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: 73
Скачиваний: 0
45
т
U m E U W |
d |
; ) At = ( [4 (t) + a2y(t)]dt = э |
+ э |
(3.19) |
Д£~оо i |
" |
|
’ |
|
равен суммарной энергии сигналов. Второй |
|
|
||
|
|
Г |
|
|
йи т Е ( ^ а ж; |
+ |
^ гауг)Д « = | |
+ |
|
г |
|
|
|
|
+i uy^- |
|
= |
|
(3.2°) |
представляет собой сумму корреляционных интегралов для каждого из ортогональных каналов.
Таким образом, отношение правдоподобия при приеме радио волны с известными параметрами поляризации, амплитудой и на
чальной фазой выражается
|
|
|
_ з х+-эя |
дх + Чу |
|
Г |
, Ч |
Л |
No |
Na |
(3.21) |
1[ия (&),и (t)J = е |
|
. |
Информационный эквивалент отношения правдоподобия при фиксиро
ванном значении энергии |
Ях + э |
|
а |
т |
т |
9 =Ях + Яи = 1 |
М ax ^ dt + i Цч |
(t) dt • |
(3.22) |
* Q |
0 |
* |
|
Р и с .3 . 4 . Схема обработки поляризованного сигнала с полностью известнымипараметрами
46
Полученное выражение указывает, что оптимальная обработка обычного типа должна производиться в каждом пространственно ортогональном канале, а затем полученные результаты нужно сло жить (р и с.3 . 4 ) .
§ 3 .3 . ПРИЕМ ПОЛЯРИЗОВАННЫХ СИГНАЛОВ С ПРОИЗВОЛЬНОЙ НАЧАЛЬНОЙ ФАЗОЙ
Перейдем теперь к рассмотрению практически более важного случая, когда заданы параметры поляризации принимаемой волны,
однако неизвестна начальная фаза колебаний.
Горизонтальная и вертикальная составляющие напряженности поля принимаемой волны
|
|
|
|
|
|
(3 .2 3 ) |
||
определяются двумя поляризационными параметрами |
v = £ - |
и |
, |
|||||
абсолютным значением |
одной из |
амплитуд, законом |
измене&ия фазы |
|||||
( f ( t ) |
одинаковым для |
обеих |
составляющих, и случайной начальной |
|||||
фазой |
ср |
. В соответствии |
с |
этим могут быть записаны выраже |
||||
ния |
для априорных сигналов |
в |
горизонтальном и вертикальном |
|
||||
каналах |
антенной системы |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
(3 .2 4 ) |
|
Как и прежде, полагаем, что принимаемые напряжения отлича |
||||||||
ются от априорных вследствие наличия шумов, которые в разных |
|
|||||||
каналах |
некоррелировавы. |
|
|
|
|
|
||
Совместная плотность вероятности дискретных |
значений |
и |
. , |
|||||
и • |
|
принимаемого |
сигнала |
и случайного параметра при фикси |
рованных значениях остальных параметров может быть представлена по теореме умножения вероятностей как
47
Проинтегрировав это выражение по всем возможным значениям
неизвестного параметра |
|
и |
учитывая, |
что |
|
|
|
||||
1% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 p f a x / v V |
" |
|
* |
' |
|
> |
|||||
получаем безусловную вероятность события, заключающегося в |
|||||||||||
том, что принятые за время |
Т |
образцы |
напряжений |
|
и |
||||||
обусловлены сигналом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
ы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у / У |
0 = 1 |
|
|
|
|
|
- Vllf x )Vd(fx ■ (3 :2 5 ) |
||||
Теперь можно составить отношение правдоподобия, разделив |
|||||||||||
это выражение на вероятность приема |
тех же значений |
напряжений |
|||||||||
при наличии только шума. Законы распределения, относящиеся к |
|||||||||||
сигналу и помехе, |
отметим индексами |
"СП" |
и "П" |
соответственно |
