РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ
Преобразование информации в радиолокационных системах 1 Физические основы радиолокационных методов обнаружения и измерения координат и параметров движения целей, а также характеристики радиолокационных целей позволяют составить представление о том, какие общие операции преобразования и обработки сигналов должны быть предприняты, какие технические узлы и элементы необходимы в любой радиолокационной системе. Для этого применяются различные излучающие устройства, включающие в свой состав передатчики и антенные системы. Излучается некоторый высокочастотный сигнал , и соответствующие электромагнитные волны. Отраженные от целей сигналы поступают на систему обработки, которая имеет необходимые элементы. Из-за наличия шумов и искажений на указанные вопросы можно ответить при обнаружении целей только с определенной величиной достоверности, а координаты оценить с какой-то погрешностью. Указанное обстоятельство требует привлечения статистических методов для нахождения алгоритмов процесса обработки принимаемых сигналов и решения задач радиолокационного наблюдения. Следует отметить, что вся информация о целях находится в параметрах электромагнитного поля отраженных сигналов. Модели сигналов Рассмотрим более подробно, что собой представляют сигналы, поступающие на вход устройства обработки. В радиолокации отраженные сигналы являются некоторой копией излучаемого сигнала . При отражении от цели возникают следующие изменения сигнала, облучающего некоторую точечную цель: 1) уменьшается амплитуда по сравнению с излученным, что обусловлено наличием расстояния от РЛС до цели и соответствующим ослаблением электромагнитных колебаний в процессе распространения к цели и обратно к РЛС. Учтем этот фактор введением амплитудного коэффициента . Величина зависит от ЭПО цели и от расстояния до цели; 2) появляется запаздывание сигнала на время ; 3) изменяется несущая частота сигнала на величину, соответствующую частоте Доплера , если цель движется относительно РЛС с радиальной скоростью . Таким образом, отраженный от i-ой цели сигнал можно записать в виде , (1) где – несущая частота излученного сигнала. Все виды модуляции излученного сигнала определяются структурой функции . Обычно сигналы в радиолокации относятся к классу узкополосных. Излученный сигнал в данном случае будем представлять в виде , (2) где – комплексная амплитуда (огибающая), равная , (3) – начальная фаза. Функция характеризует все виды амплитудной модуляции сигнала , а – все виды угловой модуляции (частотной, фазовой). Отраженный сигнал от i-ой точечной цели в комплексном виде: . (4)
Решение задачи радиолокационного обнаружения сводится к принятию решения о наличии или отсутствии цели. В реальных условиях на входе приемного устройства РЛС наблюдается смесь полезного сигнала и помех. Это приводит к случайному характеру результатов РЛ обнаружения и указывает на статистический характер задачи обнаружения. В общем случае колебание на входе обнаружителя можно записать такой форме: y(t) = Aх(t) + n(t), где А - дискретный параметр, принимающий значения 0 или 1; х(t) - полезный сигнал; n(t) - аддитивная помеха.
Соответственно в этих условиях могут приниматься два вида решений: решение - «цель есть» ( =1); решение - «цели нет»" ( =0). При этом возможны четыре ситуации: 1А1 - правильное обнаружение; 0А1 - пропуск цели; 1А0 - ложная тревога; 0А0 - правильное необнаружение. Тем самым качество обнаружения может быть полностью охарактеризовано условными вероятностями правильного обнаружения Д и ложной тревоги F. Fдоп, 10-6÷10-8 для всего сигнала (пачки импульсов) в целом. Вероятность правильного обнаружения Д стремятся сделать возможно большей, что особенно трудно обеспечить, когда цель находится на значительном удалении и энергия отраженных сигналов крайне мала. Границу зоны обнаружения радиолокатора определяют величиной предельной дальности, на которой условная вероятность пропуска за один цикл обзора не более некоторого допустимого значения . Обычно принимают т.е. Ддоп=0,95÷0,5. В некоторых случаях требования к радиолокатору повышаются: принимают , т.е. Ддоп=0,93÷0,9999.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|