Лепин В.Н. Помехозащита РЭСУ летательными аппаратами и оружием (2017) (1186260), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Загрубление приемного канала Предотвращение перегрузки приемного канала может быть обеспечено за счет загрубления приемника, т.е. подключения в тракт усиления (УВЧ, УПЧ) элементов, вносящих ослабление (затухание) сигнала (помехи). Внесение дополнительного ослабления осуществляется, как правило, при достижении входным сигналом (помехой) определенного уровня. Загрубление в большинстве систем реализуется в блоках УВЧ.
Выключение загрубления может происходить автоматически при уменьшении амплитуды входного сигнала (сигнал+ помеха) до определенного уровня. Рис. 7.21 поясняет механизм предотвращения перегрузки приемника за счет загрубления, Преобразование смеси сигнала и помехи при загрублении характеризуется уменьшением только амплитуды сигнала и помехи. Спектр сигнала и помехи при этом не изменяется. Это обьясняется тем, что при загрублении, в отличие от ограничения, отсутствуют нелинейные преобразования. 308 7, Амплитудные, комбинированные и другие методы обеспечения помехоустойчивости... выл ение о грубяения ния Рисунок 7,21 Механизм загрубпеиия приемника 7.4.4. Стабилизация вероятности ложной тревоги При воздействии помех, значительно превышающих уровень собственных шумов приемника, возможна перегрузка приемника РЛС, процессора радиолокационных сигналов, процессора обработки данных, а также индикатора радиолокационной системы за счет резкого повышения вероятности ложной тревоги г',или частоты ложных тревог) при постоянном пороге обнаружителя.
Для предотвращения этого нежелательного явления в радиолокационных системах широко применяются устройства и алгоритмы, обеспечивающие постоянное значение (стабилизацию) вероятности ложной тревоги. Задача обеспечения постоянной вероятности ложной тревоги решается с помощью схеи и алгоритмов АРУ по шумам, измеренным в таком интервале между излученными импульсами, в котором отсутствуют полезные отраженные сигналы. Однако наиболее эффективными являются адаптивные обнаружители, которые обеспечивают анализ входных сигналов и поддержание неизменной вероятности ложной тревоги за счет изменения своих параметров, 309 7. Амплитудные, комбинированные и другие методы обеспечения помехоустойчивопи.„ Адаптивное обнаружение радиолокационных сигналов в условиях нестационарного шума (помех) достигается за счет применения порога, вычисляемого на основе определения среднего уровня помех в соседних элементах разрешения по дальности и (нли) по скорости (частоте Доплера).
Структурная схема простейшего обнаружнтеля с фиксированной вероятностью ложной тревоги показана на рис. 7.22. Выход амплитудного детектора подключен к устройству задержки с Ф ответвлениями, в котором задержка сигнала между соседними ответвлениями равна длительности простого зондирующего (или сжатого) импульса. Для оценки среднего уровня помех используются лишь соседние элементы разрешения по дальности. Амплитуда сигнала у„, поступившего по центральному ответвлению линии задержки, сравнивается с пороговой величиной у„,, формируемой в формирователе порога на основе заданной величины вероятности ложной тревоги Р„.
Если величина у, > у„,, то принимается решение, что «цель есть». При возрастании уровня шумов в нескольких соседних элементах дальности порог у„, увеличивается таким образом, что вероятность ложной тревоги при обнаружении не изменяется и, следовательно, перегрузка приемного тракта, процессоров радиолокационных сигналов, данных и индикатора не происходит. Рисунок 722 Обнаружитель сигнала 310 7, Анплитудные, конбинированные и другие нетоды обеспечения поиехоустОйчивост... Схема обнаружителя с фиксированной вероятностью ложной тревоги другого вида приведена на рис. 7.23. В утг элементах разрешения участка дальности, соответствующего окну приема ЛД, анализируются амплитуды прошедших доплеровскую обработку сигналов. Решение задачи обнаружения проводится для элемента разрешения, обозначенного на рис. 7.23 как у, .
Рисунок 7.23 Обнаружитель с фиксированной вероятностью ложной тревоги Соседние с ним элементы разрешения не анализируются, что предотвращает повышение порога за счет наличия сигнала в соседних с анализируемым элементах разрешения. Измеренные значения амплитуд сигналов во всех элементах разрешения поступают на устройство ранжирования, которое записывает их в массив ячеек памяти с адресами от 1 до ттг. При этом записанные в массив ячеек памяти величины занимают местас1-йпо У-юячейкитаким образом,что у, <у <у «...уы. Ячейка массива с номером /г = (утг+1)/2 связана с устройством считывания, которое передает на устройство формирования порога значение амплитуды сигнала у» для определения порога 311 7. Аиплитудные, каибинированные и другие иетоды обеспечения поиехоустойчивопи...
