Обнаружение сигналов, лекция

Гауссовская помеха N(t), обусловленная совокупностью внутреннего шума подсистемы радиомониторинга,  космических и атмосферных помех, может быть стационарной n(t) и нестационарной — функция, соответствующая изменению уровня помехи.

В качестве модели гауссовской стационарной помехи n(t) используется квазибелый шум с автокорреляционной функцией

где  — дисперсия помехи n(t),  — огибающая коэффициента автокореляции помехи n(t)  - средняя частота и ширина спектра помехи n(t).

В общем случае радиомониторинг начинается с решения таких cтатистических задач, как пространственно-частотный поиск и обнаружение навигационных сигналов от всех КА, находящихся в зоне радиовидимости подсистемы радиомониторинга. При штатном режиме работы СРНС «Навстар» необходимость в пространственно-частотном поиске отпадает, поскольку частоты параметров сигналов априорно известны, а пространственное наведение антенны подсистемы радиомониторинга на каждый КА при известных стационарных орбитах может быть осуществлено программным методом. Поэтому начальный этап радиомониторинга сводится к обнаружению сигналов.

Наиболее просто обнаружение сигналов осуществляется для тактических ситуаций, соответствующих первой рабочей модели радиообстановки, когда ФМС необходимо выделять на фоне гауссовской как стационарной n(t), так и нестационарной помехи.

 Решению задач обнаружения ФМС на фоне гауссовской стационарной помехи n(t) осущ.:

- при детерминированном характере сигнала оптимальный алгоритм основан на  когерентной обработке сигналов;

- при квазидетерминированном характере оптимальный алгоритм основан на оценочной корреляционно-фильтровой обработке сигналов;

-  при неизвестной форме сигнала оптимальный алгоритм основан на использовании энергетической или автокорреляционной оброботке  сигналов.

Сравнинельный анализ помехоустойчивости обнаружителей с энергетической и автокорреляционной обработкой показывает , что в случае согласованного по спектру приёма, т.е. когда , предпочтение следует отдать энергетическомиобнаружителю, а в случае несогласованного по спектру приёма, т.е.когда , предпочтение следует отдать автокорреляционному обнаружителю.

Поскольку при априорно известных частотных параметрах ФМС с неизвестной формой реализуется согласованный по спектру приём, то для этого случая целисообразно использовать алгоритм с энергетической обработкой сигналов, представленный в следующем виде:

Где  — напряжение на выходе энергетического обнаружителя; Т— постоянная интегрирования; Н₀, Н₀ — гипотеза о наличии и отсутствии сигнала; У2о(t) — аддитивная смесь y₂(t) после прохождения через линейный тракт (ЛТП) приёмного устройства подсистемы радиомониторинга; hл(t) — импульсная реакция ЛТП; U_nop — пороговое напряжение; Uг(t) — напряжение гетеродина.

   Структура подсистемы радиомониторинга в режиме обнаружения ФМС на фоне гауссовской стационарной помехи n(t) приведена на рис. 2.1, где А_рм   антенна; ЛТП — линейный тракт приёмника; ЭО — энергетический обнаржи тель; ПУ — пороговое устройство; КД — квадратичный детектор; Инт — интегратор.