Модели радиолокационных сигналов

Июль 31, 2022

Главная
Физика
Модели радиолокационных сигналов

Содержание

2. Синтез оптимальных обнаружителей сигналов I. Обнаружение одиночного радиоимпульса с полностью известными параметрами на фоне белого шума.
5. Корреляционная схема обнаружителя с интегратором Корреляционная схема обнаружителя с сумматором
6. В оптимальном приёмнике независимо от выбранного критерия должны выполняться следующие операции а) входное напряжение приёмника uвх(t)
7. Определим вероятности ошибочных решений (F и Дисперсия на выходе коррелятора или согласованного фильтра Следовательно, ФПРВ выходного
8. Для смеси сигнала с шумом Пороговый сигнал определяется как минимальное отношение сигнал-шум, при котором сигнал обнаруживается
9. Обнаружение сигнала со случайными параметрами Модель сигнала со случайными параметрами α1, … αn – случайные неизмеряемые
11. Т.к. I ′ >> I ″, то используя метод «стационарной фазы» получим
12. , где I0(2z/N0) – функция Бесселя первого рода, нулевого порядка
13. Характеристики обнаружения Zш – распределение шума, Zсш – распределение смеси сигнала и шума. Модуль вектора Z
14. Модуль Zсш будет распределен по закону Релея (Релея – Райса)
15. Характеристика обнаружения D(q2) по сравнению со случаем известной начальной фазы смещается вправо. Это связано с тем,
16. Обнаружение сигнала со случайной амплитудой и случайной начальной фазой U(t) = AU(t)cos(ω0t + ϕ), ϕ →
17. Структура обнаружителя аналогична варианту со случайной начальной фазой, Отличие в величине порога обнаружения: Дисперсия смеси сигнала
18. Обнаружение пачки когерентных радиоимпульсов Условие: шум некоррелирован, а сигнал когерентная пачка импульсов
19. Структура обнаружителя пачки с неизвестной начальной фазой имеет 2 канала. А обнаружитель сигнала со случайной начальной
20. Оптимальная фильтрация Критерии построения оптимального фильтра: Минимума среднеквадратичной ошибки фильтрации (СКО). Максимума отношения с/ш. Максимума апостериорной
21. Сигнал на выходе фильтра Мощность (дисперсия) на выходе фильтра
22. УРАВНЕНИЕ ДАЛЬНОСТИ РАДИОЛОКАЦИОННОГО ОБНАРУЖЕНИЯ Дальность действия РЛС в свободном пространстве Дальностью действия радиолокационной станции называется наибольшее
23. В условиях нестационарной помеховой обстановки зону обзора РТС (в частности, РЛС) удобно представить в виде ячеистой
24. На входе приемного устройства активной РЛС мощность сигнала >qckp, Sa – активная площадь антенны
25. Для РЛС с активным ответом Дальность действия запросчика и ответчика должны быть эквивалентными. При прямолинейном распространении
26. Дальность действия РЛС в условиях пассивных помех пространстве Pс=KSс, Pп=KSп , где Sс, Sп – эффективные
27. где kс, kп – соответственно коэффициенты передачи по мощности сигнала и помехи. μ= . kс=N; kп=Pш/Pп,
28. 1 – при действии пассивных помех; 2- при применении методов режекции пассивных помех (РФ).
30. Классификация активных помех
32. Скачать презентацию

Слайд 2

Синтез оптимальных обнаружителей сигналов
I. Обнаружение одиночного радиоимпульса с полностью известными параметрами

на фоне белого шума. Единственное, что предполагается заранее неизвестным, это сам факт наличия сигнала

T0=290°K , kT0= 4 ·10-21

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Корреляционная схема обнаружителя с интегратором
Корреляционная схема обнаружителя с сумматором

Слайд 6

В оптимальном приёмнике независимо от выбранного критерия должны выполняться следующие операции

а) входное напряжение приёмника uвх(t) нужно перемножить с опорным напряжением uоп(t), представляющим собой копию излученных передатчиком РЛС колебаний;
б) результат перемножения следует интегрировать за время существования сигнала τс;
в) выходное напряжение интегратора необходимо сравнивать с некоторым постоянным напряжением, именуемым пороговым или просто порогом Uпор.

