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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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.