Файл: Ширман, Я. Д. Разрешение и сжатие сигналов.pdf

Я.Д. ШИРМАН

РАЗРЕШЕНИЕ

И СЖАТИЕ СИГНАЛОВ

<*,

УДІ<иЩ -,.391.(62,1^396.96 -I- 621.396.62 + 621.396.67)

с техникой разрешения. С единых статистических позиций рассматриваются различные виды оптимального разрешения при нормальной статистике сигналов и помех: по времени запаздывания (дальности), по частоте (скорости), по дли­ тельности сигналов, направлению прихода, поляризации, кривизне фронта волны, варианты комбинированного разрешения. Выявляются теоретические особенности разновидностей разрешения, например: разрешения — обнаруже­ ния и разрешения — измерения, разрешения когерентных и некогерентных сиг­ налов, особенности выделения сигналов в присутствии активных, пассивных и модулирующих помех.

Значительное место уделено технике сжатия широкополосных 4M когерент­ ных радиоимпульсов н динамике ее развития. Рассмотрены принципы построе­ ния, теория и конструкции фильтров сжатия на электрических линиях задерж­ ки, волноводных и «дифракционных» ультразвуковых линиях, оптико-акустн- ческнх фильтров, магнитоакустических фильтров, использующих спиновые вол­ ны, устройств сжатия с использованием «спинового эха», принципы получения больших сжатий путем параллельной фильтрации. Рассмотрены новые возмож­ ности спектрального анализа, приема и обработки сигналов с неизвестной час­ тотой колебаний на основе техники сжатия.

Серьезное внимание уделено также синтезу обработки сигналов, прини­ маемых системами антенн и антенными решетками. Излагаются принципы их адаптации к помеховой обстановке — принципы построения самонастраиваю­ щихся систем.

Материал книги может быть использован широким кругом специалистов, занимающихся как теоретическими вопросами статистической радиотехники, так и проектированием средств радію- п гидролокации, радионавигации, радио­

ПРЕДИСЛОВИЕ

Предлагаемая монография посвящена вопросам статистической теории разрешения сигналов по различным параметрам: временному положению (дальности в радиолокации), частоте (скорости), произ­ водной частоты, длительности, направлению прихода, поляризации, а также комбинированного разрешения. Подобные вопросы часто возникают в ходе радиотехнических и других физико-технических исследований.

Рассматриваются различные случаи разрешения: сигналов с из­ вестными и неизвестными параметрами, когерентных и некогерент­ ных сигналов, сигналов с изменяющимися параметрами, сигнала от радиолокационной цели на фоне отражений облака пассивных отра­ жателей ограниченной протяженности (без учета и с учетом движения отражателей и обзора пространства), сигнала на фоне стационарной активной помехи и т. д.

Как одно из первых приложений теории разрешения излагаются теория и методы укорочения радиоимпульсов при оптимальной и согласованной фильтрации, в том числе“ сжатие радиоимпульсов в со­ гласованных фильтрах, которое в нашей стране было предложено в 1956 г. [28]. Описываются проведенные автором и под его руковод­ ством первые отечественные работы в области сжатия радиоимпуль­ сов от теоретических исследований до проверки возможностей раз­ решения реальных радиолокационных целей и их отдельных элемен­ тов. Результаты исследований дополняются материалами публика­ ций по технике сжатия. Начиная с 1957 г. [33], а особенно с 1960 г. [47—48, 50, 60], эти публикации занимают значительное место в ли­ тературе. Непрерывно расширяются и применения техники сжатия, охватывая не только радиолокацию, но и радионавигацию, радио­ связь, радиотелеметрию, гидролокацию, геофизику, радиоастроно­ мию, технику физического эксперимента.

Заметное внимание в книге уделяется приложению техники сжа­ тия к спектральному анализу сигналов. До недавнего времени были известны два метода спектрального анализа — последовательный и параллельный, детально освещенные в широко известной книге [14].

ложению и частоте, в книге обсуждается совместное разрешение (раз­

угловой координате, в частности при использовании антенных ре­

тистические основы, приемники, антенны, радиолокация). По каждому из вопросов нельзя было использовать одинаково полно имеющуюся литературу. Поэтому не полнота охвата, а единство рассмотрения может скорее заинтересовать читателя.

Предлагаемая монография обобщает ряд исследований, проведен­ ных автором за последние 15—20 лет. Исследования базировались на статистическом подходе к проблеме разрешения сигналов, разра­

56, 61, 66, 69, 70, 70а, 72, 79, 95, 96, 104, 105, 107, 109, 113, 115, 116, 135, 136, 143, 147, 150, 151, 153 и др.]. Однако и сейчас эта теория еще далеко не завершена. Показателем этого является несогласованность исходных позиций в различных работах. Даже простое сопоставле­ ние результатов вызывает зачастую определенные трудности.

вам разрешения когерентных сигналов по времени запаздывания и технике сжатия радиоимпульсов. С редакционными сокращениями, пояснениями и уточнениями она воспроизводит материал 1959 г. К не­ му добавлены § 1.7.5, гл. 1.8, 1.9, позволяющие рассмотреть на базе предыдущего материала современное состояние техники сжатия радио­ импульсов.

Вторая и третья части книги содержат более поздние результаты, в том числе полученные за последнее время. Так, вторая часть посвя­ щена основам пространственно-временного разрешения колебаний с различной степенью когерентности. Расчетный аппарат первой части распространяется здесь на более широкую область применений, на­ ряду с этим используются и другие методы анализа. Сравнительно ко­ роткая третья часть является развитием § 1.1.1 части 1. В ней обсуж­ дается ряд разновидностей разрешения. Если две первые части за­ трагивают только разрешение — обнаружение, то здесь кратко рассмотрены различные варианты разрешения — измерения, разре­ шения — обнаружения — измерения и т. д.

Следствием принятого построения книги является концентриче­ ский порядок изложения теоретических и практических вопросов. Возможно, это даже облегчит использование книги читателями-прак­ тиками. Это, по-видимому, не помешает и тем читателям, которые бу­ дут знакомиться с материалом выборочно. Читателям же, последо­ вательно изучающим теоретические вопросы, предназначены в помощь рекомендации об обращении к предшествующему материалу (гл. 2.1, 3.1). Используется также частичное выделение определений и выводов

А. Л. Минцу, а также профессору И. С. Гоноровскому за рекоменда­ ции относительно подготовки настоящего издания к печати. Автор искренне признателен рецензентам книги профессорам И. А. Боль­ шакову и В. С. Кельзоиу за ценные советы и замечания. Полез­