Vvedenie_v_radiolokatsiyu_MGTU (Рекомендованные учебники), страница 12

Поэтому при горизонтальном расположении строк (см. рис. 6.5, а) точнее измеряется азимут целей,а при вертикальном (см. рис. 6.5, б) — угол места.Основным преимуществом зигзагообразного обзора являетсяпростота независимого изменения размеров секторов обзора вобеих плоскостях, недостатком — значительная величина коэффициента потерь (kобз ≈ 2), что обусловлено наличием реверса вдвижении луча и наложением сечений луча на соседних участкахтраектории.86Спиральный обзор — другая разновидность секторного обзора.Он осуществляется быстрым вращением луча вокруг оси О-О' имедленного изменения угла α между осью луча и осью вращения(рис.

6.6).Рис. 6.6. Схема спирального обзораЕсли продолжительность одного оборота луча при вращательном движении Tвр остается постоянной независимо от значенияугла α (0 < α < α max ), а число оборотов, необходимое для проФ−Θ, то длительность перисмотра всего сектора обзора, равно2Ψода спирального обзора составитTобз = TврФ−ΘФ≈ Tвр.2Ψ2ΨУгловая скорость вращения луча при спиральном обзоре является величиной переменной.

Угловое перемещение луча за одиноборот вращательного движения вокруг оси О–О' (по поверхностиконуса с основанием l) составляет β = 360sin α (град). ПосколькуTвр = const, то угловая скорость движения луча по конической поверхности будет определяться по формулеΩвр =β2π sin α 360sin α==,TврTврTвр87где β — угол развертки вершины конуса. Из этой формулы следует, что угловая скорость изменяется при изменении угла α, а времяоблучения цели будет также зависеть от величины угла α:Tобл =ΘTврΘ=.Ωвр 360sin αНаименьшая длительность облучения цели имеет место на периферии зоны обзора ( α = α max ), а наибольшая — вблизи оси 0-0'(α → 0). Если, например, угол α изменяется в пределах 3…30°, товремя облучения целей будет увеличиваться в 9,7 раза.Основным преимуществом спирального обзора является простота перехода к коническому сканированию, используемому приавтоматическом сопровождении целей по угловым координатам.Главный недостаток этого метода обзора заключается в оченьбольших потерях времени (kобз = 2...2,5).Поступательно-конический обзор является разновидностьюконического метода обзора.

Здесь луч совершает быстрое коническое вращение и медленно смещается по горизонтали (рис. 6.7).Рис. 6.7. Схема поступательно-конического обзораУгловое перемещение луча за один оборот по конусу составит360sin Ф у.м . Если длительность периода конического вращенияравна Tвр , то угловая скорость луча (в коническом вращении) составит88Ωвр ≈360sin Ф у.мTвр.Принимая шаг траектории равным Ψ, получимTобз = TврΘTврФ азΘи Tобл ==.ΨΩвр 360sin Ф у.мПоступательно-конический обзор применяют в тех случаях,когда зона обзора РЛС имеет существенно разные угловые размеры ( Фаз Ф у.м ) и после обнаружения цели для ее автоматическогосопровождения по угловым координатам желательно коническоесканирование.

Основной недостаток метода связан со значительными затратами времени, вызываемыми повторными облучениямицелей в зоне обзора (например, точки А и Б на рис. 6.7) и большимперекрытием сечений луча на соседних витках траектории(kобз = 2...2,5).Программируемый обзорВ ранее рассмотренных случаях предполагалось, что в процессеобзора луч РЛС движется по заданному закону с определенной скоростью и, следовательно, время облучения целей известно. Можносоздать системы обзора, в которых время облучения данногонаправления будет изменяться по некоторой программе.

Такие системы называются системами с программируемым обзором. Цельпрограммирования — сокращение длительности обзора Tобз .Например, в РЛС имеется антенное устройство с электронноуправляемым лучом. Траектория движения луча задается системойуправления, а время облучения выбранного направления изменяется под воздействием анализатора выходного напряжения приемника.

С помощью анализатора оценивается вероятность наличиясигнала на входе приемника в данный момент времени. Если этавероятность мала, то луч быстро переводится с одного направления на другое. Но как только вероятность наличия сигнала увеличивается, луч замедляет движение и облучает данное направлениедо тех пор, пока не будет принято решение о присутствии или от89сутствии цели. После принятия решения луч возобновляет движение по заданной траектории.Луч задерживается только на тех направлениях, где возрастаетвероятность появления сигнала.