;

б) выходное напряжение интегратора

сравнивается с пороговым напряжением Uпор: если Uвых>Uпор, то принимается решение о наличии сигнала, и с вероятностью D это будет соответствовать действительности; при Uвых

Слайд 7

Определим вероятности ошибочных решений (F и
Дисперсия на выходе коррелятора или

согласованного фильтра

Следовательно, ФПРВ выходного шума имеет вид

Слайд 8

Для смеси сигнала с шумом
Пороговый сигнал определяется как минимальное отношение сигнал-шум,

при котором сигнал обнаруживается с заданными вероятностями D и F .

Слайд 9

Обнаружение сигнала со случайными параметрами
Модель сигнала со случайными параметрами
α1, …

αn – случайные неизмеряемые параметры сигналов. ОП - λ(y) определим, используя сведение сложной гипотезы к простой, т.е.

Сигнал с неизвестной начальной фазой u(t) = u(t, ϕ) = U(t)cos(w0t + ϕ)

Пусть W(ϕ). – закон распределения фазы.
Если фаза распределена равномерно на промежутке [-π; π] или [0; 2π], то W(ϕ) = 1/2π....

Слайд 10

Слайд 11

Т.к. I ′ >> I ″, то используя метод «стационарной фазы» получим

Слайд 12

,
где I0(2z/N0) – функция Бесселя первого рода, нулевого порядка

Слайд 13

Характеристики обнаружения
Zш – распределение шума, Zсш – распределение смеси сигнала

и шума. Модуль вектора Z определяется составляющими х1ш и х2ш, которые представляют собой независимые случайные величины, распределенные по закону Релея.
Математическое ожидание составляющих x и y равно 0.
Дисперсия шума:

Слайд 14

Модуль Zсш будет распределен по закону Релея (Релея – Райса)

Слайд 15

Характеристика обнаружения D(q2) по сравнению со случаем известной начальной фазы смещается

вправо.
Это связано с тем, что при неизвестной начальной фазе для обеспечения эквивалентного значения вероятности правильного обнаружения (по сравнению со случаем известных параметров сигнала) необходимо более высокое отношение с-ш.

Слайд 16

Обнаружение сигнала со случайной амплитудой
и случайной начальной фазой
U(t) = AU(t)cos(ω0t + ϕ), ϕ → 0…2π,

ω(ϕ) = 1/2π.
U(t) в отличие от случайного сигнала с известными параметрами является статистически усредненной по большому числу реализаций.
А – случайная величина, распределенная по закону Релея.

Слайд 17

Структура обнаружителя аналогична варианту со случайной начальной фазой,
Отличие в величине порога

обнаружения:

Дисперсия смеси сигнала с шумом

Условие равенства энергий

Слайд 18

Обнаружение пачки когерентных радиоимпульсов
Условие: шум некоррелирован, а сигнал когерентная пачка импульсов

Слайд 19

Структура обнаружителя пачки с неизвестной начальной фазой имеет 2 канала.
А обнаружитель

сигнала со случайной начальной фазой и флуктуирурующей
амплитудой отличается аналогично как и для одиночного импульса.

Слайд 20

Оптимальная фильтрация
Критерии построения оптимального фильтра:
Минимума среднеквадратичной ошибки фильтрации (СКО).
Максимума отношения с/ш.
Максимума

апостериорной вероятности.
Минимума дисперсии шума.

Слайд 21

Сигнал на выходе фильтра
Мощность (дисперсия) на выходе фильтра

Слайд 22

УРАВНЕНИЕ ДАЛЬНОСТИ РАДИОЛОКАЦИОННОГО ОБНАРУЖЕНИЯ
Дальность действия РЛС в свободном пространстве
Дальностью действия радиолокационной

станции называется наибольшее расстояние между РЛС и целью, на котором ее обнаружение производится с заданными вероятностями правильного обнаружения и ложной тревоги.
Дальность действия зависит от различных факторов: технических параметров станции, характеристик цели, условий распространения радиоволн, наличия и уровня различного рода помех и ряда других факторов, большинство из которых изменяется во времени случайным образом. График иллюстрирует характер зависимости относительного изменения дальности обнаружения от значения вероятности правильного обнаружения D при заданной ложной тревоге F.
Вначале рассмотрим дальность действия РЛС без учёта влияния земной поверхности и атмосферы на распространение радиоволн, т.е. РЛС и цель находятся в «свободном» пространстве.

