Куприянов А.И., Сахаров А.В. Теоретические основы радиоэлектронной борьбы (2007) (1186259), страница 32
Текст из файла (страница 32)
А судить об уровне мошности принятого колебания можно по ее оценке Р„, сформированной за некоторое время наблюдения 7 или, что то же самое, по оценке мощности реализации процесса х(г), Т Т1 г и —; — (см. гл, 1). 2 2~ Рабочие характеристики обнаружителя в составе приемников средств РР и РТР определены соотношением (3.8), удобным для практических расчетов, Условная вероятность правильною обнаружения сигнала, отождеств- ленная выше с показателем энергетической скрытности.
равна, очевидно, (8.2) Энергетическая скрытность сигнала от средств РР и РТР зависит от соотношения сигнал/шум Рс ь) 1 0 1 (8.3) Р Аго Л/Т Аго 3 в полосе разведывательного приегиника, от базы сигнала В = дТТи от порогового уровня обнаружения ло = —, т.
е, от критерия оптимальности, (во Фо принятого при построении обнаружителя в составе приемника средства 134 блана Д ЛГаслоровки и незаметность раоооэлектроннык средств (РЭс.) разведки. В теории статистических решений и в технике систем обнаружения сигналов рассматриваются и используются разные критерии. Все критерии обнаружения исходят из тех или иных предположений об априорных вероятностях появления сигнала.
Так, в соответствии с критерием идеального наблюдателя (13) априорные вероятности наличия и отсутствия сигнала на входе приемника считаются известным, а пороговый уровень обнаружения выбирается таким, чтобы минимизировалась полная вероятность ошибочного решения: ' пров (ош Р(0) Рлт ' (1) ' пр (8.4) где Р(1) и Р(0) — соответственно априорные вероятности наличия и отсутствия сигнала в смеси с шумом на входе приемника; Р„и Рп условные вероятности ошибок типа ложной тревоги и пропуска. В частном случае равных априорных вероятностей Р(1)= Р(0)= 0,5 (8.5) критерий иде;шьного наблюдателя минимизирует сумму условных вероятностей ошибок (наблюдателю безразличны и одинаково опасны пропуски и ложные тревоги) Рт с Рпр= гп1п.
(8.6) Зависимость вероятности правильного обнаружения сипгала по крите- Р, рию идеального наблюдателя от соотношения с) = — ' в полосе разведыва- Р„, Р(0) тельного приемника и от отношения априорных вероятностей — ил- Р(1) люстрируется рис. 8,2, Поверхности построены для простейшего сигнала, имеющего небольшую базу В= 1. Критерий идеального наблюдателя хорошо подходитдля оптимизации процедуры различения сигнюгов приемниками средств радиоразведки. При обнаружении сигнала средствами РР и РТР, а в особенности РЛР, он едва ли подходит для систем, использукзших эти средства: пропуски сигнала и ложные тревоги отнюдь не равнозначны.
В соответствии с критерием Неймана — Пирсона априорные вероят- ности наличия и отсутствия сигнала в расчет не принимаются, а от опти- мального приемника требуется, чтобы он минимизировал условную ве- роятность пропуска сигнала при заданной фиксированной вероятности ложной тревоги. Критерий обнаружения в такой форме очень прост для применения и позволяет получать аналитические оценки качества мер и средств обеспечения незаметности. Осторожный, пессимистический, ми- нимаксный критерий основывается на том, что разведка стремится дейст- !В5 8.2. Количественное характеристики качества маскировки О, О, О, О, Рас. 8.
Ь Вероятность нравимного обнаружения яо критерию идеального набяюдатеяя вовать наилучшим для себя образом и обеспечивать максимум минимальной вероятности ошибки при наихудшей априорной осведомленности о наличии обнаруживаемого сигнала. Перечисленные критерии применяются для формирования двухальтернативных решений. Но разведка может исподьзовать и более шюжные многоальтернативные решения и применять соответствующие критерии.
Так, например, в соответствии с критерием последовательного наблюдателя (критерием Вальда) производится непрерывный анализ колебания на выходе линейной части приемника и сравнение уровня этого колебания с ДвУмЯ поРогами Щ и аом пРичем до > ооп Если пРевышен веРхний порог аоз, считается, что сигнал обнаружен в смеси с помехой. Если не превышен нижний порог аои принимается решение об отсутствии сигнала. В промежуточном случае, когда мощность наблюдаемого приемником колебание приналлежит интервалу [доз, ао1), считается, что имеющихся данных не хватает для принятия решения и наблюдение продолжается до тех поР, пока не настУпит олпа из двУх ситУаций: гг > аоз или о< аоп ПРсимушество последовательного наблюдателя состоит в том, что он может задавать априорные вероятности Р(0) и Р(!) независимо друг от друга и в некоторых случаях экономить время, расходуемое на обнаружение сигнала.