|||||||
|
|
2tl |
|
■Реп ( и Х, 7 |
|
|
а ЧГ>— |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Рп К |
’ |
•» рV \ |
1'•* 1 |
(3 .2 6 ) |
|||
Отношение правдоподобия |
при фиксированном |
значении |
ср |
||||||||
"’ V |
V |
’" W |
= |
Реп Ф с, > |
|
» иУ1’ UVz’ • |
•о |
||||
|
|
|
’ w |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
в общем виде совпадает с ранее |
полученным |
выражением ( 3 .1 4 ) . |
|||||||||
Подставляя выведенную для |
него |
формулу |
(3 .2 1 ) |
в подынтегральную |
|||||||
функцию (3 .2 6 ) |
и полагая, |
что |
случайные значения фазы равномер |
||||||||
но распределены |
в |
пределах от |
0 до |
2 % , |
находим |
|
|
||||
|
|
|
|
_ Э а + Э *гт1 |
q(<fe) |
|
|
|
|||
1 |
|
|
= |
|
j е |
d f x ’ |
(3 .2 7 ) |
||||
Числитель в показателе |
степени подынтегрального выражения |
||||||||||
|
т |
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
^ х ) = \ ах ^ их ( ^ ^ +\ a (t)uJt)dt |
|
(3 .2 8 ) |
о |
о |
48
должен быть представлен |
как |
функция фазового угла |
. |
Для |
этого развернем формулу |
(3 .2 8 ) |
|
|
|
|
Т |
|
|
|
q(yx) = c o s c p x |
1 |
j Ax co s [cot + (p f t)]u x ( t ) r f i |
|
+ |
т |
^ о |
T |
|
|
|
|
|
||
+ | A ^ co s[a)t+cj>(t)]co s^^(t)cft-|A jfs ln [w t+ ^ (t)]s i-n ^ u ^ (t)c fi |
| - |
-stock j j Ax5Ln[wt+(p(t)Jux(tjcft+jA cos[cot+cp({j]sL.n((jUy(t)aft
|
|
+ |
Aysin[cot+cj>(tJ]cos<f> Uy[t)dt |
|
(3 .2 9 ) |
|||||
и обозначим |
выражения в |
фигурных скобках |
^ |
и Q2 соответствен |
||||||
но. |
Тогда |
формула (3 .2 9 ) |
преобразуется |
|
|
|||||
|
|
Я(ЧХ) = Qcos cfx - Q2sm q x = q c o s ( y x + e ) |
(3 ,3 0 ) |
|||||||
где |
|
cos© |
A |
, |
|
sin 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|/Qf* + Q |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r~i |
2-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
q = y (l1- |
+ Qг |
• |
|
(3 .3 1 ) |
||
|
Подставляя полученную |
формулу |
(3 .3 0 ) |
в отношение правдопо |
||||||
добия |
(3 .2 7 ) |
и производя |
интегрирование, |
получаем |
||||||
|
|
|
|
|
|
Эх+Эу |
|
|
(3 .3 2 ) |
|
|
|
|
ux(t),u(t)j = e |
|
|
М |
А'п |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
I |
- |
модифицированная |
функция Бесселя нулевого порядка. |
||||||
Поскольку |
эта функция монотонна, |
ее аргумент |
может быть принят |
в качестве информационного эквивалента отношения правдоподобия.
Полагая y=-p£ = c o n s t, <р = const , обозначим
У
Чсх = Ах \cos[u)t+^(t)]ux (t)d t ,
О
т
Чзх=Ах 5sLn[wt +(К * ) ] » |
(з.зз) |
49
q C(y = Ax |
( c °S '[o )t+ C f(t)] |
U ( t ) d t , |
3 |
Q |
d |
|
r |
|
q = |
[ s l n \ u l + y { t ) ] u y ( t ) d t . |
"0
(3 .3 3 )
Тогда информационный эквивалент отношения правдоподобия выра зится формулой
^ / f e x + ^C0S^ ^ ^ 5in^ % )Z+hsx+ ^sLn^ V ^ C0S!?% ft3' 34)
Р и с.3 . 5 . Схема обработки поляризованного сигнала с произволь- . ной начальной фазой
Выражения ( 3 .3 1 ) , (3 .3 3 ) и (3 .3 4 ) определяют процедуру оп тимальной обработки сигнала с заданными параметрами поляриза ции и неизвестной начальной фазой. Такая обработка реализуется схемой р и с.3 . 5 . Эту схему целесообразно использовать в случае,
когда РЛС'действует по целям определенного вида, с известными параметрами поляризации.