LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Цифрові системи міжперіодної обробки сигналів на фоні пасивних завад для імпульсних радіолокаційних станцій

втрати (в дБ) порогового сигналу AВ в цій точці, пов'язані з обмеженістю об'єму навчаючої вибірки в МП оцінці (14).

Залежність втрат порогового сигналу від при показана суцільною кривою на рис. 8. Штрихова крива 1 тут характеризує енергетичні втрати першого АВ. Ці втрати, як відомо, вже при не перевершують 3 дБ, у зв'язку з чим вибірку об'єму часто вважають практично достатньою. Однак така вибірка може привести до неприпустимо великих втрат у характеристиках виявлення. Зокрема , в умовах наведеного прикладу при перший АВ практично непрацездатний аж до значення дБ, якому в асимптотичній ситуації відповідає ІПВ . Для того, щоб не перебільшували 3 дБ втрати порогового сигналу, в умовах рис. 7, 8 потрібна вибірка істотно більшого об'єму

Недоліком першого АВ є також неможливість керувати ІХТ у зв'язку з залежністю необхідного порога від невідомої точної КМ завад [3, 9].

Існуючим засобом подолання вказаного недоліку є перехід до другого або третього АВ з нормованими ППС та (15), щільність розподілу яких при відсутності сигналу () не залежить від КМ завад. Ці АВ, крім того, мають приблизно вдвічі більшу статистичну швидкодію, показану на рис. 8 штрих-пунктирною (для ППС ) та пунктирною (для ППС ) кривими.

Однак розглянуті відомі АВ занадто складні, оскільки відповідні нормуючі множники потрібно формувати для кожного з опорних векторів очікуваного корисного сигналу, які повинні перекривати весь можливий діапазон допплерівських частот когерентних сигналів цілей, що виявляються. Як витікає з результатів розд. 2 (рис. 5), їх ефективність також істотно знижується в умовах частково когерентних або некогерентних пачок корисних сигналів [7, 13].

Показано, що щільність розподілу ППС (15) при відсутності сигналу () також не залежить від апріорі невідомої точної КМ завад, а відповідний АВ по статистичній швидкодії (показана крапками на рис. 8) не поступається істотно більш складним АВ Чена-Ріда та Келлі.

Результати даного та попередніх розділів в цілому дозволили зробити висновок, що у зв’язку з високою робастністю до ступені когерентності корисних сигналів, підвищеною у порівнянні з відомими статистичною швидкодією, можливістю керування (зокрема, фіксації) рівнем хибних тривог при одночасній відносній простоті, саме такі АВ, на основі адаптивних квазівибілюючих фільтрів з НН їх вихідних сигналів, найбільш придатні для модернізації існуючих та створення нових систем МПО імпульсних РЛС різного призначення [6, 12].

Четвертий розділ присвяченообґрунтуванню рекомендацій по практичній реалізації запропонованих адаптивних систем МПО. На основі короткого порівняльного аналізу відомих вибілюючих (квазівибілюючих) фільтрів обґрунтована доцільність їх побудови на основі добре досліджених адаптивних решітчастих фільтрів (АРФ).

Спрощена схема запропонованої системи МПО показана на рис. 9. Вона складається з двох решітчастих фільтрів (РФ) та некогерентного накопичувача (НН). Кожний РФ містить послідовно з'єднані через пристрої затримки на час, залежний від закону зондування, елементарні решітчасті фільтри (ЕРФ) – двохвходові вагові суматори з перехресними зв'язками. В першому (верхньому) РФ обробляється -мірна "навчаюча вибірка", яка складається з оцифрованих відліків

відбитих сигналів з елементів дальності, що передують елементу, який перевіряється на наявність цілі, та з елементів, що слідують за ним. Така структура навчаючої вибірки враховує нестаціонарність за дальністю реальних пасивних завад. Метою обробки навчаючої вибірки є формування в блоках оцінки параметрів (БОП) таких параметрів ЕРФ обох РФ, при яких їх МІХ в цілому співпадають з трикутними співмножниками матриці , побудованої шляхом обернення відповідних блоків МП оцінки (14) (в схемі рис. 9 ). Показано, що для зменшення обчислювальних витрат оцінки параметрів ЕРФ для -го елемента дальності можна формувати, коректуючи оцінки для -го елемента. Запропоновані рекурентні алгоритми корекції [13], більш прості та краще придатні для реалізації на сигнальних процесорах, ніж відомі.

