Файл: Губин, В. А. Пространственно-временная обработка радиолокационных сигналов (конспект лекций).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 92
Скачиваний: 0
98
вероятность |
обнаружения фона |
= |
0 ,5 |
при |
Гш = |
10 |
s ( q |
= |
|||
10 |
д б ). Решив уравнение (5 .6 3 ) относительно |
импульсной мощности |
|||||||||
передатчика, |
получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
_ *C kT 3J,S |
. |
Н ( R макс ~ |
мин') |
sin |
У макс |
|
|
|
||
|
~ 0,9 б ^ Л 1q ^ d z |
Д й г sin j |
sec |
j- |
|
|
(5 .6 5 ) |
||||
гд е |
S = S - |
- |
коэффициент суммарных |
энергетических |
потерь |
с |
|||||
учетом энергетического |
проигрыша |
Sp . |
|
|
|
|
|
||||
|
Требования к мощности передатчика возрастают |
с |
увеличением |
высоты носителя, полосы обзора и с улучшением разрешающей спо
собности. Если предположить, |
что разрешающая способность вдоль |
||
и поперек линии пути равна |
ДХ=ДЙ |
, то мощность передатчи |
|
ка возрастает пропорционально ДХ4 (ДХ2 |
за счет уменьшения |
||
разрешаемой площадки и ДХ |
за счет |
уменьшения горизонтально |
го размера антенны и увеличения полосы пропускания приемника).
Стремление улучшить1разрешающую способность РСА при ограни
ченных возможностях увеличения энергетического потенциала од ного канала, по-видимому, приведет к созданию Многоканальных
РСА с парциальной в вертикальной плоскости диаграммой.
Перейдем к рассмотрению характеристик обнаружения целей,
предполагая, что мощность сигналов фона намного превышает мощ ность шумов приемного тракта РСА.
РСА принимает отраженные сигналы от объектов, имеющих в
большинстве случаев весьма сложную структуру и габариты, зна
чительно превышающие длину волны. При этом сигналы |
образуются |
в результате суммирования большого числа колебаний, |
отраженных |
отдельными элементами цели, и в силу центральной предельной |
|
теоремы теории вероятности мгновенные значения отраженного |
сигнала распределены по нормальному закону. Поэтому вопрос о наблюдаемости целей также сводится к задаче обнаружения в шу мах сигнала со случайной амплитудой, распределенной по закону
Редея, |
и фазой, равномерно распределенной в |
интервале |
0 + Ы , |
||||
т . е . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ = е х р ( т ^ ) |
’ |
|
(5 .6 6 ) |
где |
Гд, |
- |
вероятность ложной тревоги ; |
|
|
||
q = |
= * - - |
отношение мощности сигнала к мощности фона |
на выхо- |
||||
|
Н<Р |
де |
системы обработки. |
|
|
|
|
В первом |
приближении отношение мощности |
сигнала к |
мощности |
фона на выходе системы обработав РСА соответствует коэффициен ту радиолокационной контрастности цейи
|
|
б$ Д Х Д R |
9 |
(5 .6 7 ) |
|
|
|
||
гд е 6 Ц |
- |
эффективная поверхность рассеяния цели; |
|
|
6ф |
- |
эффективная поверхность рассеяния фона на разрешае |
||
|
|
мой РСА площадке; |
|
|
6 $ |
- |
удельная эффективная поверхность рассеяния фона. |
||
С учетом формулы (5 Л 6 ) отношение |
сигнал/фон по мощности |
|||
будет равно |
|
|
|
|
|
|
|
|
(5 .6 8 ) |
Следовательно, вероятность обнаружения цели зависит от ошибки фокусирования
(5 .6 9 )
Заметим, что повышение разрешающей способности по азимуту за счет укорочения длины волны ведет не к улучшению, а к ухуд
шению контрастности радиолокационных целей, так как эффектив ная поверхность рассеяния фона возрастает быстрее, чем умень шается разрешаемая РСА площадка. Но можно повысить вероятность
обнаружения целей, сникая высоту носителя, уменьшая ошибку фо кусирования или улучшен разрешающую способность по даль ности.
Дополнительные возможности улучшения наблюдаемости целей
открываются при переходе от одноразового к многоразовому об зору. Так^при кадровом обзоре возможна многократная съемка объ екта до и после прохождения его траверса носителем. При этом
наряду с повышением вероятности обнаружения неподвижных целей
можно выделить движущиеся цели по их перемещению за время меж
ду съемками и использовать стереоэффект для улучшения дешифриг руемости полученного изображения.
