- •Теория и техника радиолокации и радионавигации
- •Глава 1. Основы радиоэлектронных технологий 6
- •Глава 2. Основы теории обнаружения и различения сигналов 15
- •Введение
- •Глава 1. Основы радиоэлектронных технологий
- •1.1. Общая модель радиотехнической системы
- •1.2. Поля, сигналы, помехи, предмет статистической теории ртс
- •1.3. Представление сигналов и помех
- •1.4. Нормальный случайный процесс, белый шум
- •Выводы по главе:
- •Вопрос 3. Что представляет собой обратная корреляционная функция белого гауссовского шума и как классифицируются реализации последнего по «вероятности»?
- •Глава 2. Основы теории обнаружения и различения сигналов
- •2.1. Содержание и классификация задач обнаружения и различения сигналов
- •2.2. Различение детерминированных сигналов
- •2.2.1. Статистические критерии различения детерминированных сигналов.
- •2.2.2. Правила оптимального различения и обнаружения.
- •2.3. Различение сигналов со случайными параметрами
- •2.4. Функция и отношение правдоподобия при различении сигналов на фоне аддитивного нормального шума
- •Выводы по главе:
- •Глава 3. Алгоритмы и устройства оптимального обнаружения и различения сигналов
- •3.1. Обнаружение детерминированного сигнала
- •3.2. Обнаружение сигнала со случайной начальной фазой
- •3.3. Обнаружение сигнала со случайными амплитудой и начальной фазой
- •3.4. Обнаружение пакетов импульсов
- •3.5. Обнаружение случайных сигналов
- •3.6. Структуры и показатели различителей детерминированных сигналов
- •Выводы по главе:
- •Глава 4. Основы теории измерения параметров сигналов радиотехнических систем
- •4.1. Содержание и классификация задач измерения параметров сигналов
- •4.2. Байесовские оценки случайных параметров сигналов
- •4.3. Критерии оценки неслучайных параметров сигналов и граница Крамера-Рао
- •4.4. Оценки по максимуму правдоподобия
- •4.5. Вычисление дисперсий оценок и функции неопределенности
- •4.6. Элементы теории фильтрации параметров сигналов
- •Выводы по главе:
- •Глава 5. Разрешение сигналов
- •5.1. Понятия разрешающей спососбности
- •5.2. Функция неопределенности в теории разрешения
- •5.3. Разрешение по времени запаздывания. Простые и сложные сигналы
- •5.4. Виды сложных сигналов
- •5.5. Разрешение по времени запаздывания и частоте.
- •Выводы по главе:
- •Вопрос 1. Дайте определение функции неопределенности.
- •Вопрос 2. Приведите классификацию сигналов.
- •Вопрос 3. Приведите вид кнопочной фн.
- •Глава 6. Основные принципы построения рАдиолокационных и радионавигационных систем
- •6.1. Основные понятия и определения
- •6.2. Радиотехнические методы измерения координат и их производных
- •6.3. Классификация радиолокационных и радионавигационных систем, их тактические и технические характеристики
- •6.3.1.Радиолокационные станции классифицируют по следующим признакам:
- •6.3.2. Радионавигационные системы классифицируются по следующим признакам
- •6.3.3. Основные тактические характеристики
- •6.3.4. Основные технические характеристики
- •6.4. Построение и основные характеристики рлс кругового обзора
- •Выводы по главе:
- •Глава 7. Физические основы радиолокационного обнаружения объектов
- •7.1. Радиолокационные цели и формирование отраженных сигналов
- •7.2. Эффективная площадь рассеяния простейших объектов
- •7.3. Эффективная площадь рассеяния объектов
- •Выводы по главе:
- •Глава 8. Дальность действия радиосистем
- •8.1. Дальность действия радиолиний
- •8.2. Обобщенное уравнение дальности радиолокационного наблюдения в свободном пространстве
- •8.3. Погрешности измерения радионавигационного параметра
- •8.4. Поиск сигналов по угловым координатам, дальности и скорости
- •Выводы по главе:
- •Глава 9. Методы измерения параметров
- •9.1. Методы измерения рассстояния
- •9.2. Методы измерения скорости
- •9.3. Методы измерения угловых координат
- •9.4. Точность и разрешающая способность радиосистем при пространственно-временной обработке
- •Выводы по главе:
- •Вопрос 1. В чем заключается корреляционный метод измерения путевой скорости и угла сноса?
- •Вопрос 2. Сравните преимущества и недостатки дисс с непрерывным и импульсным излучением
- •Вопрос 3. С какой целью объединяют отдельные навигационные измерители в единый навигационный комплекс?
- •Глава 10 . Методы защиты от радиопомех
- •10.1. Методы защиты от пассивных помех
- •10.2. Методы защиты от активных радиопомех
- •Выводы по главе:
- •Глава 11. Навигационные комплексы самолетов и судов
- •Глава 12. Основные типы современных и перспективных радиолокационных средств
- •12.1. Комплекс разведки и управления "зоопарк-1"
- •Основные тактико-технические характеристики
- •12.2. Проблемы совершенствования рлс
- •12.2. Разработка рлс перспективного истребителя
- •12.3. Разработка рлс со сверхширокополосными сигналами
- •Выводы по главе:
- •Вопрос 1. Что такое антенные решетки и каковы их преимущества?
- •Вопрос 2. Какие сигналы используются в современных радарах?
- •Вопрос 3. Перечислите состав рлс.
