Codul Costas
Figura 1: Codul Costas cu lungimea Nc = 10 (în roșu) în comparație cu modulația liniară de frecvență (în albastru)
Figura 1: Codul Costas cu lungimea Nc = 10 (în roșu) în comparație cu modulația liniară de frecvență (în albastru)
Codul Costas
Codul Costas a fost descris matematic pentru prima dată în 1965 de către John P. Costas. Este un tip de modulație de frecvență în funcție de timp pentru impulsuri de transmisie. Matricele Costas au fost introduse pentru a îmbunătăți performanțele sistemelor radar și sonar.
Într-o modulație de frecvență în funcție de timp, un impuls de transmisie relativ lung de lungime τ' este împărțit într-un număr de N subimpulsuri τ1…N cu frecvențe purtătoare diferite. Fiecare grupare a acestor N impulsuri parțiale se numește burst. De regulă, aceste impulsuri parțiale au aceeași amplitudine și spațiere egală. Dacă frecvența acestor impulsuri parțiale este crescută sau redusă uniform, atunci impulsul total este o aproximare treptată a modulației intrapulsului și a compresiei impulsurilor cu modulație de frecvență liniară.
Codurile Costas sunt o clasă specială a acestor forme de impulsuri de transmisie modulate intrapuls. Un cod Costas este un grup de subimpulsuri consecutive necodificate, asamblate aleatoriu din frecvențe diferite și comprimate într-un impuls mai îngust cu ajutorul procesării coerente a semnalului. Figura 1 prezintă un exemplu de grup de 10 impulsuri parțiale sub formă de matrice. Rândurile indică numărul poziției, iar coloanele indică numărul frecvenței purtătoare a impulsurilor parțiale. Un punct indică frecvența purtătoare utilizată în impulsul parțial. Punctele albastre reprezintă un impuls de transmisie cu o frecvență purtătoare care crește în mod progresiv și constant. Punctele roșii indică modificarea frecvenței în conformitate cu un cod Costas.
Codurile Costas au un comportament aproape ideal al lobilor laterali în ambele domenii, atât în domeniul intervalului, cât și în cel al vitezei (Doppler), și asigură un bun interval de unicitate în ambele cazuri. Distribuția subfrecvențelor în cadrul grupului are o mare influență asupra acestui domeniu de unicitate a măsurătorilor. Toți sidelobii, cu excepția câtorva specimene apropiate de original, au o amplitudine relativă de 1/N din original. Aceste câteva exemplare de la impulsul de ieșire au valoarea tipică de 2/N pentru codul Costas. Această mărime uniformă a lobilor laterali face ca această formă de impuls să fie deosebit de utilizabilă pentru radarele meteorologice. Raportul de compresie este de aproximativ N.