WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 20 | 21 || 23 | 24 |   ...   | 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 22 ] --

согласованным фильтром (см. Рис.6.19). Особенность данного фильтра в том, что он согласован с любым сигналом, описываемым выражением (1.13).

Рассмотрим особенности возникновения данной модели применительно к РСА. Для этого запишем (6.46) в виде, соответствующим модели (1.13).

Поскольку = t пр (kT, ) на интервале существования монотонная функция переменной, то, используя (6.46) и соответствующею замену переменных, получим модель сигнала РСА в виде:

Рассмотрим статистические характеристики случайного процесса (, k ), заданного (6.62).

Поскольку обычно мы полагаем, что (, ) - комплексный белый шум, то (, k ) - комплексный нестационарный гауссовский случайный процесс с нулевым математическим ожиданием, и корреляционной функцией B (1, 2, k1, k 2 ).

Используя монотонность функции = t пр (kT, ) и стационарность наблюдаемого сигнала в сечении азимута, свойственную обычной РСА, можно показать, что:

Т.о. мы можем считать (, k ) реализациями нестационарного по дисперсии комплексного гауссовского случайного процесса, а дальностный канала РСА (6.62) описать выражением (1.13).

Характерной особенностью большинства систем радиолокации является выбор частоты дискретизации непрерывных сигналов в устройстве цифровой обработки практически в точном соответствии с требованиями теоремы Котельникова.

Поэтому при использовании широкополосных сигналов, модуль спектральной плотности которых приближается к константе в некоторой заданной полосе частот, а автокорреляционная функция стремиться к функции дискретные отсчеты сигнала, отраженного от некоторого протяженного, диффузно-рассеивающего объекта как правило некоррелированы.

Если этот объект имеет ограниченную протяженность, или в отраженном сигнале присутствует регулярная (зеркальная) компонента, то мы можем рассматривать наблюдаемый сигнал в рамках модели системы с нестационарным входом, рассматривая каждый отраженный импульс как независимую реализацию нестационарного случайного процесса.

При этом в общем случае мы не имеем априорной информации о параметрах нестационарного процесса на входе (6.62).

Т.о. при построении алгоритма слепой идентификации радиолокационного канала, мы имеем некоторое множество наблюдаемых реализаций на выходе линейного, стационарного канала, на входе которого реализации нестационарного процесса.

Алгоритмы, не требующие (при соблюдении условий идентифицируемости) априорной информации о статистических свойствах информационной последовательности, были предложены в п.4.2.3. и основаны на факторизации аффинных многообразий нулевой корреляции.

Моделирование, результаты которого приведены в п.4.2.3 и п.5.2, показало, что возможности этих алгоритмов часто ограничены каналами небольшой длины и требуют очень высоких значений отношения сигналшум. Данное обстоятельство делает проблематичным использование этих алгоритмов для слепой идентификации радиолокационных каналов.

В п.4.1.2 в рамках модели (6.62) предложен двухдиагональный алгоритм слепой идентификации, который также не требует априорного знания вида нестационарной модуляции информационного сигнала (в случае РСА функции g R ( ) ). Этот алгоритм, предложенный в [82] именно для решения данной задачи, кажется нам наиболее перспективным в данном приложении.

Для практической реализации рассматриваемого алгоритма необходимо определить зависимости качества оценки канала от числа обрабатываемых реализаций, длины реализации, степени нестационарности, величины аддитивных помех и т.п.

Качество работы алгоритмов в данной задаче естественно оценивать по функции неопределенности. В этом случае, мы можем подставить в оптимальный алгоритм восстановления оценку канала, полученную слепым алгоритмом, а затем оценить полученную функцию неопределенности, описывающую рассогласование выхода согласованного фильтра и его параметров. В этом случае характеристики качества будут зависеть от конкретного вида передаточной функции канала.

Чтобы получить оценки качества вне этой зависимости введем несколько модифицированное определение функции неопределенности «слепого» согласованного фильтра, как отклик этого фильтра на нестационарный белый шум. В этом случае идеальная функция неопределенности ( -функция) появится на выходе при числе реализаций M.

Рис.6.20. К определению качества работы дискретного «слепого» согласованного фильтра.

При фиксированной выборке для оценки качества работы дискретного «слепого» согласованного фильтра мы будем использовать понятие дискретного разрешения, определенного как число отсчетов оценки импульсной характеристики превысивших порог 0.5 от максимального значения, и максимальный уровень бокового лепестка, определенный как максимальное значение отсчета не превосходящего порог (см. Рис.6.20).

В задаче оценки дальностного канала РСА в качестве нестационарной модулирующей последовательности выступает диаграмма направленности РСА, а именно ее сечение в угломестной плоскости.

При локации пространственно ограниченных целей, в качестве нестационарной модуляции может рассматриваться индикаторная функция.

Эти замечания, позволяют нам при моделировании дальностного канала РСА положить h( j ) = 1 и использовать гауссову модель нестационарности в виде:

где: - длина реализаций информационного сигнала.

Характер моделируемой нестационарности показан на Рис.6.21.

Рис.6.21. Нестационарность на входе дальностного канала РСА.

На Рис.6.22 показана зависимость дискретного разрешения (минимальное значение 1) от числа обрабатываемых реализаций при различной величине нестационарности ( p = 0 - на входе белый шум; p - на входе дельта-функция). Меткой «RANDOM» обозначена зависимость при случайном значении параметра нестационарности.



На Рис.6.23 показана скорость сходимости алгоритма. На Рис.6. уровень боковых лепестков. На Рис.6.25 зависимость от длины информационного сигнала.

