Основные задачи обработки информации в радиотехнических системах. Оценка (фильтрация) параметров сигналов. Обнаружение полностью известного сигнала на фоне БШ

Страницы работы

Содержание работы

1				2				3
Основные задачи обработки информации в радиотехнических системах (РТС) 1. РТС – это радиолокационные системы, обычно реализуются в виде радиолокационных станций (РЛС). 2. Системы передачи информации (радиотех СПИ) РТСПИ (РСПИ, СПН), телекоммуникационные системы – передача сведений на расстоянии. 3. Радионавигационные системы (РНС). Ее задачей является определение объектами своих координат и во многих случаях вектора скорости своего движения. 4. Системы радиоразведки (РРЗ). Системы военного назначения, измерение характеристик радиотехнических средств противника. 5. РТС радиопротиводействия (РПД). 6. Системы радиоуправления предназначены для автоматизированного управления полетом беспилотных летательных аппаратов: спутники и т.д. Задачи, решаемые основными типами РТС 1. Задача обнаружения сигналов. 2. Различение сигналов. 3. Разрешение сигналов. 4. Оценка (фильтрация) параметров сигналов. Обнаружение сигналов В большей степени это относится к роли приемника, в меньшей – к роли передатчика. На вход приемника поступает			Работа техники осуществляется тактами S(t) – полезный сигнал данной РТС. Задача приемника – различить какой из случаев какой (либо S(t)+U_Ш(t), либо U_Ш(t). # В РЛС роль обнаружения – это обнаружение объекта: наличие сигнала – это следствие того, что есть цель. В РЛ-ции этот вопрос решается индивидуально для отдельных участков зоны действия РЛС. Зона действия – это часть пр-ва, котором РЛС способна работать. Участки, в которых фигурируют выше (элемент разрешения). Вся ЗД разбивается условно на эти элементы разрешения (млн – десятки млн). Это участки не пересекаются между собой и покрывают всю зону. РЛС решает вопрос обнаружения в каждом элементе отдельно. # В системах связи роль обнаружения (В системе цифровой связи могут использоваться различные виды манипуляции, # амплитудная телеграфия в этом случае 0 передается как S(t) = О В (молчащий передатчик), а на время передачи информации передается радиоимпульс S₁(t). На каждом такте приемник должен определять 0 или 1				Различение сигналов В системе существует несколько сигналов. Алфавит сигналов, семейство, множество М: S₀(t), S₁(t), …S_м-1(t). На каждом такте мы имеем U(t)=S_i(t)+U_ш(t), Неизвестно для приемника, какой именно из сигналов поступил (присутствует на входной смеси). Значительно чаще используется ЧМ и ФМ. Построение приемников на основе ЧТ и ФМ М=2 ЧТ Разрешение сигналов Для РЛ-ции разрешение сигналов эквивалентно разрешению целей. Здесь возникают кол-ные характеристики, которые называются разрешающая способность РЛС. Различают в РЛ разрешение по дальности, по угловым координатам, по скорости. Разрешающая способность по дальности – минимальное расширение, обозначаемое dR, между двумя целями, имеющими одинаковые угловые координаты, при которых эти 2 цели наблюдаются данной РЛС отдельно. Если DR > dR, то эти 2 цели будут наблюдаться отдельно, то есть эти 2 цели разрешаются. Если DR < dR, то РЛС «видит» 1 цель. Критическое явление DR = dR dR₁> dR₂¬ 2-я лучше, чем меньше dR, тем лучше.
		4				5	6
Принято говорить разрешающая способность выше (значит dR^/ меньше), ниже (dRбольше). Разрешающая способность по угловым координатам. q_0.5- это ширина того сектора, в пределах которого ширина ДН ниже в 2 раза. Минимальное различие двух угловых координат при равных остальных параметрах этих целей, при которых эти цели наблюдаются раздельно – разр. способ. по угловым координатам. В случае 2^/: вторая цель (2^/) не наблюдается и мы фиксируем только один объект, а в случае 2 мы фиксируем обе цели, но как одну. Начнем поворачивать антенну, выходим из поля действия 1 и приходим к 2^/. dq =dq_0,5 Главной целью в РЛ иметь высокую разрешающую способность именно по углу.			Оценка (фильтрация) параметров сигналов Сферическая система координат. Рассмотрим ДСК R - дальность цели (наклонная) ε- угол места цели β- азимут цели время задержки (запаздывания) С=3×10⁸м/с - один из методов измерения R. Физическая основа, которая используется для измерения угловых параметров, основано опирается на направленные свойства антенны.				Обнаружение сигналов Постановка задачи и байесовский критерий оптимальности. Основной целью является разработка принципов, по которым может быть построена автоматическая обработка сигналов. А₁,Р₁ на входе А₀, Р₀ приемника P₁+P₀=1 r₀₁, r₁₀ – штрафы r_xy, x – истинная ситуация на входе обнаружителя у - решение, принятое обнаружителем. - решение, принятое обнаружителями. Байесовский риск – средняя стоимость ошибок. Как сработает обнаружитель – событие случайное (зависит от U_ш (t)), поэтому нужно ввести вероятности (условные). R=P₀₁r₀₁+P₁₀r₁₀=P₀Fr₀₁+P₁(1-D)r₁₀ Р₀₁Р₁₀ Р(В/С)=Р(В)×Р(В/С)
	7				8				9
оптимальным является такой обнаружитель, при котором R=min D-l₀F=max На вход обнаружителя поступает U(t)=? 0 < t < T Что с ним делать, чтобы получить оптим. обнар. {U(t), 0< t < T} =U W(U/A₀) W(U/A₁) П₁ U(t)ºU₁ П₂ U(t)º{U₁,U₂} П₃ U(t)º{U₁,U₂,U₃} F – вероятность того, что обнаружитель примет решение, что сигнал есть, когда его нет. -правильного обнаружения тогда			W₁: W(U/A₁)/W(U/A₀)³l₀®UÎW₁(A₁^) критерий для определения того входит ли точка U в W₁ W(U/A₁)/W(U/A₀)< l₀®UÎW₁(A₁^) ¯ отношение правдоподобия W(U/A₁)=W₁(U) W(U/A₀)=W₀(U) Происходит сжатие (редукция данных), что приводит к абсолютному сохранению информации.				Обнаружение полностью известного сигнала на фоне БШ Приемник Котельникова t, b - несколько параметров полезного сигнала Корреляционная функция этого шума дельта ф-ия шум имеет Гауссовский закон распределения. Воспользуемся т. Котельникова для шума. Ограничим спектр шума Fв Шаг дискр-ции Воспользуемся приобр. Винера-Хинчина. Найти корелляционную функцию Dt, 2Dt… kDt Таким образом, мы выяснили, что отсчеты кот-ва, взятые с шагом Dt статистически независимы, то есть их совместная плотн.вер. равняется произведению одномерных плотностей.