Методы оптимизации параметров когерентного обнаружителя при приеме гармонического сигнала, страница 3

Далее необходимо провести выбор алгоритма и структуры оптимального обнаружителя. В теории статистических решений показано, что при обнаружении сигнала на фоне белого шума оптимальное решающее правило основано на сравнении отношения правдоподобия  с некоторым нормированным порогом U_пор (в данной работе U_пор = 0,3 В):

.

При выборе порога при отсутствии вероятностей наличия и отсутствия и отсутствия сигнала в процессе  используется критерий Неймана-Пирсона.

При обнаружении детерминированного сигнала  на фоне белого шума, на основе анализа отношения правдоподобия  алгоритм оптимального обнаружителя соответствует вычислению корреляционного интеграла и сравнению его с порогом:

                                     ,                              (1.5)

где  - эффект на выходе обнаружителя, T – постоянная интегрирования в обнаружителя,  - копия сигнала.

Оптимальный обнаружитель, построенный по алгоритму (1.5) получил название когерентного обнаружителя. Эти обнаружители находят применение при приеме когерентных радиолокационных и радионавигационных сигналов, сигналов синхронизации, стимулирующих сигналов и т.д. Структурная схема такого обнаружителя приведена на рисунке 4.

Рисунок 4. Структурная схема когерентного обнаружителя

В структурной схеме, изображенной на рисунке 4, приняты следующие обозначения: ЛПТ – линейный тракт приемника, ПФ – полосовой фильтр, П - перемножитель, ГКС – генератор копии сигнала, ИНТ – интегратор, ПУ - пороговое устройство.

Принцип работы такого обнаружителя заключается в следующем: ЛПТ на входе приемника пропускает только ту полосу сигнала, которая соответствует полосе пропускания полосового фильтра. ГКС формирует копию сигнала, которая в перемножителе умножается на сам сигнал. Интегратор служит для выделения постоянной составляющей сигнала, которая соответствует энергии сигнала на входе обнаружителя. Пороговое устройство выдает решение о наличии сигнала.

Основное преимущество когерентного обнаружителя заключается в том, что он лучше всего обнаруживает сигнал, но в тоже время необходима очень высокая степень согласования частоты и фазы сигнала с опорным сигналом.

2. Определение количества каскадов и суммарного коэффициента передачи

Когерентный обнаружитель является частью приемного устройства (ПрУ), структурная схема которого приведена на рисунке 5.

 Рисунок 5. Структурная схема приемного устройства

В структурной схеме, изображенной на рисунке 5, приняты следующие обозначения: ГС – генератор сигнала, ГП – генератор помехи, Ф – фидер, ЛПТ – линейный тракт приемника, УРЧ – усилитель радиочастоты, См – смеситель; Сч – синтезатор частоты, УПЧ – усилитель промежуточной частоты, КО – когерентный обнаружитель, ПУ - пороговое устройство.

На вход УРЧ поступает аддитивная смесь сигнала и помехи. Для определения суммарного коэффициента передачи обнаружителя необходимо вычислить пороговую мощность(Р_пор) и мощность шума ПрУ (P_N), которая представляет собой сумму мощностей помехи(Р_ГП) и собственных шумов ПрУ (Р_Ш). Вычисления производятся  по приведенным ниже формулам [4]:

                                      (2.1)

                               (2.2)