RANDOM

Рис. 6.22. Зависимость дискретного разрешения (по вертикали) от числа обрабатываемых реализаций (по горизонтали), при различном значении параметра нестационарности (меткой RANDOM обозначена зависимость при случайном Рис. 6.23. Зависимость дискретного разрешения (по вертикали) от числа обрабатываемых реализаций (по горизонтали), при различном отношении сигналшум при p=25.

Рис. 6.24. Зависимость уровня боковых лепестков (по вертикали) от числа обрабатываемых реализаций (по горизонтали), при различном отношении сигнал-шум, при p=25.

Рис. 6.25. Зависимость дискретного разрешения (по вертикали) от числа обрабатываемых реализаций (по горизонтали), при различных длинах реализаций, В целом, алгоритм демонстрирует хорошую помехоустойчивость, однако требует весьма высокой степени нестационарности (см. Рис.6.21).

Последний недостаток может быть компенсирован увеличением числа реализаций. Для работы алгоритма не требуется знания вида нестационарной модуляции и длины канала.

Экспериментальная проверка возможности использования данного алгоритма для коррекции искажений дальностного канала РСА проводилась с использованием информации авиационной РСА Х - диапазона «Компакт-1» («ИК-ВР»), разработанной в НИИ ТП, г. Москва. Результаты экспериментальной проверки (опубликованные в [51]) показали, что двухдиагональный алгоритм (см. Рис.4.1) дает смещенную оценку зондирующего сигнала РСА.

Причины данного смещения следует искать среди таких факторов как:

1) наличие в аппаратурном тракте РСА коррелированного аддитивного шума;

2) наличие нелинейных эффектов малоразрядного квантования и жесткого ограничения;

3) краевых эффектов возникающих в случае попадания ярких отражателей на границу области анализа.

Первый фактор приводит к тому, что спектральная плотность шума неравномерна в полосе частот пропускания тракта. Ковариационная матрица стационарного шума диагональна в спектральной области и не влияет на вторую диагональ ковариационной матрицы, а значит и на восстанавливаемую фазу передаточной функции (см.п.4.1.2). Однако, выборочная ковариационная матрица шума имеет не равные нулю коэффициенты во второй диагонали при ограниченном числе используемых реализаций, что может привести к неравномерному по полосе частот смещению в оценке фазы. Способ преодоления данного ограничения очевиден: при использовании алгоритма необходима предварительная запись и последующий анализ «шумовой голограммы».

Второй фактор оказывает наиболее существенное влияние на точность восстановления передаточной функции радиолокационного канала.

Математическое моделирование эффектов квантования и ограничения показало, что малоразрядное квантование (4 разрядов) или ограничение сигнала на уровне 1-й приводят к существенным искажениям оценки.

Способ устранения влияния третьего фактора - оптимальный подбор параметров временного стробирования отраженного сигнала в приемнике РСА.

Для преодоления влияния нелинейных искажений в тракте вызванных квантованием и незначительным ограничением, можно использовать широко распространенный прием: нужно сделать эти искажения полностью предсказуемыми.

Для этого мы используем связь между ковариационной функцией сигнала прошедшего идеальный ограничитель с ковариационной функцией исходного сигнала.

Фактически, это означает возможность реконструкции искомой ковариационной матрицы только по знаковым корреляциям во временной области.

Используя [125], для нестационарного процесса можно получить следующую формулу реконструкции:

Здесь rxx, ryy, rxy, ryx - корреляция знаковой последовательность исходной голограммы; (t ) - функция с.к.о. наблюдаемого сигнала во временной области; BS (t1,t2 ) - искомая ковариационная функция.

Тогда алгоритм оценки системной характеристики РСА в сечении наклонной дальности можно представить в виде последовательности следующих шагов:

1. Обозначим комплексный массив отраженных сигналов РСА (радиоголограммы) в виде S(i,j), i=1..., j=1...M,, где: i- индекс отсчета по координате дальности, j- индекс отсчета по координате азимута. Запишем оценку нестационарной дисперсии и знаковой корреляции квадратурных компонент отраженных сигналов во временной области:

2. Получим оценку ковариационной матрицы искаженного сигнала во временной области, используя формулу (6.61).

3. Найдем спектральную ковариацию (спектральный момент 2-го порядка) в виде:

4. В соответствии с (4.31) получим оценку передаточной функции канала РСА по следующей формуле:

где: D1 (m ) - главная диагональ ковариационной матрицы аддитивR ных помех; DR (m ) - вторая диагональ ковариационной матрицы аддитивных помех.

Экспериментальная проверка работоспособности данного метода проводилась с использованием информации самолетной РСА Х - диапазона «Компакт-1». Основные характеристики данной системы приведены в Табл.6.1.

Особенность данной системы является то, что принимаемые приемником отраженные сигналы оцифровываются без сжатия по дальности, а сама процедура цифрового сжатия реализуется в процессе восстановления РЛИ.

Это дает нам возможность проверить работоспособность предлагаемого алгоритма при восстановлении зондирующего сигнала РСА.

X-диапазон для авиационных РСА не характеризуется заметным влиянием среды распространения, а имеющиеся результаты стендовых испытаний по проверке фазо-частотных характеристик сквозного аппаратного тракта, позволяют считать зондирующий сигнал данной РСА идеальным прототипом, с точки зрения проверки методов СОС.



Pages:     | 1 |   ...   | 20 | 21 || 23 | 24 |   ...   | 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). –...»

«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...»

«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,...»






 
© 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.