- •Глава 13 . Основные типы современных и перспективных радионавигационных средств
- •13.1. Применение радионавигационных систем
- •13.2. Требования к радионавигационному обеспечению
- •Выводы по главе
- •Вопрос 1. Приведите характеристику спутниковых рнс.
- •Вопрос 2. Перечислите задачи радионавигационного обеспечения
- •Вопрос 3. Каковы основные направления развития рнс в рф?
- •Заключение
- •Перечень тем контрольных работ
- •Перечень вопросов для итогового контроля
- •Основные определения
- •Список литературы
Выводы по главе:
1. Универсальность гауссовско-марковской модели сообщения в не меньшей степени, чем вычислительная эффективность алгоритмов фильтрации типа калмановских, объясняет повсеместное применение последних в современной информационной технике.
Вопросы для самоконтроля:
Вопрос 1. В чем достоинство оценки по максимуму правдоподобия?
Вопрос 2. Какие из следующих параметров сигнала являются неэнергетическими: начальная фаза, центральная частота спектра, амплитуда, время запаздывания, длительность, девиация частоты, период повторения импульсов в пакете, индекс угловой модуляции?
Вопрос 3. Какой качественный смысл вкладывается в понятие ФН?
Вопрос 4. В чем принципиальное отличие априорной и апостериорной ПВ?
Вопрос 5. Каков смысл понятия «фильтрация параметров сигнала»?
Вопрос 6. Какую роль играют априорные сведения в задачах фильтрации?
Методические рекомендации.
Изучив материал главы, ответьте на вопросы. При возникновении трудностей обратитесь к материалам для закрепления знаний в конце пособия.
Для углубленного изучения воспользуйтесь литературой:
основной: 1 – 2; дополнительной: 4 – 6 и повторите основные определения, приведенные в конце пособия.
Глава 4. Основы теории измерения параметров сигналов радиотехнических систем
4.1. Содержание и классификация задач измерения параметров сигналов
Как отмечалось в гл. 1, сигнал, поступающий на приемную сторону информационной РТС, несет существенную для получателя (пользователя, абонента, потребителя РТС) информацию, содержащуюся в значениях тех или иных параметров: амплитуды, частоты, фазы, времени запаздывания, углов прихода и поворота плоскости поляризации радиоволн и др. Так, в обычном телевизионном вещании адресованное абоненту сообщение заключено в значениях амплитуды (канал изображения) и частоты (канал звукового сопровождения) сигнала. В радиолокации и радионавигации сведения о координатах и скоростях объектов содержатся во времени запаздывания, фазе, частоте и направлении прихода колебаний. В системах цифровой связи и цифрового вещания параметром, несущим полезную информацию, является номер переданного сигнала и т. п. Очевидно, пользователю для извлечения из полученного сигнала нужных сведений следует выяснить (определить, измерить) значения параметров сигнала, несущих требуемую информацию. Эти значения параметров не обязательно точно воспроизведут истинные, так как в реальных условиях полезный сигнал поступает на приемную сторону только в смеси с помехами. Кроме того, на измерения может существенно влиять наличие у сигнала не только полезных (несущих необходимую информацию) параметров, но и параметров, не известных потребителю и не содержащих интересных для него сведений. Например, в радиолокационных дальномерах сантиметрового диапазона информация о дальности от РЛС до цели заключена во времени запаздывания отраженного радиоимпульса, тогда как амплитуда и фаза последнего данных о дальности практически не содержат, случайно меняясь от зондирования к зондированию вследствие фединга. Полезные параметры сигнала, содержащие нужную абоненту информацию, будем называть информационными, остальные неизвестные параметры - мешающими (неинформационными, несущественными, паразитными, нежелательными). Заметим, что такая классификация параметров для каждого конкретного случая своя. Так, в стандартном телевизионном канале изображения именно амплитуда служит информационным параметром, время запаздывания же сигнала никакой информации для пользователя не несет; в интерферометрах радиопеленгаторов полезными параметрами оказываются фазы колебаний, принятых разнесенными антеннами, и т. д.
Формализованной моделью измерения параметров сигнала является следующее положение. Пусть на интервале времени [0, Т] присутствует колебание y(t), образованное как продукт описываемого детерминированным оператором F[ •] взаимодействия сигнала s(t; υ(t), ψ(t)) с помехами x(t):
Полезный сигнал s(t; υ(t), ψ(t)) содержит г информационных υi(t) и m мешающих параметров ψi(t), объединенных соответственно в г- и m-мерные векторы. По результатам анализа y(t) необходимо вынести решение о том, какие значения имеют полезные параметры сигнала s(t; υ(t), ψ(t)) в текущий момент времени t. Если все параметры υi(t) постоянны на интервале наблюдения, то описанную процедуру называют оценкой параметров сигнала. В случае же, когда зависимостью υ(t) пренебречь нельзя и требуется отслеживание мгновенных значений меняющихся информационных параметров, такую процедуру называют (фильтрацией сообщений).
Из-за вероятностного характера условий, сопутствующих измерению, ошибки, т. е. отклонения измеренных значений параметров от истинных, содержат случайную составляющую, не поддающуюся компенсации с помощью калибровок, эталонных замеров и пр. Поэтому объект, осуществляющий измерение (измеритель), должен придерживаться такой стратегии, при которой негативные последствия, обусловленные случайной природой ошибок, были бы по возможности минимизированы. Таким образом, необходимо сформулировать оптимальные в некотором смысле правила измерения параметров сигналов.