Плекин В.Я. - Проектирование цифровых устройств обнаружения и оценивания параметров сигналов (774515), страница 5
Текст из файла (страница 5)
(о~) и„. ~"„тт (ж)и . таж, т»ео где Й' (и',) - функция» аппроксммирутощая дкаграмму направленности антенны; и - напряжение иа выходе детектора; Ь (и.)- весовая фуккпия. В соответствии с алгоритмом (2,12) за оценку принимается значение Й, обеспечивающее максимум у~ (о() . Определение момента времени, когда сумма (2,Х2) доститает максимума, ке очень удобно. Значительно удобней определять момент прохождения через куль Выражения Г ~ б' (о~) ~(~) и .= ~; Ь.'(а4)и,=б,(2.1З) » . ' Ж »-в .
' »-ь Ьасо а~о где ~т„,( я', ) - весовая функция, Таким образом, алгоритм оптимальной оценки азимута состоит в фиксации момента времени, когда на основании (2.13) взвешекная сумма сигналов на выходе детектора принимает нулевое значение В этот момент Времени промзводится отсчет азимута пепи, если при этом имеется сигнал обнаружения этой цели. Определим теперь цифровые эквиваленты алгоритмов (2.12) и (2,ХЗ), Для этого произведем квантование выходных напря-.
35 жений детектора и и весовых функций Ь (и'.) к 6-(с() . Бу-- дем считать, что осуществляется бинарное квентовайие сигналов и,. н весовых функций Ь' (К) и 1у„'ф), При этом симметричная весовая функция Ь (~К) (рис. 2..3,е) преобразуется в симметричную прямоугольную Ь (а() (рис, 2,3,6) и пределах и $ интервале у7 Ф импульсов печки а евтиснмметркчная функ Уф Я а,.'(,- а,'( (. учетом бкнаркого квантования сигналов и принятых айпрокснмаций весовых функций алгоритмы (2,Х2) и (2 13) принимают вид Пуу-7 у, (о~)-~; Ю~, = мад, ~ац ."~~",,( ~~ '(~ О, И.Ы~ М д 4-~, Ф-~ где с~~ - бинариаа спучайнаа ведами~а, Структуриаа схема ел оритма (2,16) приведена на ркс, 2,4, Схема решает задачу обнаружения цели н измерения ее азимута, В случае превышения сигнале сумматора ФИ порога обнаружения Ф„на выходе цифрового комператора СС формируется сигнал обнаружения, сравнение накопленных половин пачки импульсов в сумматорах 8М и 8М производитса цифровым компаратором СС, Отсчет азимута цели производится в том случае, когда иакопле~- 4 ные суммы равны и на входе схемы совпадения имеется сижел обнаружения цели, Двоичный код азимута целя считывается с выхода счетчике азимута, который определяет число счетных меток азимута, поступаюшкх с датчика азимута (ДЯ ) ° Датчик азимута формирует счетные метки (импульсы) азимута, следующие с дискретностью Ы, е также метку север ( М ), которая используется для установки счетчика азимута в "нуль" прк прохождении антенны через направление на север, Для оценки потенциальной точности измерения азимута воопользуемся формулой Крамера-Рао, которая позволяет определить нижнюю границу дисперсии оценки измеряемого параметра где Р (и/~ ) - плотность вероятности распределения амплитуд; М(Х) ~ д:~Г(;с)аЪ - математическое ожидание; ю - объем выборки.
Ркс. 2,4 Сигнал "обнаружение в данной схеме формируется на выходе пифроього компаратора (ССо), если накопленная сумма ~~, + ЮМг превысит порог обнаружения С = ~о ..Пальность до целя определяется по номеру канала, в котором произошло обнаружение цели. Азимут измеряется двоичным счетчиком азимута С7;~, показания которого считываются, если на в~оде регистра совпадеется иа выходе' схемы совпадения при наличии сигнала "обнару- жение" и сигнала регистрации центра пачки, поступакяцего со схемы сравнения (кодово о компаратора) СС .
Таким образом, х' данная схема обеспечивает обнаружение и измерение координат многих целей, находящихся в зоне обзора радиолокатора, 2 3. ЦИФРОВЫЕ СЛЯДЯКИЕ ИЗМЕРИТЕЛИ а Синтез цифрового эквивалента аналогового следящего' измерителя состоит в замене непрерывной функции Я, (й~й) или ее логаьифма в соотношении (2.6) на дискретное распределение ~~~,Ф/А) ° При опенке точности синтезированной таким образом схемы цифрового следящего измерителя необходимо учесть дополнительные ошибки, возникакхцие за счет шумов квантования и округления.
Обычно ети ошибки достаточно малы и рассматриваются как аддитивные шумовые комлонентыа Соотношение (2,6) было получено ь предположении, что оцениваемый параметр А. постоянен„Однако и режиме сопровождения цели на интервале времени иабиодения ее координаты изменяютсяа Поэтому измеряемые параметры сигнала также являкп'- ся функциями времени. Для того чтобы разность между оцениваемым параметроь д ( $ ) и опорным его значением х ~ не выходила за пределы линейного участка характеристики дискриминатора, необходимо соответствуюшим образом изменять значение опорного параметра я.а(Ф), При выполнении этого условия решаемая задача может рассматриваться в линейном приближения с использованием хорошо развитой теория оптималькой линейной фильтрации, Указанное требование, налагаемое на линеаризированный оптимальный измеритель, непосредственным образом влияет на метод формирования опорного сигнала.