Разумеется, обеспечивая незаметность РЭС, не всегда можно с уверенностью утверждать, какой именно критерий оптимальности избрал противник при построении своего разведывательного приемника. Но в перечне наиболее употребительных критериев первое место занимает критерий Неймана — Пирсона. На рис. 8.3 изображена поверхность, графически отображающая зависимость показателя энергетической скрытности Рз„от 186 Глава 8. Мискирстка и неэаыетность ридиазлектраннык средсти ГРЭС) соотношения сигнал/шум и от базы при работе обнаружнтеля сигнала в соответствии с критерием Неймана — Пирсона. Зависимость получена на основе численного решения системы уравнений (3.8) относительно Р„ при Р =10з в качестве параметра. тр Рис.
8.3. Скрытность от обнаружения но критерию Нейнана — Пирсона Кривые обнаружения рис. 8.3 получены в предположении о том, что полоса пропускания разведывательного приемника согласована с шириной спектра сигнала. Если это условие не выполняется, например, если полоса превосходит ширину спектра сигнала и мощность шума на входе решающего устройства (компаратора) соответственно больше, чем при согласованном приеме, качество маскировки будет не лучше.
А если полоса энергетического приемника меньше ширины спектра сигнала„соотношение сигнал/шум на входе компаратора будет не меньше, чем при согласовании полос, и качество обнаружения будет таким же. Кроме вероятностной характеристики незаметности РЭС для средств РР и РТР, которой является вероятность Рэн, можно рассматривать в качестве показателя радионезаметностн пороговое соотношение сигнал/шум диор. Но, разумеется, между анар и Р существует взаимно-однозначная связь: для каждого Р, определенного из соотношений (3.8), можно указать значение с)и Мощность сигнала в полосе приемника средства РРТР (7) иэя иэл ион (4пЯ) где Є— мощность сигнала, излучаемого маскируемой системой; 6 коэффициент усиления передающей антенны этой системы в направле- 8.2.
Коаичественние характеристики качества маскировки 187 нии на приемную антенну средства разведки: б„ри — коэффициент усиления приемной антенны средства разведки; г) — коэффициент полезного действия приемного тракта; А — расстояние между источником сигнала и приемником. Очень часто сигнал. принимаемый средством РР или РТР, излучается не антенной, а каким-либо иным источником: окнами, дверями или другими технологическими проемами зданий и сооружений, в которых размещены РЭС, неоднородностями фидерных линий и электромагнитных экранов, иными неоднородностями в поверхностях, по которым текут индуцируемые при работе РЭС токи высокой частоты.
Для таких излучателей не вводится коэффициент усиления и в соотношении (8.6) пользуются величиной, эквивалентной излучаемой мощности (8.8) Мощность шума на входе детектора разведывательного приемника (в полосе УПЧ ДЯ составляет Р =)сТ'гз, (8.9) т т.Т где )с =1,23 !О гз,Дж град ' — постоянная Больцмана; Т' — эквивалентная шумовая температура входных цепей; ЛТ вЂ” полоса его линейных цепей (до детектора). Из (8.6), (8.7) и (8.8) можно получить формулу для определения соотношения сигнал/шум на входе разведывательного приемника: ~ ихчбиыОирм ' или~при 9= , Ч- , Ч (4 Д)г сТ. зу (4 Д)гкТ.,зТ ' (8.1()) Если задана лальность Я до точки расположения разведывательного приемника, из (8.9) можно найти а как показатель энергетической скрытности и соответственно качества маскировки. Если заданы требования на качество маскировки (Р,„или д), из того же соотношения (8.9) при известных параметрах приемника и средства разведки можно определить безопасное расстояние Я, на котором объект разведки незаметен и меры по маскировке РЭС достаточны.
Мощность сигнала на входе приемника средства радиолокационной разведки определяется известным соотношением (7]. которое для передачи и приема сигнала на одну и ту же антенну представляется в виде г г Р„мбит) ст (8.1 1) (4п) А~ где о — эффективная поверхность рассеяния цели. 188 Глава 8.
Маскировка и незиметность радиоэлектронных средств (РЭС) Исходя из (8.7), можно найти соотношение сигнал/шум на входе обнаружителя приемника РЛР: Р. б Хст (8.12) 14я) АТ"4ТЯ~ Р =ехр-е 1 йа Р и =1 — ехр 21+с)В~" (8.13) (8.14) где да — пороговое для обнаружения соотношение сигнал/шум, получаемое в соответствии с критерием Неймана — Пирсона как решение уравнения (8.7) при заданной вероятности ложной тревоги; В=ВОТ вЂ” база зондирующего сигнала, используемого средством разведки. Поверхность, образованная рабочими характеристиками обнаружения объекта средством радиолокационной разведки, представлена на рис. 8.4 в координатах 7- Р т Так обнаруживается цель на фоне собственных шумов приемника средства разведки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