Слайд 23

В условиях нестационарной помеховой обстановки зону обзора РТС (в частности,

РЛС) удобно представить в виде ячеистой модели: n0 = nRnεnα.

Сигнал, помеха и шум в пределах колец дальности имеют гауссовское распределение вероятности. Вводится временной интервал квазистационарности помеховой обстановки: Tз < Δ Tкв < Tобз.

Тип РЛС: когерентно-импульсная.

Отраженный сигнал – квазидетерминированный с нефлуктуирующей амплитудой: s(t) = A(t – τ)cos[2π(f0 + Fд)(t – τ) + ϕ0].

Слайд 24

На входе приемного устройства активной РЛС мощность сигнала
>qckp,
Sa – активная площадь

антенны

Слайд 25

Для РЛС с активным ответом
Дальность действия запросчика и ответчика должны быть

эквивалентными.
При прямолинейном распространении радиоволн дальность действия, кроме того,
Ограничивается зоной прямой видимости:

Слайд 26

Дальность действия РЛС в условиях пассивных помех пространстве
Pс=KSс, Pп=KSп ,
где Sс,

Sп – эффективные площади рассеяния цели и помехи,

>qckp,

qс=

P0=

Слайд 27

где kс, kп – соответственно коэффициенты передачи по мощности сигнала и

помехи.

μ=

kс=N; kп=Pш/Pп, где N – число импульсов в пачке.

Pp =

Соотношения позволяют отразить зависимость энергетических и вероятностных параметров РЛС, адекватно отражающего взаимозависимость параметров РЛС.

Слайд 28

1 – при действии пассивных помех;
2- при применении методов режекции пассивных

помех (РФ).

Слайд 29

Слайд 30

Модели радиолокационных сигналов

Содержание

Синтез оптимальных обнаружителей сигналовI. Обнаружение одиночного радиоимпульса с полностью известными параметрами

Корреляционная схема обнаружителя с интеграторомКорреляционная схема обнаружителя с сумматором

В оптимальном приёмнике независимо от выбранного критерия должны выполняться следующие операции

Определим вероятности ошибочных решений (F и Дисперсия на выходе коррелятора или

Для смеси сигнала с шумомПороговый сигнал определяется как минимальное отношение сигнал-шум,

Обнаружение сигнала со случайными параметрами Модель сигнала со случайными параметрамиα1, …

Т.к. I ′ >> I ″, то используя метод «стационарной фазы» получим

, где I0(2z/N0) – функция Бесселя первого рода, нулевого порядка

Характеристики обнаружения Zш – распределение шума, Zсш – распределение смеси сигнала

Модуль Zсш будет распределен по закону Релея (Релея – Райса)

Характеристика обнаружения D(q2) по сравнению со случаем известной начальной фазы смещается

Обнаружение сигнала со случайной амплитудой и случайной начальной фазой U(t) = AU(t)cos(ω0t + ϕ), ϕ → 0…2π,

Структура обнаружителя аналогична варианту со случайной начальной фазой,Отличие в величине порога

Обнаружение пачки когерентных радиоимпульсовУсловие: шум некоррелирован, а сигнал когерентная пачка импульсов

Структура обнаружителя пачки с неизвестной начальной фазой имеет 2 канала.А обнаружитель

Оптимальная фильтрацияКритерии построения оптимального фильтра:Минимума среднеквадратичной ошибки фильтрации (СКО).Максимума отношения с/ш.Максимума

Сигнал на выходе фильтра Мощность (дисперсия) на выходе фильтра

УРАВНЕНИЕ ДАЛЬНОСТИ РАДИОЛОКАЦИОННОГО ОБНАРУЖЕНИЯДальность действия РЛС в свободном пространствеДальностью действия радиолокационной