Наиболее простим способом получения опорного параметра является исполь' зование сглаженного значения оцениваемого параметра на выхо' де сглаживающего (интерполяруяяцего) фильтра, Следует указать на ограничение этого способа, состоящее в наличии запаздыва„ния при формировании оценки, Это ограничение может быть ликвидировано, если определить последующие значения парометра иа 41 Рнс. 2,7 43 основе предшествующих нэмерений с некоторым упреждекнем по времени. Решение этой задачи возлагается на экстраполируюший фильтр, назьейемый экстраполятором, который устанавливается яа выходе дискриминатора.
Чем точнее предсказывает экстрапо- лятор ожидаемое значение измеряемого процесса Л. (~ ), тем меньше рассогласование между опорным и входным процессами 6($) я(4) - Л(6) и тем лучше линеаризуется процесс в дискрими- наторе, Структурная схема цифрового следящего измерителя представлена ий рис. 2.7. Схема содержит аналого-дифровой пре- Образователь (П), цифровой дискримикатор, экстраполятор и сю- тезатор, который вырабатывает опорный сигнал с заданным зна- чением параметра, По сравнению с аналоговым следяшим изме- рителем, и цифровой схеме появляется три дополнительных кеза- висимых источника шумов: шумы квантования В преобразователе и,( л ), шумы квантования сигнала ошибки р.
( ~ ) в дискри- мийаторе П ( А ) и шумы Округления и экстраполяторе Р3~ ( й), Вследствие линейности системы при малых рассогласованиях и малости шумов их можнО пересчитать в Одну точку эквивалент ной схемы цифрового следящего измерителя (рис, 2.8), Шумо- вая компонента пд( Ф ) на схеме обусловлена эквивалентными шумами на выходе дискриминатора, поскольку сигнал на входе измерителя находится в смеси с шумом, Коэффициент передачи дискрнмккатора (крутизна дискриминационной характеристики) определяется соотношепием дидЫ) (2 2й) К 11ормироиашкя дискриминационнаи характеристика Пв)-и (г)/к~ .
Рис» 2,8 С учетом тогО, что все шумовые источники в первом приближении имеют равномерную спектральную плотность в полосе .частот, восдронэводимых следящим измерителем, и статистически ы шум э( ) а() у( + И (ф+ Рт (А) имеет дисперскю (2.26) Л где 6"„дисперсия эквивалентных шумов дискриминаторйф сй~ ~ Ф; —, - дисперсия шумов квантования ( ди - шаг квакто- 2 вания)» 9 - дисперсия шумОВ квйнтОВйкия снгнйлй Ошибки в дискрямияаторе» 8~ дясперсия шумов ОИ$фглеияи' в экстрйпО ЛЯТОРЕ» Акализ точности следящего измерителя удобно провести в предположении линейности дискриминационной характеристики, В этом случае эквивалентный шум д Я) можно перенести ка вход системы» Эквивалежткая схема цифрово О следящего измерителя в линейном приближении представлена на рнс, 2,9.
Следяшнй ОГЛАВЛЕНИЕ Введение е а ф е + е ~ е е е е ф а ° э а е ° а е ° а ° е е а 1. Проектирование цифровых устройств обнаружения сигналов некогеректяой импульсной РЛС....., 1.1. Временная дискретиэаиии и аМплитудное квантование радиолоканионных сигналов ° ° 1,2, Методы синтеза пифровых устройств обнаружения и оценивании параметров радиолоканионкых сигналов ~~ ~ ° ° ~ ~ ~ + ° ~ ~ ~ ~ ~ > ~ 1.3. Синтез пи$ровых обнаружителей..., „... 1.4. Анализ эффективности кнуровых обнаружителей 4 е Ф Ф 4 э ° Ф + 1 е е $ Ф ° ° Ф ° 1 $ Ф 1Ф 1.5, Проектирование аиФровых обнаружителей при неиэвестйой дальности и азимуте пели..., 1,6, Типовые задачи при проектировании и расчете ниФровых обнаружителей...
°..., ., 2. Проектирование пифровых устройств оденки уараметров радиолокапионных сигналов...,,...,.. 2.1. Синтез оптимальных измерителей параметров раднолокапионных сигналов,... °,.... 2.2 цифровые неследишие измерители параметров раднолокааиоиных сигналов ..., ...,, . 2,3. Пифровые следяшие измерители..., °, „ 2.4. Типовые задачи при расчете и проектировании инфровых устройств опенки параметров радиолокаиионных сигналов,..., °... Тем. план 198'6, лоэ. 117 П~ ОЫКТИРОИАНИЫ ЫИИ ОВЫХ ° ° ВЫХ УСТРОЙСТВ И ОИЕИИВАНИЯ ПА АМЕП ОВ Редактор А,Д Маркова Техн. редактор Е,А. Смирнова Л-БЭО7б, Э 75.
Подл,к печ, 16.О6,86 Зак.'Ь,Я1ЪЛ'7' Ротапринт МА.И 125871, Москва Во а, олоколамское шоссе, 4 .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
