WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 15 | 16 || 18 | 19 |   ...   | 28 |

«Методы слепой обработки сигналов и их приложения в системах радиотехники и связи Москва Радио и связь 2003 УДК 621.396 Горячкин О.В. Методы слепой обработки сигналов и ...»

-- [ Страница 17 ] --

Ключевой момент в разработке слепого эквалайзера это разработка правила регулировки параметров эквалайзера. При отсутствии испытательного импульса приемник не имеет доступа к параметрам канала и не может использовать традиционный подход к минимизации критерия минимума средней ошибки [16].

Несомненно, адаптация слепого эквалайзера требует использования некоторой специальной функции стоимости, которая, безусловно, включает в себя статистики высокого порядка выходного сигнала.

Самый простой алгоритм в данном классе минимизирует средний квадрат ошибки между выходом эквалайзера и выходом двухстороннего ограничителя. Характеристики алгоритма зависят от того, насколько хорошо подобраны начальные параметры эквалайзера.

Наиболее известные алгоритмы в данном классе стохастических градиентных алгоритмов это алгоритмы Сато, Годарда, алгоритм «Stopand-go» [16].

В целом подобные алгоритмы сходятся, когда выходная последовательность эквалайзера удовлетворяет свойству Базганга, т.е.:

где: f (•) - функция стоимости. Поэтому эти алгоритмы называются также алгоритмами Базганга.

Базовое ограничение стохастических градиентных алгоритмов относительно медленная сходимость, требование достоверных начальных условий.

Более подробно мы остановимся на близких к данным методам подходах в следующей главе, при рассмотрении задачи фокусировки радиолокационных изображений.

Т.о. слепая обработка сигналов достаточно перспективная технология выравнивания канала в последовательных системах связи в каналах с рассеянием. При этом проведенный анализ показывает, что если рассматривать слепую оценку как альтернативу оценке по испытательному импульсу, то последняя практически всегда выигрывает по скорости сходимости и помехоустойчивости, однако слепая оценка всегда выигрывает по скорости передачи.

Вместе с тем для алгоритмов, использующих векторную модель канала, преобразования ненулевой корреляции, а также нестационарную модуляцию в ряде случаев выигрыш оценки по тестовому импульсу по достоверности может быть нивелирован или ликвидирован полностью.

Поэтому использовать или нет слепую оценку канала в каждом конкретном случае требует от разработчика системы связи компромиссного решения.

«СЛЕПАЯ» ПРОБЛЕМА, ПРИ ФОРМИРОВАНИИ

ИЗОБРАЖЕНИЙ В РЛС С СИНТЕЗИРОВАННОЙ

АПЕРТУРОЙ

В этой главе мы рассмотрим вопросы формирования изображений в радиолокационных системах с синтезированной апертурой (РСА). Покажем существо слепой проблемы в данной задаче, возможности, специфику и значение технологий СОС для развития технологий радиолокационного наблюдения.

6.1. Принципы радиолокационного наблюдения поверхности В этом параграфе мы приведем некоторые элементарные, но необходимые для знакомства с данным разделом сведения о принципах построения радиолокаторов, формирующих изображения подстилающей поверхности. Более подробную информацию о данных системах можно найти в [91-93,111,112].

Радиолокаторы бокового обзора (РБО) являются естественной модификацией импульсных РЛС кругового обзора при размещении их на летательном аппарате (ЛА). В отличие от РЛС кругового обзора антенна РБО неподвижна относительно корпуса ЛА и развертка радиолокационного изображения поверхности Земли обеспечивается движением ЛА.

Радиолокационное изображение (РЛИ), облучаемой поверхности Земли формируется из амплитуды переотраженных в обратном направлении зондирующих импульсов РЛС и является модулем комплексного коэффициента обратного рассеяния поверхности Земли. Каждый отраженный импульс является строчкой дискретного РЛИ, столбцами, которого являются отсчеты отраженных импульсов.

Размер РЛИ (или полоса захвата РБО) по оси Y определяется шириной диаграммы направленности антенны РБО в этом сечении - y, углом места, и высотой ЛА – h (см. Рис.6.1). В предположении плоской отражающей поверхности:

Очевидно, что размер РЛИ вдоль оси X ограничен только временем Линейная разрешающая способность по азимуту РБО (вдоль оси X) характеризует возможность различения на РЛИ двух близкорасположенных точечных целей, и определяется шириной диаграммы направленности антенны в сечении азимута и наклонной дальностью до цели:

Разрешающая способность РБО по наклонной дальности определяется только типом зондирующего сигнала и при использовании простого радиоимпульса равна r=c/2, а при использовании сложных сигналов определяется эффективной полосой частот сигнала, т.е. r=c/fэ2.

Для решения задачи формирования радиолокационного изображения с заданным качеством важную роль играет разрешающая способность РБО по поверхностной дальности (см. Рис.6.2), которая зависит от угла падения :

и для плоской поверхности равна r/sin(). Данная зависимость показывает, что разрешающая способность РБО по поверхностной дальности резко падает при малых углах места, поэтому РБО обычно работают при углах места 10°.

