn và chiều dài mẫu N (kích thước chùm phương vị) Để cụ thể, sẽ sử dụng các kết quả mô phỏng
với các đặc điểm bộ lọc ở trên Trong trường hợp này, ta đặt giá trị chiều rộng cực đại vùng lọc chặn bằng dải vận tốc hướng tâm giả định của nhiễu tiêu cực là 25 m/s Bảng 2 1 cho thấy sự phụ thuộc hệ số chế áp và chiều rộng vùng lọc chặn đối với các giá trị kích thước chùm phương vị N khác nhau
Từ Bảng 2 1 có thể thấy rằng triệt tiêu nhiễu tiêu cực với hệ số chế áp là 60dB và hình thành vùng lọc chặn cần thiết trong phạm vi ± 25 m/s được đảm bảo một cách đáng tin cậy với chùm phương vị N = 128, N = 256 hoặc N = 512 Khi kích thước chùm phương vị giảm xuống N = 64, N = 32 và N = 16, hệ số chế áp giảm khi vùng lọc chặn rộng ra Do đó, để đảm bảo hệ số chế áp 60dB khi N = 64,
N = 32 và N = 16, cần phải giảm độ rộng vùng lọc chặn Ngoài ra, khoảng cách
tần số tối thiểu sẽ tương ứng với trường hợp hai vector trực giao bất kỳ S1, S2
SL trong ma trận M biểu thức (2 9), tạo thành các điểm 0 vùng lọc chặn và được xác định bởi các giá trị tần số f1, , fL Kchế áp, dB N=512 N=256 N=128 N=64 N=32 N=16 30 ±25 m/s ±25 m/s ±25 m/s ±25 m/s ±24 m/s ±22 m/s 40 ±25 m/s ±25 m/s ±25 m/s ±24 m/s ±23 m/s ±15 m/s 50 ±25 m/s ±25 m/s ±24 m/s ±23 m/s ±13 m/s ±9 m/s 60 ±25 m/s ±24 m/s ±24 m/s ±18 m/s ±8 m/s ±3 m/s
Có thể hình dung nhận định trên thông qua cosin góc giữa hai vector bất kỳ
S1 và S2 được xác định thông qua tích vô hướng chuẩn hóa
���
������������� � = ���2
√���1���2