Лепин В.Н. Помехозащита РЭСУ летательными аппаратами и оружием (2017) (1186260), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Алгоритма вторичной пбработхи информации в условиях помех Аналогичные закономерности имеют иесто и при наблюдении цели, несмотря на то, что на мощность сигнала цели влияет КНД передающей антенны, но он одинаково влияет на мощности двух каналов и входит в коэффициент пропорциональности, При наличии белых внутренних шумов приемника сигналы Сгв и у„являются случайными величинами и распределены по закону Рэлея с параметрами ев и тт„соответственно.
Параметры ов и тт„определяются мощностью помех в суммарном (Рв = Ух ) г и компенсационном 1Р„= СГ„) каналах и мощностью внутренг них шумов в доплеровском фильтре соответствующего канала (РвР„): <ь. Ре +Рил. ттк Рк +Рш» К сожалению, отношение двух случайных величин, распределенных по Рэлею, не описывается аналитической зависимостью. Поэтому для оценки эффективности классификатора проведено математическое моделирование алгоритма распознавания направления воздействия помехи: по главному или боковому луча антенны. При моделировании принято, что суммарная диаграмма антенны имеет амплитудное распределение такое, что уровень первого бокового лепестка относительного главного — 27 дБ, второго — 35 дБ, а фазовое распределение — линейное, угол наклона которого определяет направление максимума.
Вид такой ДНА показан на рис. 4.15. Она имеет ширину главного луча де= 2,4' с КНД 35 дБ. Компенсационная антенна моделировалось диаграммой направленности вида 6„(д) = совГ(д — О,„)/04„1, где т)в„= 60' — ширина луча компенсационной антенны; д,„— смещение максимума суммарной ДНА относительно компенсационной (на рис. 4.15 изображены две компенсационные антенны при В„= 0' и О„= 10'). Разностная ДНА изображена точками.
197 4. Алгоритмы вторичной обработки инфориации в условиях поиех При 8,.= 0' компенсационная антенна «накрывает» боковые лепестки суммарной, а при 8,„= 10' левый боковой лепесток суммарной ДНА пре- вышает компенсационную антенну и, следовательно, возникают ошибки определения главного луча. БГ о, о о О 5 О 15 Ь Рисунок 4.1б Графики зависииости вероятности ошибки принятия помехи в первом боковом лепе- стке ДНА при нахождении помехи в глав- нои луче ДНА Рисунок 4,17 Графики зависимости вероятности ошиб- ки принятия помехи в главном луче при нахождении помехи в боковои лепестке ДНА Кроме того, при разработке алгоритма распознавания направления прихода помехи дополнительно следует использовать 198 На рис.
4,16 приведены результаты моделирования вероятностей ошибок Рвг, т.е. ошибок принятия решения о том, что помеха находится в главном лепестке, а принимается решение, что она в первом боковом, а на рис, 4.17, наоборот (первый боковой пРинимаетсЯ за главный — Ргв'1 пРи Различных отношениЯх помеха/шум (помеха слабая, такая, что вероятность ее обнаружения по главному лучу Р,= 0,5, а по боковому Р„о= 3 10 — кривые 5 и б, помеха средняя Р„„= 0,93, а Р„.о= 10 ' — кривые 3 и 4, и помеха мощная Р„= 0,997, Р о= 0,5 — кривые 1 и 2) и при различном значении коэффициента Ь. 4.
Алгоритмы вторичной обработки информации в условиях помех тот факт, что фаза сигнала, принимаемого по первому боковому лепестку суммарной антенны, отличается на 180' от фазы сигнала компенсационной антенны, а по главному лучу они совпадают (четные кривые на рис. 4.16). Анализ этих кривых показывает, что при Ь > 3, вероятность принятия решения от том, что помеха находится в первом боковом лепестке, а на самом деле она в главном — Р,г, не превышает 10%. Использование дополнительной информации о фазах сигналов, принятых компенсационной и суммарной антеннами, снижает вероятность ошибок лишь при й < 1 и мощной помехе (рис.
4.17). При Ь > 3 для слабой помехи высокая вероятность принзггия ошибочного решения о том, что она находится в главном луче, а на самом деле — в боковом — Р„в (рис. 4.16), Однако при этой ситуации имеет место низкая вероятность ее обнаружения (Р„,в= 3 10 ~). Идентификация помехи по второму лепестку повторяет закономерности идентификации по первому лепестку, но величина Ь при этом в 2 раза ниже.
Следует отметить, что в качестве коипенсационной антенны можно использовать разностную. Однако боковые лепестки разностной антенны (особенно дальние) и боковые лепестки суммарной антенны очень трудно сопоставить по уровню и поэтому ее можно использовать только при идентификации первого бокового лепестка (рис. 4.15). Таким образом, классификатор помех по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны работает по следующему алгоритму. В том случае, когда обнаружена помеха в суммарном канале и не обнаружена в компенсационном, принимается решение о приеме помехи по главному лучу. Если помеха одновременно обнаружена в суммарном и компенсационном каналах, то сравниваются амплитуды выходных сигналов и принимается решение о приеме помехи по боковым лепесткам, если амплитуды сигналов отличаются не более, чем в 2...3 раза, в противном случае — по главному.
