Известными параметрами
В соответствии с алгоритмом оптимального обнаружения сигнала с полностью известными параметрами α (здесь α - полезные параметры сигнала) x(t, α) должен быть вычислен корреляционный интеграл Z[y(t)] и сравнен с порогом Z0.
Структурная схема простейшего корреляционного обнаружителя, реализующего указанный алгоритм, приведена на рис. 1.
Генератор
ожидаемого
сигнала
|
На умножитель в качестве опорного подается напряжение x(t, α), соответствующее ожидаемому полезному сигналу.
Непосредственное интегрирование произведения x(t, α) y(t) дает корреляционный интеграл, который сравнивается с порогом Z0 в пороговом устройстве. Уровень порога подбирается так, чтобы вероятность F ложного превышения порога была не больше допустимой.
На практике наиболее широко используется вариант корреляционной обработки со стабилизацией вероятности ложной тревоги F за счет введения схемы автоматической регулировки усиления приемника обнаружителя по уровню шума (ШАРУ). Формально эта операция обеспечивается переходом к нормированному значению корреляционного интеграла где - среднеквадратическое отклонение шума на выходе корреляционного обнаружителя. Соответственно нормированным будет и порог z0н=z0/υ0. Структурная схема такого обнаружителя (рис. 2) аналогична схеме рассмотренного выше обнаружителя
Действительно, порог z0н для заданного значения F не изменяется. При возрастании амплитуды ожидаемого сигнала в какое-то число раз, в то же число раз уменьшается стоящий перед интегралом множитель . Условная вероятность F в этой схеме не зависит от спектральной плотности мощности помехи N0. Мгновенные значения помехи возрастают пропорционально , во столько же раз уменьшится множитель перед интегралом.
Рассмотрим физические процессы, происходящие в корреляционном обнаружителе. Для этого воспользуемся рисунками, иллюстрирующими корреляционную обработку для 2-х случаев: приема только помехи y(t)=n(t) и смеси сигнала с помехой y(t)=x(t,α)+n(t).
На рисунке 3 отражены результаты перемножения функций y(t), x(t) и интегрирования за время существования опорного сигнала (для различных реализаций y(t)). Считается, что помеха имеет полосу, существенно большую, чем сигнал.
x(t)
x(t) y(t)=x(t)2+x(t) n(t)
|
n(t)
При отсутствии сигнала произведение x(t).y(t) соответствует знакопеременным колебаниям помехи, которые промодулированы опорным колебанием x(t). При наличии сигнала наряду с шумовой составляющей x(t)n(t) будет сигнальная x2(t), которая при интегрировании существенно увеличивает значение корреляционного интеграла Z. Корреляционная обработка выявляет поэтому сходство (корреляцию) принимаемых колебаний с ожидаемым.
На практике корреляционная обработка принимаемых колебаний производится на промежуточной частоте. С этой целью в схеме рис.1 принимаемое колебание частоты f0 предварительно преобразуется с помощью колебаний гетеродина частоты f1 в колебания промежуточной частоты f2. Соответственно опорное напряжение х(t,α) также формируется на промежуточной частоте. Операция умножения выполняется обычно с помощью фазового детектора.
Таким образом, простейший корреляционный обнаружитель должен содержать: перемножитель, интегратор и пороговое устройство.
К опорному колебанию обнаружителя предъявляются жесткие требования. Оно должно:
иметь тот же закон модуляции, что и в отраженном сигнале;
иметь задержку во времени, равную времени запаздывания tз отраженного сигнала;
быть смещено по частоте на величину равную доплеровской добавке частоты Fд.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.