Куприянов А.И., Сахаров А.В. Теоретические основы радиоэлектронной борьбы (2007) (1186259), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Во всех рассмотренных до сих пор задачах обнаружения сигнала средствами радиоэлектронных разведок н обратных им задачам маскировки (обеспечения скрытности) сигналов предполагалось, что в пространственно-частотной области, где работают средства разведки, сигнал маскируемой системы либо присутствует, либо нет. На практике процесс обнаружения сигнала всегда сопутствует процессу поиска во всей пространственной, временной и частотной области априорной для разведки неопределенности относительно параметров сигнала. При этом характеристики обнаружения (и соответственно характеристики незаметности радиоэлектронных средств и радиолокационных целей) оказываются иными.
Как правило, пространственная, временная и частотная неопределенность параметров Условиям работы обнаружителя в радиолокаторе хорошо соответствует модель сигнала со случайной начальной фазой и флюктуируюшей амплитудой. При этом случайные изменения амплитуды сигнала, вызванные прежде всего флюктуациями отражаюшей поверхности цели при изменениях ракурса, считакпся распределенными по закону Релея. Рабочие характеристики обнаружителя для этого случая можно найти в (12).
В наших обозначениях вероятности ошибок оптимального обнаружителя сигнала со случайной фазой и флюктуирующей амплитудой выражаются зависимостями К2. Ка ~инественные характеристики качества маскировки 189 Рис. 8ик Райание наверхнвсти абнарумситеяя в састанс средства РРТР маскируемых объектов улучшает показатели их незаметности !15). Поэтому маневрирование радиолокационной цели в пространстве, а излучающих РЭС вЂ” во времени и по частоте, является существенным резервом повы!пения радионезаметности. Маневрирование в частотно-временном пространстве — это, другими словами, увеличение базы сигнала. Влияние расширения базы на заметность уже рассматривалось.
Что касается пространственного маневрирования, то оно при некоторых довольно общих условиях способно улучшать показатели незаметности за счет расширения априорной для разведки области пространства, где приходится проводить поиск обнаруживаемого объекта.
Контрольные вопросы !. Какими показателями характеризуется качество маскировки от средств РРТР? 2. Какие известны способы улучшения маскировки от средств РРТР? 3. По каким причинам увеличение базы сигнала улучшает его энергетическую скрытность? ГЛАВА 9 СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАДИОНЕЗАМЕТНОСТИ 9.1. Оптимизация сигналов и их пространственно-временной обработки Серьезным резервом обеспечения незаметности является снижение мощности сигнала. Но уменьшить мощность сигнала можно только в обмен на применение оптимальных методов его приема и обработки. Для обозначения проблемы рационального выбора алгоритмов формирования, а также временной и пространственной обработки сигналов )11) применяется термин «синтез пары сигнал — фильтр» (12).
Математический синтез пары «сигнал — фильтр» при произвольных характеристиках помех весьма сложен и возможен только тогда, когда имеется адекватная модель этих помех. Ддя систем, работаюших в условиях РЭП, такие условия выполняются далеко не всегда. Но условия проведения синтеза резко упрощаются, если единственной помехой является алдитивный нормальный стационарный шум с известной спектральной плотностью (например, внутренний шум радиоприемного устройства или шумовая помеха, которая считается наиболее универсальной для радиопротиволействия [23]).
В этом случае на входе приемника наблюдается смесь сигнала з(Г) и помехи л(Г) со спектРальной плотностью 9а, постоянной в полосе частот дГ х(г) =х(г)ел(г), (9.1) т т) на интервале времени ге —; — ~. 2 2~ Синтез пары «сигнал — фильтр» при этом обычно проводится в два этапа 111). На первом отыскивается оптимальный (в смысле выбранного критерия) приемник («фильтр» ) для сигнала, заданного в обшем виде, без предварительной конкретизации формы. На втором этапе определяется, как должна быть конкретизирована функция з(г), чтобы найденный оптимальный приемник давал наилучшие результаты по всем возможным видам сигнала.
Тем самым находится пара «сигнал — фильтр», наилучшая по помехоустойчивости среди всех возможных комбинаций способов ДД Оптимизаии» сиг»авов и их проетранетвенновременной обработ»и !9! где хг =х((лг); л= 1/лг=2лг»1. Поскольку вся случайность х(г) заключена в помехе п(г), а помеха имеет нормальное распределение 112 И'„~п(г)Д=кехр — ( и (г йг 0 1/2 (9.4) где к — несущественная для дальнейшего константа, которая не зависит от сообщения д то из (9.1) следует, что !/2 Р(х1з)=И'„~х — з(г)~)=кехр — ) ~х-з(г)) г(г (9.5) и (9.1) преобразуется к виду 1/2 Р(з!х)=к'Р(з(г))ехр — ) (х-з(г)) а!г, (9.6) 1,л где к' — константа, поскольку решение о з(г), которос должно быть сфор- мировано на выходе приемного устройства, зависит лишь от формы рас- пределения Р(в'1х), но не от его масштаба по оси ординат.