У другому (нижньому) РФ з оціненими параметрами обробляється (фільтрується) "цільовий" відлік, в ролі якого послідовно виступають всі елементи зони дії РЛС по дальності (у зв'язку з повною ідентичністю обох РФ реально можна обмежитися одним, використовуючи його спочатку для оцінки параметрів, а потім – для фільтрації). Квадрати модулів нормованого вхідного відліку та вихідні сигнали всіх його ЕРФ складаються (некогерентно накопичуються) та подаються на пороговий пристрій ( на схемі відсутній).

Показано, що запропонована адаптивна система МПО (рис. 9) на основі квазівибілюючого АРФ з некогерентним накопиченням його вихідних сигналів може бути реалізована на сучасних процесорах типу "Tiger Shark" з тактовою частотою 300 МГц, розташованих на сертифікованих серійних платах розміром 110175 мм, узгоджених із стандартними слотами сучасних комп’ютерів (рис. 10) [6, 13]. Масо-габаритні розміри відповідних систем МПО незрівняно менші, ніж існуючих систем МПО, апаратура яких в більшості РЛС займає цілі блоки або навіть шафи.

Проведені математичне моделювання та напівнатурне випробування запропонованих адаптивних систем МПО. Як приклад, на рис. 11 показано ефект їх дії в умовах рис. 1. Видно, що екран практично очищено від завад, а ціль, що була замаскована ними, надійно виявляється. Ще один приклад роботи запропонованої системи МПО ілюструється рис. 12. Тут показані осцилограми реальної суміші пасивних завад від метеоутворень та сигналу повітряної цілі при виключеній (верхня осцилограма) та включеній системі МПО на основі квазівибілюючого АРФ (нижня осцилограма). В останньому випадку ціль, повністю замаскована завадою, надійно виявляється [11, 12 ].

Висока ефективність та важливі практичні переваги запропонованих систем МПО над існуючими підтверджені також в ряді порівняльних напівнатурних іспитів по цифровим записам сигналів деяких діючих РЛС УПР. Це надає необхідну достовірність отриманим теоретичним результатам і дозволяє вважати досягнутою основну мету проведених дисертаційних досліджень.

Актуальним напрямком подальших досліджень є узагальнення отриманих результатів на цифрові адаптивні системи просторової та просторово – часової обробки сигналів на фоні активних, пасивних та комбінованих завад для РЛС різних діапазонів хвиль та призначення.


ВИСНОВКИ


Дисертація присвячена рішенню актуальної наукової та практичної задачі підвищення захищеності радіотехнічних систем, в першу чергу – імпульсних РЛС, від пасивних завад різного фізичного походження. Основний напрямок рішення цієї задачі полягає в удосконаленні систем міжперіодної обробки сигналів з довільною ступеню когерентності, які реалізують швидкісні та просторові відмінності повітряних цілей та джерел пасивних завад. Відповідне удосконалення базується на наближені до оптимальної структури та параметрів системи МПО на основі використання цифрових методів адаптивної обробки сигналів.

Головні наукові та практичні результати роботи.

1. Проаналізовані та зіставленні потенційні можливості виявлення гауссівських сигналів з довільною ступеню міжперіодної когерентності на фоні гауссівських пасивних завад в оптимальних системах МПО, в яких передбачається компенсація завад в обертаючих або вибілюючих фільтрах та накопичення їх вихідних сигналів, характер якого узгоджено з характером міжперіодних флуктуацій імпульсів пачки корисних сигналів.

2.