Цифровое моделирование работы обнаружителя сигналов, страница 3

Рассмотрим искажение сигнала шумами в радиолокационной системе (рис.1). Огибающая пачки отраженных импульсов с выхода детектора изображена в некотором масштабе (рис.1,а). Скважность импульсов   намеренно сделана малой. В реальных системах эта величина достигает 1000 и бо­лее. Параболический вид оги­бающей обусловлен характером диаграммы направленности. На рис.1,6 приведена некоторая реализация шума, а на рис.1,в - сумма принятого информационно­го сигнала и шума. Здесь вели­чиной U_п - обозначено зна­чение порога. Пороговое устрой­ство работает по алгоритму

Здесь s(t) - принимаемый сигнал, n(t) - шумовое напряжение, П_вых - напряжение с выхода порогового устройства.

 На рис.1,д изображен выход порогового устройства в виде последовательности единиц при больших соотношениях сигнал/шум. Слева и справа эта последовательность должна быть дополнена нулями. На рис.1,г приве­дена та же последовательность для ситуации на рис.1,в. Видно, что произошла потеря импульсов на краях диаграммы направленности, т.е. на краях пачки.  Шумовые выбросы, превышающие значение U_п в паузе между пачками отраженных сигналов, могут привести к появлению ложных единиц. В целом при уменьшении соотношения сигнал/шум четкость границ между единицами и нулями в последовательности с выхода порогового уст­ройства ухудшается.  Обнаружение в этом случав можно проводить, только анализируя статистическую плотность единиц и нулей.

Появление ложной единицы внутри пачки легко выявляется. Для этого контролируется интервал времени между единицами. Этот интер­вал должен быть равен периоду импульсов запуска. Если данное усло­вие не выполняется, то соответствующая единица должна быть исклю­чена.

Для обнаружения принимаемого сигнала по последовательности единиц и нулей с выхода бинарного квантователя разработаны различ­ные критерии - весовые и безвесовые.

                   Весовое обнаружение

Совершенно очевидно, что простой подсчет количества импульсов невозможен, поскольку при работе в большом диапазоне дальностей суммарное количество принимаемых импульсов  будет различным. Также понятно, что поскольку огибающая имеет параболический характер, то  вклад  краевых импульсов в результат обнаружения должен отличаться от центральных импульсов. Поэтому в  весовых обнаружителях для каждого принимаемого импульса вводится соответствующий весовой коэффициент. Обнаружитель работает по принципу суммирования этих коэффициентов, если на вход поступает единица. Если на вход по­ступает нуль, то текущий коэффициент в сумму не включается. Накоп­ленная сумма сравнивается с порогом, и если она превышает значение порога, то считается, что на входе всего устройства существует при­нимаемый сигнал. Практическая реализация таких обнаружителей доволь­но громоздка, хотя на современном уровне развития микропроцессорной техники проблем при изготовлении возникнуть не должно.  На рис.2. представлена схема квантователя входного сигнала.