Radiolokacionnye_sistemy_SFU_elektronnyy _resurs (1021137), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Учеб.1.p q τи318ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.3. ИЗМЕРИТЕЛИ СКОРОСТИ ЦЕЛЕЙСледует отметить, что приведенные соотношения получены для случая,когда время запаздывания сигнала tз известно точно. Это условие может невыполняться.Во многих практических случаях РЛС должна выдавать информацию одальности до цели и её радиальной скорости.
Для этого необходимо одновременно оценивать время запаздывания и доплеровский сдвиг частоты отраженных от цели сигналов. Поэтому возникает задача оценки точности совместного измерения указанных параметров.Измеряемый параметр α в рассматриваемом случае – векторный:α1. Его составляющими являются время запаздывания tЗ = α1иα2доплеровская частота FД = α 2 . Послеопытное распределение p (α y ) случайных значений измеряеα =мых параметров при этом является двумерным нормальным законом. Поэтому точность оценки параметров tз и FД характеризуется матрицей точностиСy =− q2ρ′′ττρ′′τFρ′′τFρ′′FF,которая обратна корреляционной матрице ошибок измерения Су−1 .Вторые производные функции рассогласования ρ(τ, F ) вычисляются вточке=τ 0,=F 0.Оказывается, что корреляция ошибок измерения времени запаздыванияи частоты влияет на точность измерения каждого из параметров, когда одиниз них неизвестен.
Матрица Су−1 задается соотношениемστ0kσ τ 0 σ F01=1 − k 2 kσ τ 0 σ F0σ F202−1у=С1q ρττ′′σ τ2kσ τ σ Fkσ τ σ Fσ F2,1′′q ρFF– дисперсии ошибок измерения времени загде σ2τ0 =− 2 , σ2F0 =− 2паздывания при точно известной частоте и частоты при точно известномвремени запаздывания;k = ρτ′′F′′ – коэффициент корреляции ошибок измерения времеρττ′′ ρFFни запаздывания и частоты;=στ2στ20=, σ 2F21− kσ 2F01− k2– дисперсии ошибок совместного измерениявремени запаздывания и частоты (рис.
6.27). Радиолокационные системы. Учеб.319ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.3. ИЗМЕРИТЕЛИ СКОРОСТИ ЦЕЛЕЙσ 2τσ 2τ 01kРис. 6.27. Зависимость дисперсии ошибок совместного измерениявремени запаздывания и частоты от коэффициента корреляцииНаименьшее значение дисперсий στ2 , σ 2F имеют место в отсутствиекорреляции ошибок измерения, когда k = 0 . Это соответствует когерентным сигналам (рис.
6.28) с симметричным относительно плоскостей τ = 0 ифункциямиF = 0ρ ( − τ, F ) = ρ (τ , F ) ,рассогласованияρ ( τ, − F ) =ρ ( τ, F ) , для которых смешанная вторая производная ρτ′′F = 0 .ρF1.0∆ρ′ρ=const∆F∆ρ′′∆ρ′τ∆ρ′′τ=∆τΔρ′ − Δρ′′≈0Δτ ΔFF∆F∆τРис. 6.28. Вид функции рассогласования в отсутствие корреляцииошибок измеренияК таким сигналам относятся единичные и пачечные сигналы без внутриимпульсной и внутрипачечной модуляции, фазоманипулированные по коду Баркера или M-коду.Fρ=const∆ρ′′∆ρ′∆Fρ1,0∆ρ′τ∆τ∆ρ′′τ=∆τ∆ρ′ − ∆ρ′′≠0∆τ ∆F∆FFРис. 6.29.
Вид функции рассогласования при наличиии корреляции ошибок измерения Радиолокационные системы. Учеб.320ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.3. ИЗМЕРИТЕЛИ СКОРОСТИ ЦЕЛЕЙПри наличии корреляции ошибок k ≠ 0 дисперсии ошибок совместногоизмерения превышают соответствующие дисперсии раздельного измерения,что характерно для сигналов со скошенными (рис. 6.29) диаграммами неопределенности ρτ′′ F ≠ 0 .()К числу таких сигналов относятся сигналы с ЛЧМ. Для повышенияточности измерения принимают меры по уменьшению влияния неизвестныхпараметров, например, доплеровской частоты на результаты измерения времени запаздывания.
К их числу относится, в частности, подбор длительностисигнала с τи ⋅ FД max << 1 и излучение двух ЛЧМ-сигналовс противоположным наклоном законов изменения частоты.Таким образом, потенциальная ошибка измерения частоты Доплераобратно пропорциональна отношению сигнал/шум и длительности сигнала.Корреляция ошибок измерения влияет на их точность. Для повышения точности измерения принимают меры по уменьшению влияния неизвестных параметров, например, доплеровской частоты на результаты измерения времени запаздывания.Наличие корреляции ошибок при совместном измерении времени запаздывания и частоты влияет на результирующую точность измерения указанных параметров.Контрольные вопросы и задачи к практическим занятиям1.
