6.4.3. Обнаружение по совпадению (программные обнаружители).
Рассмотренный выше квазиоптимальный алгоритм безвесовой обработки не всегда используется, так как в реальных пачках количество импульсов N сильно зависит от флуктуации ЭОП цели. Кроме того, в схеме рис. 6.10 требуется mN = (Тn/Т)N триггеров или других запоминающих ячеек, что составляет десятки или сотня тысяч. Поэтому на практике часто применяются упрощенные алгоритмы обнаружения, основанные на использовании пороговой схемы совпадений. Для того чтобы импульсы, превысившие первый порог, были приняты за полезный сигнал, требуется, чтобы в n < N периодах повторения Тn было зафиксировано k -n импульсов (критерий «k из n»). При этом выполнение критерия обнаружения возможно не только с помощью счетчика, но и с помощью логических схем совпадения. Подобная схема для критерия «3 из 4» показана на рис. 6.12, а, а временные диаграммы на рис. 6.12, б.
При выбранном n, если k очень мало, требуется повышение входного порогового сигнала для сохранения вероятности ложной тревоги. Если же k - n, то «ужесточение» логики опять приведет к повышению входного порогового сигнала. Так, для метода «k из k» проигрыш в пороговом сигнале по сравнению с аналоговым весовым накоплением составит 3...5 дБ, т.е. по сравнению с равновесным двоичным 1,5...3,5 дБ. Поэтому имеется оптимальное значение к= копт..
Рис. 6.12, Программный обнаружитель «3 из 4»
В цифровых устройствах обнаружение цели тесно связано измерением координат. Отметим пока, что а соответствии с упрощенным критерием обнаружения пачки импульсов РЛС кругового обзора по совпадению может использоваться фиксация начала пачки н конца пачки к, что позволяет определить положение середины пачки, т. е, азимут цели с = 0,5 (н + к). Положение начала фиксируется по критерию «k из n». Аналогичный критерий может быть использован и для фиксации конца, однако часто в качестве конца пачки принимается серия из m= 1,2,3,... нулей подряд. Общий критерий обозначается в этом случае «k/n -m».
На рис. 6.13 показаны временные диаграммы фиксации границ пачки при разных значениях k, n, m. При этом качало пачки смещено вправо на n - 1 позиций, а конец пачки вправо на m позиций.
Рис. 6.13. Смещение начала (н) и конца (к) пачки при различных критериях программного обнаружителя
Критерии «k/n - m» при n = k называют целым, а при k: < n - дробным.
6.4.4. Стабилизация вероятности ложной тревоги
Согласно критерию Неймана - Пирсона фиксируется вероятность ложной тревоги F и максимизируется вероятность правильного обнаружения D. В рассматриваемом случае дискретного накопителя вероятность F очень сильно зависит от нормированного значения первого порога U0 ш.
Любая нестабильность порогового устройства или изменение уровня шума на выходе приемника нежелательны. При использовании в РЛС методов автоматического обнаружения сигналов и цифровой обработки это приводит к перегрузке арифметического устройства лишними данными.
Известный способ стабилизации вероятности ложной тревоги основан на использовании шумовой автоматической регулировки усиления (ШАРУ). Простейшая схема ШАРУ представлена на рис. 6.14. Импульсы, поступающие в промежуток, времени tc, когда сигналы от целей, превысившие порог U0, отсутствуют, формируют стандартные импульсы, число которых подсчитывается счетчиком. При этом образуется управляющее напряжение, изменяющее коэффициент усиления УПЧ приемника, т. е. на выходе вероятность ложных тревог поддерживается неизменной -(осуществляется адаптация приемника).
Рис. 6.14. Стабилизация вероятности ложной тревоги с использованием ШАРУ
В других схемах измеренный средний уровень шумов используется не для АРУ, а для управления порогом, т. е. уровнем квантования. Такие методы стабилизации вероятности ложной тревоги, зависящие от закона распределения огибающей шума и основанные на измерении параметра шума и его дисперсии, могут быть отнесены к параметрическим.