При отсутствии в РЛС специального анализатора следует задерживать луч в каждом положении одинаково долго, ожидая появления цели с любого направления. Такимобразом, период обзора при программировании уменьшается.Программированный обзор дает выигрыш во времени обзоралишь в РЛС, в которых не определяются дальности и скорости целей. Если бы, например, в РЛС определялись азимут и дальностьцелей, то при каждом текущем угловом положении луча нужнобыло проанализировать сигналы со всех элементов разрешенияРЛС по дальности. Как только для одного из них вероятностьналичия цели становится достаточно высокой, луч нужно задерживать в данном положении до завершения обработки сигналов повсем элементам разрешения по дальности.

Чем больше анализируемых участков дальности, тем меньше выигрыш во времени обзораот применения программирования.Можно применить другую методику программирования. Первый цикл обзора всей зоны осуществляется с большой скоростью, ис помощью анализатора запоминаются те направления, для которыхвероятности наличия цели высоки. Во втором цикле облучаютсятолько запомненные направления. На третьем цикле обзора сноваосматривается вся зона и т. д.

Принципиальные преимущества программированного обзора и при такой методике сохраняются.Глава 7. АЛГОРИТМЫ И ПОКАЗАТЕЛИЭФФЕКТИВНОСТИ ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛОВ7.1. Критерии оптимального обнаруженияПроцесс принятия решения о наличии или отсутствии цели наоснове величины выходного напряжения приемника называется обнаружением радиолокационных сигналов.

Если помехи отсутствуют, то решение о наличии или отсутствии цели не вызывает затруд90нений: большое напряжение на выходе приемника означает, чтосигнал есть, если выходное напряжение мало или равно нулю —сигнала нет. Однако на входе приемника помимо сигнала действуюти помехи.

К ним относятся внутренние шумы приемника, мешающие отражения, искусственные активные и пассивные помехи и т. п.В общем случае помехи носят случайный характер и сильно затрудняют процесс принятия решения о наличии полезного сигнала, поскольку отдельные выбросы амплитуды сигнала помехи могут бытьприняты за полезный сигнал, либо полезный сигнал может бытьскрыт сигналом помехи. Поэтому задача радиолокационного обнаружения является статистической.Рассмотрим простейшую ситуацию, связанную с обнаружением цели и принятием решения о наличии или отсутствии цели сизвестными координатами и скоростью в произвольно выделенном, разрешаемом РЛС объеме.При обнаружении возможны два неизвестных и взаимоисключающих условия, которые иногда именуются альтернативнымигипотезами:• условие (гипотеза) H1 — цель есть;• условие (гипотеза) H0 — цели нет.Предположим, что приемник на основе анализа принятой реализации входного сигнала x(t) должен вынести решение, имеется липолезный сигнал или его нет.

Решения соответственно обозначим:• A1 — сигнал есть;• А0 — сигнала нет.Одно из принимаемых решений будет правильным, а другое —ошибочным, поскольку возможны четыре варианта совмещениярешения и условия:1) A1H1 — правильное обнаружение (принятие решения оналичии цели при ее фактическом наличии);2) A0H1 — пропуск цели (принятие решения об отсутствии целипри ее фактическом наличии);3) A1H0 — ложная тревога (принятие решения о наличии целипри ее фактическом отсутствии);4) A0H0 — правильное необнаружение (принятие решения оботсутствии цели при ее фактическом отсутствии).Обычно определение вероятностей наличия p( A1 ) и отсутствия цели p ( A0 ), а также вероятностей совмещения (безусловных91вероятностей) p( A1H1 ) и p( A0 H 0 ) связано с практическими трудностями, поэтому обычно используют условные вероятности.Условную вероятность события A1, вычисленную при условии, чтоимело место событие H1, будем называть вероятностью правильного обнаружения цели Wп.о = p ( A1 H1 ).

Решение об ее отсутствиив этом случае называется пропуском цели. Это решение будет характеризоватьсяусловнойвероятностьюпропускацелиWпр = p( A0 H1 ). Поскольку правильное обнаружение и пропускцели (при ее наличии) составляют полную группу несовместныхсобытий, то сумма вероятностей этих событий равна единице:Wп.о + Wпр = 1.(7.1)Если сигнала на входе приемника нет, то решение о наличии цели называется ложной тревогой. Условную вероятность событияA1, вычисленную при условии, что имело место событие H0, будемназывать вероятностью ложной тревоги Wл.т = p( A1 H 0 ).

Решениеоб отсутствии цели при ее фактическом отсутствии называют правильным необнаружением. Это решение характеризуется условнойвероятностью правильного необнаружения Wп.н = p( A0 H 0 ). Поскольку правильное необнаружение и ложная тревога (при отсутствии цели) составляют полную группу несовместных событий, тосумма вероятностей этих событий также равна единице:Wл.т + Wп.н = 1.(7.2)Из четырех рассмотренных условных вероятностей независимыми являются две, а две другие могут быть вычислены из соотношений (7.1) и (7.2).