На это же устройство подается из элемента памяти численное значение константы, задающее вероятность ложной тревоги. Решение о наличии сигнала от цели принимается при у„т > у„,р. При продвижении в окне приема сигналов (отсчетов) на один шаг, соответствующий одному элементу разрешения по дальности, цикл работы обнаружителя повторяется. Для того чтобы избежать ложную тревогу в случае скачкообразного изменения мощности помех, выбирают значение уе из области больших значений амплитуд отсчетов (тг > У/2). Это обеспечивает своевременную реакцию на включение мощной помехи соответствующим повышением порога.
7.$. Обнаружение слабых сигналов. Нормировка входного сигнала Синтезируем обработку принимаемого сигнала для случая, когда полезный сигнал а(т) наблюдается на фоне интенсивной помехи с независимыми выборками. Предположим, что плотность распределения помехи описывается функцией 1Г„(л), а принимаемая реализация имеет выборки у, длиной М, в которой адднтивно связаны сигнал и помеха. Логарифм отношения правдоподобия (3.1) при такой модели имеет вид =о Пи„(у,) т=о мо г=о (7.25) 1 (РР'„(у — )) = 1п(РР'„(у)~ — — ~1п(РР„(у))] + с)у 312 При малых значениях э логарифм отношения правдоподобия можно разложить в ряд Тейлора ограничившись квадратичным членом 7, Амплитудные, комбинированные и другие методы обеспечения помехоустойчивости„.
+ — — ( 1п(РР'„(у))1 ~~. (7.26) 2 с)у Это приводит к асимптотически оптимальной обработке вида 1п(М ,'У Х(у,)в,+~~>„Х (у,)а,'= (7,27) — — ~ — '(1п(рр'„(у,)ф+ — ~К вЂ” [1п(рр'„(у,)Ц а,, с)у2 где Х,(у), Х,(у) — функции нелинейного преобразования входной выборки наблюдения у,: Х1 (У) 1 1п т~рн (У)т1 Х2(У) 21 1221ррн (У)т1 ' (723) л и ' 2 2бу2 Обработка принимаемой реализации у, осуществляется по формуле лт л' 1П(х,) = ~К Х (у )В + ~~К Х (у )а (7.29) гмо (7.30) + ~ Х2(у,)А~а~сов~(22ТА1Лт — рйт), мо 313 и сводится: ° к проведению безынерционных нелинейных операций Х, (у) и Х2(у) над каждым из дискретов у„поступаютцих на вход обнаружнтеля; ° корреляционному накоплению (произведению и суммированию) результатов этих операций, согласованных с ожидаемыми дискретами а, и их квадратами.
При приеме сигнала со случайной амплитудой А и начальной фазой 1св с априорными распределениями по закону Рзлея и равномерному, логарифм функционала правдоподобия имеет внд лг 1п(2.) = УыХ,(У,)Аа,сов(2ллгбт — Рте)+ ~=0 7. дмппитудные, комбинированные и другие методы обеспечения помехоустойчивости... где Лт — временной дискрет входной выборки и сигнала; а, опре- деляет закон изменения огибающей сигнала: а; г я(ухЛГ) г я(у) . Алгоритм обработки реализуется путем усреднения отношения правдоподобия по амплитуде и начальной фазе (по аналогии с (3.30)...(3.35)), либо путем оценивания неинформативных параметров сигнала (А,(ки) и их учета в (7.30). Для оценки А и (дт проведем тригонометрическое преобразование (7.30); (п Ы = ~~У 2, (Ут) Акт сов(2ггЩЛт) соз(Рте)+ !=О М ы ск,т1 (Уг)АЯ Яп(2юУотххг)зтп(РД))+ — вы~,~а(уг)А х !М) г — О и перейдем к оценке квадратурных параметров сигнала А, = Асоврхо и А, = Аяпрхо, распределенных по нормальному закону с нулевым математическим ожиданием и дисперсией а;.: (п(2)=А~с+А~в+~А+А ) — й+)п а з а ° (7.31) где величины У„У, и Я определяются выражениями: У, = ~к дт(у,)а,сов(2ггДЖ); У, =,~,'с)(у,)агяп(2гг,уплат)1 ;=о С~~~ Х2 (ут) вг мо 7.
Аиппитудные, коибинированные и другие методы обеспечения поиехоустоднивости... Для получения оценок А, и А, необходимо решить систему уравнений: (7,32) Решение (7.32) имеет вид 1 Я вЂ”вЂ” г Его подстановка в (7.30) определяет алгоритм обработки в виде "й а ьЫ=— (7.33) том ожидаемого сигнала. В некоторых случаях плотность распределения помехи имеет статистику, распределенную по закону р(п) = аехр( — Ь!в~ «) . (7.34) На рис. 7.24 приведены кривые распределений (7.34) при различных значениях д. Все они симметричны, имеют нулевое математическое ожидание и отличаются дисперсией и эксцессом (момент 4-го порядка). При ут = 1 имеем обычную гауссовскую кривую, уменьшение д приводит к росту «хвостов» распределения (вероятностей больших значений) и обострению вершины. 315 Аналогичный алгоритм получается и при усреднении Ь(х.) по амплитуде и начальной фазе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