Если время разноса последовательных обзоров позволяет пре
небречь изменением условий наблюдения, а пропуски целей в об
зорах |
события независимые, |
то вероятность |
обнаружения п раз |
из т |
обзоров подчиняется |
биноминальному |
закону |
100
|
|
в { п , т ) |
т \ |
|
т-п |
(5.70) |
|
|
= |
К О - » , ) |
|
||
|
|
|
п 1 (т ~ п )! |
|
|
|
где |
D - |
вероятность |
обнаружения цели за один обзор, одинаковая |
|||
для |
всех |
независимых |
обзоров. |
|
|
|
Формула значительно упрощается, если требуется определить
вероятность обнаружения сигнала, хотя бы один раз за я") обзоров
Л ( 1 , т ) = 1-(1 - UJ т , |
(5.71) |
|
где ( l - D , ) ™ - вероятность того , что |
сигнал не |
будет обнару |
жен за т обзоров. |
|
|
Отсюда можно определить количество |
обзоров, |
необходимых |
для того , чтобы повысить вероятность обнаружения целей с вели чины В 1 до заданной величины В{\,т)’.
_ lg[l-D Q tm)] |
(5.72) |
|
i g O - Ц ) |
||
|
При сравнительно невысоких значениях вероятности правильного
обнаружения |
за один обзор приемлемые значения "накопленной" |
|||||
вероятности |
обнаружения могут |
быть получены уже за 2 |
- |
3 об |
||
зора. |
С другой стороны, |
очень |
малые значения D1 |
для |
полу |
|
чения |
Z?(l,m )>0 ,9 требуют |
слишком большого количества |
обзоров. |
IOI
Г л а в а б
ФУНКЦИЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ КОГЕРЕНТНЫХ РЛС БОКОВОГО ОБЗОРА
|
Потенциальные возмож ности ко гер ен тн о й |
РЛС б о к о в о го |
обзор а |
||||||
ха р актер и зу ю тся вр ем ячастотно й |
функцией н ео п р ед ел ен н о сти , |
по |
|||||||
добной функции неоп ределен ности |
В у д в о р д а , |
Т ак |
к а к |
в движущих |
|||||
с я |
си стем а х сами вр ем ячастотны е |
хар актер и сти к и |
си гн а л а |
з а в и с я т |
|||||
от |
та к и х |
п р остр ан ствен н ы х п ар ам етр ов, |
к а к |
удалени е |
цели |
от |
ли |
||
нии |
пути |
и д р у ги х ,св о й ст ва ко гер ен тн ы х |
РЛС |
б о к о во го |
о бзор а |
необ |
ходимо |
х а р а к т е р и з о в а т ь |
многомерной функцией |
нео п р едел ен н о сти . |
||||||||||
Анализ |
функции |
неопределенности |
п о зво л яет |
вы яви ть |
в с е основны е |
||||||||
с в о й с т в а данных |
РЛС, у с т а н о в и т ь |
основны е |
зави си м ости и со о тн о |
||||||||||
ш ения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§ 6 . 1 . |
МНОГОМЕРНАЯ ФУНКЦИЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ |
|
||||||||||
Радиолокационная ц ель |
при |
отражении |
с о з д а е т в |
п р о стр а н стве |
|||||||||
радиолокационное п о л е , |
хар актер и зу ем о е определенным р асп р ед е |
||||||||||||
лением |
амплитуд |
и ф а з , |
причем |
изменение |
ф аз |
по координатам |
|
||||||
п р о ст р а н ст ва |
происходит зн ач и тел ьн о б ы с т р е е , |
чем ам п ли туд. |
От |
||||||||||
сю да именно |
п р о стр ан ствен н ая |
ф аза я в л я е т с я |
наиболее информа |
||||||||||
ти вной |
хар актер и сти к о й |
п о л я , |
со зд а ва е м о го |
ц елью . С ко р о сть |
из |
||||||||
м енения фазы вд оль любой координаты может |
бы ть перем енной , |
по |
|||||||||||
этом у |
радиолокационное |
поле в |
данной |
т о ч к е |
п р о ст р а н ст ва можно |
||||||||
х а р а к т е р и з о в а т ь |
п р о стр ан ствен н о й |
ч а с т о т о й , |
а |
во всем объеме |
|||||||||
п р о ст р а н ст ва |
- |
сп ек тр ш п р о стр а н ствен н ы х |
ч а с т о т . |
|
|
||||||||
При линейном перемещении |
ан ал и зато р а |
поля о тн о си тел ьн о |
|
||||||||||
цели п р остр анственн ы е |
фазы и ч а сто ты |
п реобразую тся |
в обычные, |
||||||||||
временные фазы |
и ч а сто ты |
(р а з в е р т к а п р о с т р а н с т в а ) . |
Поэтому |
|
|||||||||
потенциальные возмож ности |
ко гер ен тн ы х |
РЛС |
б о к о во го |
о бзор а |
опре |
||||||||
деляю тся прежде |
в с е г о |
шириной сп ек тр а |
п р остр ан ствен н ы х ч а с т о т , |