Бакулев П.А. Радиолокационные системы (2015) (1151781), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Обычно, еслирешение принимает оператор, то берут D = 0,5, а если решение принимает автомат, то D = 0,9; 0,99; 0,999;... . В то же время F = КГ3... КГ20.Зная D и F, по характеристикам обнаружения определяют quop.Существуют и аналитические соотношения для расчета величиныquoр, зависящие от вида сигнала и помехи. В Приложении 3 приведеныприближенные формулы расчета quop для различных моделей сигналов.Таким образом, Рпор относят к входу приемника, a qnop - к входупорогового устройства или к выходу приемника.
В общем случае связьР п о р = / (qп о р ) неизвестна. Однако при оптимальной обработке двых = qmax == EbJNo с учетом того, что спектральная плотность реального шума вобласти положительных частот равна N0. Аналогично, для оптимального приемника можно считать, что qnop = Euop/NQ, поэтому Епор = quopN0.При обнаружении одиночного импульса Е1Юр= Рпорги, следовательно,к кТ% =<7„ор^-(3-26)Если обработка не оптимальна, то это обстоятельство можноучесть с помощью коэффициента потерь L = qmax/q :^пор ЯпkJkTL(3.27)Учитывая, что ^ <Cv_ Л/, а Ршвх =кшкТАf , можно представить соотношение (3.27) в виде f[lop =къРтлх, где кв = qnopL - коэффициент видимости сигнала на фоне шума.При обработке пачки когерентных радиоимпульсов Еиор = РпортИп( Л ю р ~ пороговая мощность одного импульса; п - число импульсов впачке), поэтому/>По р = , п о р ^ .ПТИ(3.28)Выражение (3.28) можно представить с учетом сужения полосыпропускания приемника при накоплении п импульсов:99Рис.
3.29. Потери при некогерентном накоплении импульсовРп ор - к в Рш вх >где Pa = № = k J T t f .пт„При обнаружении пачки некогерентных радиоимпульсов накапливаются огибающие радиоимпульсов после детектора, в котором возникают потери. Эти потери зависят от отношения мощностей сигнала ишума на входе детектора, а последние при фиксированной энергии пачки определяются числом импульсов в пачке п (рис. 3.29).Ход графика Р пор= Л п ) на Рис- 3.29, а определен тем, что при п < 10отношение сигнал/шум в одном импульсе велико и детектор ведет себякак линейное устройство, а при п > 100 отношение сигнал/шум мало идетектор ведет себя как нелинейное квадратичное устройство, из за чеговозникают потери, пропорциональные 4п (рис.
3.29, б). Поэтому Р Пор == qnoр0 5 ЫЧН0 используют одну и ту же формулу для пачки ко-4пхгерентных и некогерентных радиоимпульсов, учитывая потери некогерентного накопления:кшкТЫНК^порЧ порВ общем случае qnop удобно находить, используя табл. 3.2.Кроме указанных потерь, при расчетах учитываются и другие, сNпомощью соотношения Ln =. Приведем причины таких потерь./=11.Неопшималъность фильтрации (несогласованная фильтрация). Сучетом нестабильностей несущей частоты передатчика, гетеродинов и доплеровского смещения частоты при движении цели необходимо увеличитьполосу пропускания фильтра А/ф до величины Af = А/~ф + А/"0 + Afr + 2Fjm]ax .100Таблица 3.2Модель сигналаРасчетные формулыПачка детерминированныхкогерентных радиоимпульсовПачка квазидетерминированныхрадиоимпульсов со случайнойначальной фазой_______________Пачка квазидетерминированныхрадиоимпульсов со случайнойначальной фазой и флуктуирующейамплитудой______________________Пачка некогерентныхрадиоимпульсов при отсутствиифлуктуаций амплитудыПачка некогерентныхрадиоимпульсов при независимыхфлуктуациях амплитуды_________Таким образом, произведение Д /ги будет отличаться от оптимального, и возникнут потери, которые можно найти по графикам рис.
3.30,где кривая 1 соответствует фильтрации импульса с гауссовой огибающей фильтром с гауссовой АЧХ, кривая 2 - импульса с гауссовой огибающей фильтром с прямоугольной АЧХ и кривая 3 - импульса с прямоугольной огибающей фильтром с прямоугольной АЧХ.2. Непрямоугольностъ огибающей пачки радиоимпульсов из-за реальной формы ДНА при плавном обзоре пространства LHnp(LHnp< 1,6 дБ).3. Расстройка Af центральной частоты фильтра и несущейчастоты сигнала, что приводит к уменьшению амплитуды сигнала навыходе фильтра и к потерям<УС2(0)Р и2с (А/рУРис. 3.30.
Потери из-за рассогласования фильтраЕсли допустить уменьшение амплитуды сигнала до уровня 0,5 отмаксимальной при наибольшей расстройке Afpmax = А //2 , то при равнойвероятности расстройки в пределах ±Afmax среднеквадратическое значение расстройки А/рск = А //(2л /з)« 0,ЗА/, а потери Lp = 1/0,72 = 1,37 , таккак Д/рск приводит к спаду АЧХ до уровня 0,72.4.Некогерентное накопление Ьш (зависит от числа импульсов впачке и типа интегратора)Тип накопителя.........................................................................................................ПотериLHKЭкран ЭЛТ............................................................................................................. 1нк « 4пЦифровой накопитель:потери квантования..................................................................................
