Файл: Вопросы технологии машиностроения и радиотехники [сборник статей]..pdf

рической поверхностью, если плоскости их проходят через ось родства и они родственны друг другу в совмещенном поло­ жении.

СИДОРЕНКО С. М.

Описана техника проведения касательных и норма­ лей в любой точке плоской кривой. Библиографий 3. Илл. 2.

КВОПРОСУ О ПОСТРОЕНИИ КАСАТЕЛЬНОЙ

ИНОРМАЛИ В ТОЧКАХ ПЛОСКОЙ КРИВОЙ ЛИНИИ

Винженерной графике построения касательных и нормалей в данных точках кривой линии являются наиболее трудоемкой частью графических работ. В большей мере это относится к не­ закономерным кривым, когда для построения касательной и нормали вычерчивается сложная вспомогательная кривая оши­ бок ab (рис. № 1). В технической литературе (3) известен спо­ соб проведения касательной в данной точке кривой при помо­ щи линейки с боковой зеркальной поверхностью, перпендику-’ лярной плоскости линейки.’В настоящей статье излагается кине­ матический способ построения касательной и нормали к точкам незакономерной кривой линии. Сущность способа состоит в сле­ дующем:

1. Накладывается на чертеж кривой линии с обозначенными точками пергамент или калька и кривая линия переводится на пергамент карандашом от руки или с помощью лекала;

2. Переворачивается пергамент (калька) и накладывается на чертеж кривой линии;

3. Вращением вокруг заданной точки А касания располага­ ют на глаз пергамент (кальку) так, чтобы одна и та же часть кривой на чертеже и на пергаменте (кальке) вместе изобража­

ли симметричную гладкую кривую линию ВАВ (рис. 2).

4. Отмечается твердым карандашом или острием циркуля на поле чертежа точка В. ^

5. Соединяется прямой линией точки В и В.

_ 6. Проводится через точку А прямая Т параллельно прямой ВВ, которая и будет касательной Т к кривой АВ в точке А.

90

Если надо было бы провести касательные прямые к кривой АВ в точках В, Д, то симметричная гладкая кривая соответст­

венно обозначалась ВСВ, ВДВ. Проведение нормали к кривой

и значительно уменьшает трудоемкость графических работ.

!3. Т а р г С. М. Краткий курс теоретической' механики. Москва, 1961 г.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИФРОВОГО ОБНАРУЖИТЕЛЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ

Исследуется наиболее перспективный цифровой об­ наружитель некогерентных пачек радиоимпульсов — об­ наружитель по логике «■k из п». Дано описание экспе­ риментальной установки и методики проведения экспе­ римента. Лриводятся результаты эксперимента. Иллю­ страций 4. Библиографий 5.

ВВЕДЕНИЕ -,

Цифровая обработка радиолокационных сигналов находит в настоящее время все большее применение ввиду изве'стных ее преимуществ' перед аналогией. Однако оценка эффективности цифровых устройств обработки аналитическим путем в ряде случаев оказывается невозможной. Большинство результатов, опубликованных по этому вопросу [ 1-7- 5], получено путем мате­ матического моделирования на ЭЦВМ. Достоверность этих результатов зависит от того, насколько полно математическая модель отражает свойства реальных сигйалов и шумов. В этом

92

смысле физический эксперимент позволяет получить более объ­ ективные характеристики.

Настоящая статья посвящается экспериментальному иссле­ дованию наиболее перспективного цифрового обнаружителя не­ когерентных пачек радиоимпульсов—-обнаружителю по логике

«к из п» [!]• •

ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Обработка сигналов по методу «к из п», как известно [1], состоит в оптимальной фильтрации каждого импульса, детекти­ ровании, двоичном амплитудном квантовании, суммировании «единиц» и сравнении полученной суммы с порогом k0.

В основу экспериментального исследования был положен метод статистических испытаний (метод Монте-Карло), сущ­ ность. которого заключается в моделировании процесса обра­ ботки радиолокационных сигналов, многократном повторении опыта и фиксации результатов.

Функциональнаясхема экспериментального макета (рис. 1) состоит из следующих основных частей:

а) устройство имитации радиолокационного сигнала с шу­ мом;

б) устройство обработки; в) устройство фиксации результатов.

Имитация сигнала осуществляется путем подачи на вход • усилителя промежуточной частоты реального радиолокацион­ ного приемника (УПЧ), стробируемого пачкой видеоимпуль­ сов, немодулированного сигнала промежуточной частоты fnp= = 30 мГц с генератора метровых волн (ГМВ) и шумового на­ пряжения с генератора шума (ГШ). Пачки видеоимпульсов для стробирования УПЧ, находящегося в нормально запертом со­ стоянии, получаются с помощью генератора пачек (ГП). УПЧ одновременно выполняет функции' квазиоптимального фильтра.