199 4. Алгоритмы вториииой обработки иифоривции в условиях поиех Для повышения достоверности обнаружения помехи в первом боковом лепестке можно использовать разностную антенну н соотношение фаз в суммарном и компенсационном каналах. Дополнительная проверка наличия помехи в главном лепестке проводится путем сравнения амплитуд сигналов в суммарном и разностном каналах (сигнал в разностном канале ниже сигнала суммарного, если цель — в главном луче). 200 ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ И ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ $.1.
Оптимальный алгоритм обнаружения сигналов при действии помех, не совмещенных с целью При отыскании оптимального алгоритма пространственной обработки будем полагать, что оптимальная временная (частотная) обработка, следующая, как правило, за пространственной„ заключается в согласованной фильтрации. Постановка задачи синтеза алгоритма оптимальной пространственной обработки смеси полезного сигнала, коррелированной по пространству помехи и внутреннего «белого» шума, может быть сформулирована таким же образом, как и в п. 3.1, но с учетом только пространственных параметров и характеристик сигнала и помехи.
Если полезный сигнал от цели обозначим з(х) „корреляционную функцию помехи л„(р), а корреляционную функцию смеси помехи и внутреннего шума и (р) = Я„(р)+ — 6(р), то 2 интегральное уравнение для весовой функции г(х) приобретает вид 201 5, Пространственные и попяризационные методы обеспечения помехоустойчивости Я, (х - х,)г(х,)дх, с я(х)„ о или Р (х-хт)г(х)дхс я(х,). о (5.1) Как известно, если ширина корреляционной функции по оси х значительно меньше размера антенной решетки Е, то в выражении (5.1) можно перейти к бесконечным пределам: [.~*-*и ° — ч*-~)) н,=ни ~о 2 (5.2) Переходя от интеграла суммы к сумме интегралов в левой части уравнения, получаем Я (х-х,)г(х,)дх, + 1 — ос5(х — х,)г(х,)дх, =в(х).
(5.3) 2 ю — Ю Выполняя Фурье-преобразование по х от левой и правой частей уравнения, получаем ехр1 — 0 дх+ .Г 2ях = ) в(х)ехр1~ — тр рх, ~ 2 У"' (5.4) где 2хд/Л вЂ” пространственная частота; 0 — текущий угол между нормалью к антенной решетке и произвольным направлением. 202 )[ 1 .~*-*, и*о,1 — с5(х — х,)г(хт)дхт ехр1 — — д)дх = 5. Пространственные и попяризационные методы обеспечения поиехоустойчивости Отсюда, используя известное свойство Фурье-преобразования, состоящее в том, что спектр свертки двух функций равен произведению их спектров, получаем а. Е)О„(В)+ "о Он(В) = а„(В), (5.5) где С,(д) — АЧХ пространственного оптимального фильтра, то есть диаграмма направленности антенной решетки; 0„(ст) — пространственный спектр помехи; 6„(ст) — пространственный спектр сигнала от цели.
Окончательно получим 6„(ст) а нг — о+6 (~) (5.6) Анализ (5.6) показывает, что оптимальная форма диаграммы направлен- ности антенной решетки, обеспечивающей пространственную обработку принятой смеси сигнала и помехи, характеризуется наличием минимума (нуля) в направлении на источник поиехи, т.е. при тр = ср„ . Это означает, что оптимальная пространственная обработка заключается в пространственной режекции помехи за счет создания диаграммы направленности специальной формы. Наиболее просто это может быть реализовано в фазированных антенных решетках (ФАР). Пример такой ДНА смотри на рис.
5.1. Сплошной линией показана ДНА при отсутствии помехи, а пунктирной линией — ДНА при появлении помехи, разнесенной по пространству, Другой вариант реализации пространственного метода защиты от коррелированной помехи может быть осуществлен в моноимпульсных антенных системах за счет, например, ориентации имеющегося первого нуля суммарной диаграммы направленности на источник помехи.
На рис. 5.2 показан этот вариант пространственного метода обеспечения помехоустойчивости. 203 5. Пространственные и попяризационные методы обеспечения помехоустойчивости Ц П при действ помехи Рисунок 5.1 Диаграмма направленности антенн Ц П Рисунок Б,2 Пространственный иетод поиехоустойчивопи Для шумовой помехи из вынесенной точки„которая описывается корреляционной функцией вида (5.7) я„(т, р) = — "' су(т) ехр) —" р, 2 Х где дя — угловое положение источника помехи, и непрерывного полезного сигнала с известной амплитудой и фазой, можно получить выражение для весовой функции оптимальной пространственной и последующей временной (частотной) систем обработки в следующем виде: 5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