временной обработки в передатчике и приемнике (разумеется, собственном приемнике системы, а не разведывательном). Самый лучший приемник не может сделать ничего, кроме как максимизировать некоторую монотонную неубываюшую функцию от апостериорного распределения вероятностей принимаемого сигнала. Конкретный вид функции определяется принятым критерием оптимальности, а выбор критерия не относится к процедуре синтеза. Апостериорное распределение сигнала з(Г) (точнее, сообшения, содержащегося в сигнале) при известной реализации х(Г) Р(з(х) = )гР(з) Р(х(з), (9. 2) где )е — константа, нормирующая Р(з~х) к единице и не зависяшая от и а потому не влияющая на результаты синтеза приемника; Р(х'(з) — плотность вероятностей реализации х(г) при заданном ж РЯ вЂ” априорная плотность вероятности сигнала з(Г). Обычно считается, что процесс х(г) имеет спектр, сосредоточенный в ограниченной полосе ьг' .поэтому реализация х(г) может быть представлена как совокупность (вектор) своих выборочных значений х(г) = (хо ...
х,, ... х„), (9.3) Глана 9. Стлсобы обеспечения радионезалмтности 192 Выражение (9.6) можно представить в виде 1 (() Р(з/х) =к "Р(х)ехр: )г хг(г)с(г ехр~ — ~, (9.7) 82 ! г — Ие) —, л а -ц2 зации не зависягцая от х(г) и поэтому не влияюшая на результаты синтеза; ~,'2 0 =- ) а (Г)с(à — энергия сигнала. — 82 Таким образом, как следует из (9.7), вид апостериорного распределения Р(з'х), монотонную функцию от которого должен максимизировать оптимальный приемник, определяется главным образом корреляционным интегралом 82 1(х,г)= ) хз(г)сгг. (9. 8) Разумеется, конкретная техническая реализация оптимального приемника определяется не только функцией (9.8), но и характером сообщения, заключенного в сигнале х(г) (дискретная величина, непрерывная величина, функция времени), а также видом критерия оптимальности.
Однако при шумовой помехе оптимальное приемное устройство всегда должно реализовывать процедуру, иллюстрируемую схемой рис. 9.!. Рис. 9.!. Олгтииаяиный приемник дяя .г(Г) Вычислитель интеграла 2'(х, х) должен определять его в соответствии с (9.8) для всех возможных воспроизводимых сообщений и формировать данные для решаклщего устройства, которое на этой основе выносит решение з* о сигнале, наблюдаемом на входе в смеси с шумовой помехой, и о сообшении, которое переносит этот сигнал.
Обработка поступаюшей на вход приемника смеси х(г) по закону (9.8) называется согласованной с сигналом з(Г), так как кахсдое значение интеграла г'(х,я) определяется для соответствующего ожидаемого сигна- й Л Оптииизачия сигналов и ик проотринпивенн>»времени»и обработка 193 ла з(г). В частности, в задаче обнаружения, когда сигнал способен принимать только одно из двух значений з,(1) =з(г), зг(г) =— О, как следует из (9.8), достаточно вычислить одно значение корреляционного интеграла »г /(х,в>) т ) хз> (Г)»д ->уг соответствующее образцу (копии) обнаруживаемого сигнала з(г). При этом задача решающего устройства в схеме на рис.
9.! сводится к сравнению значения 1(х,з>) с некоторым порогом й». '>"акиь> образом, для рассмотренного вида помехи (аддитивной шумовой) оптимальная фильтрация сигнала в приемном устройстве сводится к обработке, согласованной с ожидаемым сигналом з(г) и состоящей в основном в вычислении корреляционного интеграла вида (9.В1. Поскольку при выводе этого результата на ~)юрму сигнала л(Г) не накладывалось никаких ограничений (за исключением того, что эта форма должна быть точно известна в месте приема), задача отыскания оптимальной пары «сигнал — фильтр» свг>дится ко второму этапу синтеза.
т. е. отысканию такой формы сигнала з(г)(точнее, такого закона преобразования сообщения в сигнал), которая з(Г) при условии согласованной с этим сигналом обраб>отки обеспечивает наилучшее в заранее указанном смысле значение показателя точности воспроизведения сообщения. Например, обеспечивает минимальное значение среднего риска, или полной вероятности ошибки, или среднего квадрата ошибки воспроизведения сообщений.
Во всяком случае, совершенно очевцдно, что если «фильтр» реализует операцию >9.3В то «сигнал» должен принимать такие формы (реализации> з>(Г), лля которых значения ! (х,з,) максимально различаются при разных д При помехах другого вида, отличающихся от нормального шума, приведенные выводы об оптимальной паре «сигнал — фильтр» могут оказаться неприемлемыми. Для коррелированных с сигналом помех (в частности, пассивных) обработка, согласованная в смысле (9.8), не может считаться оптимальной. Имеется целый ряд особенностей построения оптимальных систем обработки таких сигналов, которые зависят не только от времени, но и от пространственных координат. Пространственно-временная обработка в приемных устройствах включает совместную обработку колебаний, принятых антенными элементами или подсистемами, расположенными в различных пунктах пространства, включая и пункты, разнесенные на большие расстояния.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