Полученные на его выходе радиоимпульсы, представляющие собой смесь сигнала с шумом, детектируются, усиливаются ви­ деоусилителем (ВУС) и подаются на амплитудный квантова­ тель (АК). Если амплитуда видеоимпульса превышает порого­ вый уровень Uо, на выходе квантователя образуется стандарт­ ный единичный импульс. В противном случае импульс не образуется. Подсчет числа «единиц» k в пределах пачки осуще­ ствляется накопителем (НУ). Накопленная сумма сравнивается с порогом обнаружения k0. При условйи на выходе поро­ гового устройства (ПУ) возникает импульс обнаружения.

Устройство фиксации результатов состоит из двух счетчиков импульсов (Сч. 1 и Сч. 2), блока индикации (БИ) и блока уп-' равления счетчиками (БУ). Сч. 1 производит подсчет числа па­

93

V

<D

Устройство о5ра5отии

>Рис. 1. Функциональная схема экспериментальной установки.

= 500-4-1000) отношение N2/N1 определяет либо вероятность правильного обнаружения D (при наличии сигнала и шума на входе УПЧ), либо вероятность ложной тревоги F (при наличии только шума на входе УПЧ). Блок индикации, выполненный на цифровых индикаторных лампах типа ИН-1, позволяет считы­ вать показания счетчика Сч. 2. С помощью блока управления производится пуск счетчиков, автоматический останов счета при достижении заданного числа повторений опыта и сброс по­ казаний счетчиков.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА

Целью экспериментального исследования являлась оптими­ зация параметров цифрового обнаружителя: порога квантова­ ния Uq и порога обнаружения k0. Это вопрос неоднократно об­ суждался в литературе, оДнако различные авторы предлагают принять в качестве критерия оптимизации разные и подчас про­ тиворечивые критерии. Анализ известных критериев оптимиза­ ции, выполненный в [3], доказал, что наиболее правильный подход к решению названной задачи сделан в работах [4, 5], где выбор пороговых констант производится в соответствии с выбранным критерием обнаружения сигналов.

Так, при использовании критерия» Неймана—Пирсона, опти­

Результаты эксперимента, проведенного для случая нефлюк­ туирующей пачки радиоимпульсов с прямоугольной огибающей, подтвердили .существование оптимального порога обнаружения

не зависящего от величины вероятности ложной тревоги и отно­ шения сигнал/шум по мощности q [3]. Соответствующая ему величина порога квантования должна определяться из условия

F(U0, k0) = const.

В качестве иллюстрации на рис. 2 и рис. 3 приведены зависимо­ сти вероятности правильного обнаружения D от порога k0 при различных п, F и q.

В процессе экспериментального исследования были опреде­ лены характеристики обнаружения радиолокационных сигна­ лов в виде D=f(q). Некоторые из них приведены на рис. 4. Рассмотрение полученных характеристик показало, что потери в пороговой мощности цифровой обработки по методу «k из п» по сравнению'с оптимальной аналоговой обработкой составляют около 2 дб. Эти результаты хорошо согласуются с теорией

95

со

Таким образом, потери цифровых обнаружителей оказыва­ ются соизмеримыми с потерями реальных аналоговых нако­ пителей с насыщением, в то время, как техническая реализация первых несравненно проще.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение следует отметить, что совпадение ряда теоре­ тических и экспериментальных результатов показывает целесо­ образность проведения экспериментальных исследований циф­ ровых обнаружителей, так как позволяет избежать математи­ ческих трудностей (подчас неразрешимых) и дает наглядную зависимость качественных показателей обнаружения от пара­ метров обнаружителя.

ЛИТЕРАТУРА

вого устройства, определение центра пачки эхо-импульсов. В сб. «Вопросы по­

ГУКУН Г- H.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ШУМОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Рассматривается новая методика получения полной оценки шумовых свойств высокочастотных транзисто­ ров с помощью ЭЦВМ и приводятся результаты экспе­ риментальных измерений шумовых параметров при раз­ личных режимах работы. Библиографий 3. Таблиц 4.

Известно, что шумовые свойства транзисторов на высоких частотах могут быть полностью охарактеризованы системой

четырех эквивалентных шумовых параметров N0, G0, В0 и Rm

[ 1, 2].

98