Osnovi_teorii(прост учебник) (1021136), страница 80
Текст из файла (страница 80)
По качеству и детальноститакие карты сравнимы с аэрофотоснимками, но могут быть получены приотсутствии оптической видимости земной поверхности (при полете надоблаками). Детальность радиолокационного изображения зависит от линейной разрешающей способности радиолокатора. В радиальном по отношению к радиолокатору направлении разрешающая способность по дальности определяется длительностью ЗС, а в поперечном направлении (тангенциальная разрешающая способность) – шириной ДНА радиолокатора ирасстоянием до цели. Детальность радиолокационного изображения местности тем выше, чем меньше эти показатели РЛ разрешения.
Задача повышения разрешающей способности по дальности решается использованиемЗС с малой длительностью импульсов или переходом к сложным сигналам(сигналам с внутриимпульсной модуляцией).Основными направлениями повышения тангенциальной разрешающей способности являются применение в радиолокаторах РФА антенни синтезирование апертуры антенны при движении ЛА. Первое привелок разработке радиолокаторов бокового обзора: в таких радиолокаторахтангенциальная разрешающая способность тем выше, чем больше продольный размер фюзеляжа, от которого зависит размер антенны.
Второе,более радикальное направление привело к разработке радиолокаторовс синтезированием апертуры при поступательном движении ЛА. За счетискусственного увеличения апертуры бортовой антенны, основной принцип которого заключается в когерентном накоплении отраженных РЛ сигналов на интервале синтезирования, удается получить высокое разрешениепо угловой координате. В современных системах при работе в сантиметровом диапазоне длин волн разрешение может достигать десятков сантиметров. Аналогичные значения разрешения по дальности достигаются за счетприменения внутриимпульсной модуляции. Интервал синтезированияапертуры антенны прямо пропорционален высоте полета носителя РСА,что обеспечивает независимость разрешения съемки от высоты.366Глава 7.
Радиолокационные станции обзора земной поверхности …Современные РЛС с РСА позволяют решать широкий спектр задач,связанных с ведением РЛ съемки земной поверхности независимо от времени суток и погодных условий, что делает их важным средством добывания информации о состоянии земной поверхности и находящихся на нейобъектах.Вопросы для самостоятельной работыи контроля знаний1. Каковы назначение и основные принципы построения РЛС обзораземной поверхности?2. В чем заключается сущность метода оперативного синтезированияапертуры антенны РЛС бокового обзора?3.
Какова специфика требований к характеристикам обнаружения,разрешающей способности, точностным характеристикам и характеристикам полосы обзора РЛС бокового обзора земной поверхности.4. Как оценить разрешающую способность РЛС бокового обзора?5. Каковы дальность действия и характеристики обнаружения объектов РЛС бокового обзора?6. Как оценить точность измерения координат объектов РЛС бокового обзора?7.
Каковы основные характеристики полосы обзора РЛС боковогообзора?367Раздел III. Теоретические основы радиолокационной системотехникиРаздел IIIТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫРАДИОЛОКАЦИОННОЙСИСТЕМОТЕХНИКИ Глава 8. ОСНОВЫ ТЕОРИИ МНОГОКАНАЛЬНОГООБНАРУЖЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХСИГНАЛОВ8.1. Понятие статистической теориирадиолокационной системотехникиСтатистическая теория РЛ системотехники, подобно статистическойтеории радиолокации, включает исходную эмпирическую основу (эмпирический базис теории), концептуальную основу (концептуальный базис теории),смысловую языковую основу (собственный понятийно-категориальныйи математический аппарат) и логико-методологическую основу. Однакоосновной массив генерируемого ею научного знания носит явно выраженный методологический характер и в отличие от научного знания теоретической радиолокации непосредственно направлен на разработку, проектирование, производство и техническую эксплуатацию РЛ систем.
Все этиподсистемы, в первую очередь эмпирическая и концептуальная основытеории, охвачены сложной системой взаимосвязей и взаимопереходов, прикоторых научно-методологическое знание (концептуальная основа) как результат анализа фундаментальной теоретической схемы системного (технического) объекта в виде логически упорядоченной совокупности теоретических и методологических понятий и категорий, теоретических фактов,обобщений, методологических законов, следствий и утверждений трансформируется в методические принципы системотехнической (инженерной)деятельности, а системотехническое знание (эмпирическая основа) в форме эмпирических фактов, эмпирических обобщений, гипотез, идей и частных теорий, снятых в процессе разработки, экспериментальной проверкии доводки новых РЛ систем, технологий или методик, трансформируетсяв системотехническую основу РЛ теории (см. рис.
1.1).Ядро эмпирической основы составляют многочисленные эмпирические теории, технологии или методики обнаружения РЛ сигналов и измере368Глава 8. Основы теории многоканального обнаружения РЛ сигналовния их параметров различной степени общности, основная задача которыхсводится к статистическому синтезу измерительных РЛ систем в условияхчастичной априорной неопределенности относительно неинформативныхпараметров сигнала.
При этом параметры внешней среды полагаются либоизвестными и неизменными, либо неизвестными, но пренебрежимо малыми,отражая ситуацию несущественной априорной неопределенности ЭС относительно параметров внешних помех.В условиях обработки сигналов на фоне внутренних шумов РЛ приемников или внешних помех малой интенсивности эти теории позволяютполучить удовлетворительные результаты и длительное время выступалиэффективным теоретическим основанием и методологическим средствомсинтеза множества РЛ обнаружителей и измерителей. Проблемы возниклис существенным усложнением помеховой обстановки, когда процедурамобнаружения сигналов и измерения его параметров в обязательном порядке стала предшествовать процедура оценки параметров внешних помех иадаптации к ним, поскольку выделить ЭС на фоне помех высокой интенсивности не представлялось возможным.