Т.о. увеличение разрешающей способности РБО по дальности обеспечивается использованием более широкополосных зондирующих сигналов и легко достижимо, в тоже время увеличение разрешающей способности по азимуту требует увеличения отношения длины антенны к длине волны до величины, сравнимой с расстоянием до цели, что, как правило, сопряжено с большими техническими проблемами.

Альтернативный путь резкого увеличения азимутальной разрешающей способности РБО без увеличения размеров реальной антенны – использование метода синтезирования апертуры антенны, который обеспечивает практически неограниченной увеличение отношение Dx/, за счет использования специальной пространственно-временной обработки отраженных сигналов.



Рис.6.2. Разрешающая способность по наклонной и поверхностной дальности.

Радиолокатор бокового обзора, использующий метод синтезирования апертуры для формирования РЛИ с высоким разрешением, называется радиолокатором с синтезированной апертурой (РСА).

Рассмотрим принцип формирования РЛИ в РСА. Пусть точечная цель облучается последовательностью радиоимпульсов с частотой повторения значительно более высокой, чем в РБО (Рис.6.3).

В момент времени t1 приходит первый, отраженный от цели импульс, в t последний. В течение этого времени антенна перемещается в пространстве на расстояние Ls, которое называют длиной синтезированной апертуры (равна разрешающей способности РБО).

Каждый k-й отраженный радиоимпульс в этой пачке получает задержку (tk)=2R(tk)/c, фазовый сдвиг несущего колебания (tk)=4R(tk)/ и некоторый амплитудный коэффициент, индуцированный диаграммой направленности (ДН) антенны Gk, зависящие от момента излучения импульса tk.

В большинстве случаев достаточно проанализировать квадратичную аппроксимацию R(t) в окрестности точки траверза цели – tтр:

Т.о. огибающая пачки отраженных импульсов определяется ДН антенны и квадратичным фазовым набегом, который эквивалентен линейной частотной модуляции пачки импульсов, так как:

Вид такой пачки показан на Рис.6.4. Частотную модуляцию пачки отраженных импульсов можно объяснить эффектом Доплера, возникающим вследствие движения ЛА. Данная линейная частотная модуляция огибающей пачки отраженных импульсов имеет полосу частот f=2VLs/R.

Максимальное квадратичное смещение отраженных импульсов по оси задержки, показанное на Рис.6.4, как правило, меньше разрешающей способности РСА по задержке и проявляется только в космических или сверхширокополосных РСА, где носит название эффекта миграции дальности.

Таким образом, в РСА, в отличие от РБО, мы обрабатываем не один отраженный импульс, а пачку импульсов. Комплексная огибающая этой пачки не что иное, как дискретное представление ЛЧМ импульса. Воспользовавшись этим фактом, мы можем сжать этот сигнал вдоль оси X до величины x, воспользовавшись, например, согласованным с этим сигналом фильтром:

Т.е. азимутальное разрешение РСА не зависит от расстояния до цели, длины волны, скорости полета и т.п., и определяется только длиной азимутального раскрыва антенны, причем, чем он меньше, тем выше разрешающая способность РСА. Чем меньше апертура реальной антенны, тем больше Ls, тем больше отношение длины синтезированной антенны к длине волны, которое мы теперь можем сделать сколь угодно большим.

Таким образом, особенность РСА, в необходимости совместной когерентной обработки пачки отраженных импульсов длиной =Ls/x.

Поскольку в РСА частота повторения импульсов в раз больше чем в РБО, то полоса обзора помимо выражения (1) должна выбираться с учетом естественного условия однозначности, т.е. WtcTп2 (см. Рис.6.1), где Tп - период повторения импульсов. Данное условие может существенно ограничивать полосу захвата космических РСА.

Поэтому для увеличения полосы захвата используется сканирующий режим работы антенны РСА, при котором организуется циклическое сканирование ДН антенны по углу места с периодом Ts=Ls/V. В этом случае, интервал синтеза апертуры антенны Ts делится на M частей, в течение каждого из них наблюдаются различные участки полосы захвата. В этом случае разрешающая способность РСА в (M+1) раз больше, чем при боковом обзоре.

Телескопический (прожекторный) режим используется в РСА для получения очень высокого разрешения (больше чем Dx/2), за счет увеличения длины синтезированной апертуры Ls путем организации непрерывного наблюдения заданного участка местности, который обеспечивается сканированием ДН антенны по углу азимута. Особенностью такого режима является кадровый характер съемки.

6.2. Радиолокационное дистанционное зондирование Земли: современное состояние, проблемы и перспективы развития Первыми радиолокационными системами (РЛС), которые нашли применение в дистанционном зондировании, были авиационные радиолокаторы бокового обзора. Они использовались в военной авиации в основном для разведывательных целей и навигации.