В чем заключается задача оптимального измерения?2. Что используется в качестве обобщенного критерия эффективности точечного оценивания?3. Что такое априорная неопределенность в задачах измерения?4. Почему для получения оценок α применимы те же операции, которые используются в радиолокационных обнаружителях?5. Что такое условный средний риск?6. Записать квадратичную функцию стоимости ошибок измерения.7. Пояснить условия регулярности измерений.8. Какие измерения называются следящими?9. В каком параметре принимаемого сигнала содержится информация о радиальной скорости цели?10. Записать уравнение оптимальной оценки FД для оценки сигнала со случайными начальной фазой и амплитудой? Радиолокационные системы. Учеб.321ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.3.
ИЗМЕРИТЕЛИ СКОРОСТИ ЦЕЛЕЙ11. Какими параметрами определяется потенциальная точность измерениявремени запаздывания (дальности)?12. Как изменится потенциальная точность измерения дальности до цели, если увеличить длительность зондирующего сигнала в четыре раза?13. Как изменится величина СКО измерения дальности, если мощность отраженного от цели радиоимпульса на входе приёмного устройствауменьшится в 16 раз?14. Чем определяется потенциальная точность измерения частоты Доплера?15. Почему для простых сигналов требования по точности измерения дальности и скорости противоречивы?16. Как и во сколько раз изменится συr, если мощность отраженного от целисигнала на выходе приемного устройства возрастёт в 10 раз?17. К чему приводит корреляция ошибок измерения FД и tз при их одновременной оценке?Задача 1. Синтезировать структурную схему неследящего измерителявремени запаздывания сигнала со случайными неинформативными параметрами при использовании фильтрового и корреляционного методов обработки.
Изобразить графически выходной эффект устройств обработки и показатьна графике оценки времени запаздывания.Задача 2. Для условий задачи №1 определить ширину полосы пропускания фильтра и количество каналов корреляционного измерителя, если обнаруживаемый простой прямоугольный радиоимпульс имеет длительность τи= 2 мкс, а максимальная дальность rmax до цели равна 300 км.Задача 3. Синтезировать структурную схему неследящего измерителяскорости для сигналов со случайными параметрами при использовании фильтрового метода обработки сигналов.
Пояснить работу этого измерителя.Задача 4. Четыре скоростных канала измерителя настроены на частотысоответственно F1 = 500 Гц, F2 = 700 Гц и F3 = 900 Гц и F4 = 1,1 КГц. Разрешающая способность 200 Гц. На вход измерителя поступает сигнал от цели,доплеровская частота которого равна 950 Гц. Определить радиальную скорость цели с помощью измерителя для λ = 10 см. Какова точность измерителяи СКО? Как можно уменьшить СКО измерения?Задача 5. Определить потенциальные СКО значения измерения времени запаздывания и дальности до цели, если в РЛС используется гауссов радиоимпульс без внутриимпульсной модуляции длительностью 20 мкс. Сигнал со случайной начальной фазой и случайной амплитудой обнаруживаетсяс показателями качества D = 0,7 и F = 10-10. Радиолокационные системы.
Учеб.322ГЛАВА 6 ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ6.3. ИЗМЕРИТЕЛИ СКОРОСТИ ЦЕЛЕЙЗадача 6. Одиночный радиоимпульс колокольной формы с неизвестнойначальной фазой обнаруживается с показателями качества D = 0,8 и F = 10-6. Определить потенциальную СКО измерения скорости, если τи = 10 мкс, а λ =10 см.6.4.
РАДИОПЕЛЕНГАТОРЫИзмерение угловых координат является одной из важнейших функций,выполняемых РЛС различного назначения. Информация об угловых координатах целей является составной частью разведывательной и боевой РЛИ, используемой для решения, например, задач целераспределенияи целеуказания. Особенно важно точное измерение угловых координат целей в радиолокационных системах наведения зенитных управляемых ракет (ЗУР). Широкое распространение получили методы наведения, основанные на информации лишь об угловых координатах цели и ракеты. Кроме того, при наведении ДНА на цель удается получить наибольшее отношение сигнал/шум навыходе приемника РЛС.
Следовательно, можно получить наилучшие оценкидальности и скорости цели.Измерение угловых координат основано на определении направленияприхода электромагнитной волны, излученной или отраженной целью. Определение направления прихода электромагнитных волн часто называют радиопеленгацией.Измеряемые угловые координаты цели закодированы в принимаемомрадиолокационном сигнале. От угловых координат цели зависят в общемслучае как амплитуда, так и фаза принимаемого сигнала. Вид этой зависимости определяется методом пеленгации, применяемым в конкретном типеРЛС. От метода пеленгации существенно зависит структура угломерных систем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