Ситуация с неизвестными параметрами внешней среды из несущественной превратилась в ситуацию существенной априорной неопределенности параметров сигналов относительно параметров помех.При использовании адаптивной обработки, включая рассмотренныеранее корреляционные автокомпенсаторы, постепенно выяснилось, чтоадаптация пространственных, поляризационных или времячастотных параметров РЛС и РЛК к соответствующим параметрам внешних помех сопровождается существенным ростом систематических и флюктуационных погрешностей измерения. Поиск выхода из сложившейся ситуации в рамкахтрадиционных теорий обнаружения и измерения положительного результата не приносил. Возникла необходимость разработки обобщенного подходак задачам статистического синтеза РЛ систем, обеспечивающих приемлемые показатели качества обнаружения и измерения на основе использования получаемой информации при частичной или полной априорной неопределенности.
Это давало возможность определить структуру и потенциальные свойства оптимальных РЛ систем и найти способы их адаптациик изменяющимся или неизвестным условиям функционирования.Такой подход в форме последовательного применения теории статистических решений с необходимым ее развитием для синтеза информационных систем был предложен В.Г. Репиным и Г.П. Тартаковским ещев 1977 г. в их фундаментальной монографии «Статистический синтез приаприорной неопределенности и адаптация информационных систем» 50.50Сама теория статистических решений была предложена А. Вальдом. См.: Вальд А.Статистические решающие функции // Позиционные игры / пер.
с англ. М. : Наука, 1967.369Раздел III. Теоретические основы радиолокационной системотехникиСмысл статистического синтеза таких систем при случайных входных воздействиях сводится к выбору параметров или вида систем, минимизирующих или максимизирующих соответствующие статистические критериикачества. Разработанные ими теория и общенаучная методология позволяютрешать широкий класс задач статистического синтеза оптимальных информационных систем в условиях априорной неопределенности. Понятно, чтоэта же методология может найти успешное применение и в РЛ системотехнике. Покажем возможность применения рассматриваемой методологиик решению задач статистического синтеза оптимальных измерительныхсистем РЛС и РЛК в условиях априорной неопределенности, которая в значительной степени связана с действием внешних помех.
По ходу решенияпоставленной задачи вначале в минимально необходимом объеме проведемописание эмпирического базиса статистической теории РЛ системотехники,затем (глава 9) обоснуем ее фундаментальную теоретическую схему, из которой методом научной дедукции выведем ряд частных теоретических иэмпирических схем измерительных систем РЛС и РЛК.В качестве эмпирического базиса радиолокационной системотехникирассмотрим теорию оптимального многоканального обнаружения и измерения параметров РЛ сигналов, разработанную Я.Д. Ширманом и В.Н.
Манжосом51. Ценность этой теории состоит в том, что она в наиболее последовательном и обобщенном виде отражает методологию и методику обнаружения сигналов и измерения его параметров применительно к РЛСс АФАР. В то же время круг задач, решаемый этой теорией в условиях существенной априорной неопределенности относительно параметров обстановки (параметров внешней среды), носит ограниченный характер, что позволяет отнести ее все-таки к разновидности эмпирической теории, хотяи значительно более высокого уровня общности. Рассмотрим основныекомпоненты этой теории.8.2. Постановка задачи оптимизациимногоканального обнаружениярадиолокационных сигналовПусть с М-элементной антенно-приемной системы, расположеннойв одном или нескольких пунктах приема, снимается совокупность М на51Более подробно см.: Ширман Я.Д., Манжос В.Н.
Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. М. : Радио и связь, 1981. С. 7–35; 45–52; 183–186.Авторы обозначенной монографии являются наиболее яркими представителями и организаторами РЛ научной школы, до середины 90-х годов успешно функционировавшей в Военной инженерной радиотехнической академии ПВО им. Маршала Л.А. Говорова (г. Харьков) и прекратившей существование с распадом СССР.370Глава 8. Основы теории многоканального обнаружения РЛ сигналовпряжений, описываемых функциями времени y1 (t), y2 (t), …, yM (t)(рис.
8.1) и образующих вектор-столбец входных воздействийy1 ( t )y ( t ) GТGy(t ) = 2= y ( t ) = y1 ( t ) y2 ( t ) .... yМ ( t ) ,.........yМ ( t )где символ «Т» означает операцию транспонирования.y1 (t)Gy (t )y2 (t)yМ (t)Рис. 8.1.Схема М-элементной антенно-приемной системыПри этом одноканальный прием (М = 1) будем рассматривать как частный случай многоканального.GРеализация принимаемых колебаний y ( t ) может быть обусловленалибо одними помехами, либо наложением сигналов и помех:GG GG G Gy ( t ) = n t , λ1 + Ax t , α, λ 2 .( )()(8.1)G G G G GЗдесь n (t , λ1 ), x (t , α, λ 2 ) – векторные реализации помехи и сигнала соответственно; А = (1, 0) – множитель, учитывающий наличие (А = 1) или отGGсутствие (А = 0) сигнала в векторе y ( t ) ; α – вектор информативных параметров сигнала (время запаздывания, доплеровская частота, угловые коорGдинаты целей, поляризационные параметры сигнала и др.); λ 2 – вектор неинформативных параметров сигнала (случайные начальная фаза или амплитуда, совокупность случайных начальных фаз и амплитуд, энергияGожидаемого сигнала и др.); λ1 – вектор случайных параметров внешнейG G Gпомехи (так называемый параметр помеховой обстановки); λ1, λ 2 ∈λ .371Раздел III.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