Появление в 50-х годах авиационных радиолокаторов с синтезированной апертурой (РСА) явилось следствием борьбы за улучшение пространственного разрешения. Развитие когерентной техники и методов оптимальной обработки сигналов открыли новые возможности получения очень высокой разрешающей способности по азимуту.

При использовании метода синтезированной апертуры, высокое разрешение достигается формированием искусственного раскрыва в результате поступательного движения летательного аппарата, несущего антенну, которая излучает зондирующие импульсы в направлении, перпендикулярном линии пути. Последовательные положения реальной антенны в пространстве, соответствующие каждому излученному импульсу, могут рассматриваться как элементы некоторой синтезированной антенной решетки. При этом горизонтальный размер синтезированной антенны обратно пропорционален физическому размеру реальной антенны и может быть сделан очень большим. Соответственно, пространственное разрешение в РСА может быть сделано достаточно высоким независимо от высоты полета летательного аппарата, кроме этого, появляется возможность использования рабочей длины волны вплоть до нескольких метров без существенной потери пространственного разрешения. Эти обстоятельства обусловили огромные перспективы использования РСА на борту космических аппаратов [94,95].

В настоящее время космические РСА находят все большее применение в различных технологиях дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), а в некоторых из них, например, исследование динамических процессов в океане, РСА признается, как единственно возможный инструмент для получения достоверной информации.

Это объясняется двумя основными обстоятельствами, отличающими РСА от датчиков дистанционного зондирования, работающих в видимом и инфракрасном диапазонах электромагнитного спектра:

• РСА способны получать радиолокационные изображения (РЛИ) поверхности Земли вне зависимости от состояния облачного покрова и освещенности поверхности;



Pages:     | 1 |   ...   | 15 | 16 || 18 | 19 |   ...   | 28 |
 

Похожие работы:

«Сохань Ирина Владимировна ТОТАЛИТАРНЫЙ ПРОЕКТ ГАСТРОНОМИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ (НА ПРИМЕРЕ СТАЛИНСКОЙ ЭПОХИ 1920–1930-х годов) Издательство Томского университета 2011 УДК 343.157 ББК 67 С68 Рецензенты: Коробейникова Л.А., д. филос. н., профессор ИИК ТГУ Мамедова Н.М., д. филос. н., профессор каф. философии Моск. Гос.Торгово-экономического ун-та Савчук В.В., д. филос. н., профессор ФсФ СПбГУ Сохань И.В. Тоталитарный проект гастрономической культуры (на С68 примере Сталинской эпохи 1920–1930-х годов). –...»

«ПЯТЬ НЕРЕШЕННЫХ ПРОБЛЕМ НАУКИ Рисунки Сидни Харриса Уиггинс А., Уинн Ч. THE FIVE BIGGEST UNSOLVED PROBLEMS IN SCIENCE ARTHUR W. WIGGINS CHARLES M. WYNN With Cartoon Commentary by Sidney Harris John Wiley & Sons, Inc. Книга рассказывает о крупнейших проблемах астрономии, физики, химии, биологии и геологии, над которыми сейчас работают ученые. Авторы рассматривают открытия, приведшие к этим проблемам, знакомят с работой по их решению, обсуждают новые теории, в том числе теории струн, хаоса,...»

«4. В поэме Медный всадник А. С. Пушкин так описывает наводнение XXXV Турнир имени М. В. Ломоносова 30 сентября 2012 года 1824 года, характерное для Санкт-Петербурга: Конкурс по астрономии и наукам о Земле Из предложенных 7 заданий рекомендуется выбрать самые интересные Нева вздувалась и ревела, (1–2 задания для 8 класса и младше, 2–3 для 9–11 классов). Перечень Котлом клокоча и клубясь, вопросов в каждом задании можно использовать как план единого ответа, И вдруг, как зверь остервенясь, а можно...»

«АГРОСПРОМ 2010 руководитель проекта: с.В. Шабаев Технический директор: И.Н. Елисеев Коммерческий директор: Д.В. гончаров Технический редактор: И.с. Шабаев Дизайн обложки и верстка: Е.А. сашина Корректура: о.П. Пуля Отдел реализации: Тел.: (495) 730-48-30, 730-47-30 Факс: (495) 730-48-28, 730-48-29 E-mail: agrosprom@mail.ru agrosprom@list.ru Фролов А.Н. Производство мяса бройлеров. Практическое руководство. – М.: АгросПроМ, 2010. – 128 с: ил. В рационе современного человека одним из важнейших...»

«РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ по дисциплине НАУКИ О ЗЕМЛЕ Для студентов I курса Направление подготовки 020400.62 Биология Профиль: Биоэкология, Ботаника, Общая биология, Физиология человека Квалификация (степень) Бакалавр Форма обучения Очная Обсуждено на заседании кафедры Составители: ботаники 2013 г. к.б.н., доцент Иванова С.А., Протокол № к.б.н., ассистент Зуева Л.В. Заведующий кафедрой С.М. Дементьева Тверь 2013 2. Пояснительная записка Цели дисциплины: Формирование теоретических знаний и...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.