0,2... 1 дБобщие потери................................................................................................1.. .3 дБ5.Потери при стробировании каналов дальности Z,cxp.Если длительность селекторного импульса гси не равна ги, то при1гс„ < Гм Аг= гси- г и и тогда=|Аг|2гыЕсли гси > ги , то6.=— ■Несовпадение селекторного и принятого импульсов приводит к,1потерям ьнс = t*-t„1-7.102Отличие этих импульсов по форме /,нсф < 1 дБ.8.Расстройка частоты сигнала относительно частоты настройки04канала. Когда АЧХ перекрываются на уровне 0,5, a A f = - L- , топТи2 дБ-Кс =9.10.11.Неоптимальность каналов и нестабильность их параметров добавляют LHCT= 1,26 дБ.Отличие частоты опорного сигнала от частоты принимаемогосигнала приводит к потерям до Lf& 1 дБ.Подача опорного сигнала не в точной квадратуре (А(р ^ пЩ также вызывает потери LKB< 1,5 дБ.12.Прочие Ьпр.Таким образом, общие потери можно посчитать, используя соотношение~|| ^7 — ^ ф ^ н п р ^ р ^ н к ^ с л р ^ н с ^ н с т -^ н с ф ^ н с ^ /^ к в ^ п р ?1=1или в децибелахNZ/,,—L- Lty+LHnp+Lp+LHK+LCTp+LHC+LHCT+LHCty+LHC+L/+LKB+Lnp./=13.6.
Обнаружение радиосигналовпри априорной неопределенностиПри работе радиолокатора в реальной обстановке не только неизвестен факт наличия и отсутствия сигнала на входе приемника, но могутбыть неизвестны характеристики помех и сигнала. Возникает проблемааприорной неопределенности или неизвестности. Возможны:- параметрическая априорная неопределенность, когда при известном законе распределения вероятностей сигнала и помехи неизвестны значения параметров этого закона;- непараметрическая неопределенность, когда неизвестен законраспределения сигнала и помехи.В первом случае возникает нехватка априорных данных, что не дает возможность установить связь наблюдаемых величин (входной реализации) с условным риском.
При обработке (дополнительной) входнойинформации нужно восстановить соответствие между ожидаемыми потерями и этой информацией. Такой процесс называют адаптацией, аправила решения задачи обнаружения в этих условиях адаптивнымибайесовыми правилами. Чаще всего эти правила формируют в рамкахадаптивного байесова подхода, основной особенностью которого является замена неизвестных параметров, характеристик или законов распреде103ленмя помех их состоятельными оценками.
При некоторых ограниченияхэти «оценки становятс! оценками максимального правдоподобия.С точки зрения нахождения структуры обнаружителей основнымиметодами преодоления априорной неопределенности явояются:- использование адаптации к неизвестным или меняющимся параметрам помехи, что приводит к адаптивным параметрическим системам;- создание устройств обнаружения, нечувствительных к виду закона распределения вероятностей помех адаптивно-нешраметрическихили инвариантных систем;- использование систем обнаружения сигнала, стабильно работающих: и незначительно теряющих свои свойства при изкенении законовраспределения вероятностей помех, что приводит к робастным системам.При параметритеской априорной неопределенности часто неизвестными или изменяющимися параметрами могут быть интенсивность(мощность) помехи т„, доплеровская поправка частоты соа или набегфазы за период повторения соаТп для пассивной помеху широкополосность помехи о‘(ОП(о'(1Я1Т]п) или ее коррелированность гкп.Неопределенность и изменение сг2 в элементе рарешения, а также от элемента к элементу разрешения в пределах зонл обзора можетсильно снизить эффективность устройств обнаружения, что обусловлено большим динамическим диапазоном (до 90 дБ) измеюния мощностиnoMiex.
При недостаточном подавлении помехи ее остатги могут менятьуровень и частоту ложных тревог. Мерой борьбы с этш недостаткомявляются использование устройств обнаружения с изменением порогаобнаружения в соответствии с интенсивностью помех \ элементах разрешения. На рис. 3.31 показана структура обнаружится! с постояннымуро&нем ложных трезог (ПУЛТ).В схеме рис. 3.31 текущие реализации Xh пропорцюнальные мощности помех (X i*U 2m ), формируются с помощью квадртичного детектора.
Эти реализации подаются на линию задержки с N - 1 отводами через ги. Со среднего этвода линии выборочное значение Xs подают наРис. 3.31. Обнаружитель ПУЛТ104нормирующее устройство (Н), где производится деление Xs на среднийпо числу ячеек N или числу элементов дальности уровень мощности помехи Риср = W. Средняя мощность помехи формируется путем усреднения N выборочных значений Xt со всех отводов линии, кроме среднего:и обеспечивает при обнаружении постоянство уровня ложных тревог.Удобно использовать устройство нормировки с логарифмическойсхемой ПУЛТ (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
