Оптимальные сигналы в ртс

Разрешение и распознавание целей и сигналов в РТС

Наиболее глубоко задачи разрешения и распознавания целей и сигналов исследованы в радиолокации. Разрешение сводится к обнаружению и измерению параметров движения радиолокационной цели при наличии в контролируемой РТС зоне пространства других целей. Далее будет дано общее определение исходя из геометрических представлений. Это могут быть близко расположенные самолеты, корабли, автомобили и макеты, маскирующие реальные объекты, уголковые отражатели, искусственные средства маскировки (облако отражателей) и естественные маскирующие явления (дождевое облако, земная поверхность). Качество обнаружения является одной из важных характеристик РТС.

Разрешение объектов решается разделением принимаемых сигналов и, следовательно, разрешающая способность по тем или иным геомегрическим параметрам объекгов определяется возможностью разделения соответствующих информационных парамет ров сигналов (времени запаздывания, частоте, направлению прихода радиоволн) — параметру разрешения. Разрешающая способность зависит от форм разрешающих сигналов (ширины спектра), длительности сигнала по параметру разрешения на выходе приемника. Из рис. 4.1, на котором изображены огибающие сигналов s (X), на выходе приемника имеющие различную протяженность по параметру разрешения X, видно, что при одинаковом значении АХ менее протяженные сигналы разделяются лучше.

Рис. 4.1. Огибающая сигналов в приемнике.

Естественно, что разрешающая способность при таких сигналах будет более высокой.

Разрешающая способность зависит от энергии сигналов и интенсивности шумов. Чем больше отношение сигнал/шум, тем лучше разрешающая способность.

Различают потенциальную и реальную разрешающую способность. Потенциальной называется разрешающая способность, которая достигается при оптимальных методах обработки сигналов.

Решение задачи распознавания заключается в установлении принадлежности целей к определенным классам. Процесс распознавания так же сводится к распознаванию сигналов, несущих информацию о целях и их свойствах. Основной процедурой распознавания является классификация наблюдаемых сигналов в соответствии с выбранным алгоритмом, определяемым мерой близоети полученных в результате обработки (анализа) признаков, отличных у различных целей, и исходных признаков (характерных черт цели). Надежность распознавания зависит от выбора системы признаков, по которым классифицируются цели. Этот выбор зависит от целей и свойств зондирующего сигнала.

Используются признаки, связанные с размером, формой и материалом отражающий поверхности целей, определяющих интенсивность, форму, вид флуктуации отраженного сигнала. Используются и кинематические признаки — параметры поступательного движения цели (скорость, ускорение) и вращательного движения, а также траекторные признаки (связанные с особенностями траектории) при длительных наблюдениях и последующей обработке их результатов.

Зондирующие сигналы выбирают из соображений наибольшей информативности и устойчивости признаков. В качестве меры близости полученных признаков и имеющихся эталонов берут расстояния в многомерных эвклидовых пространствах, используя при этом критерий принятия решений по минимуму расстояния.

Задачи разрешения и распознавания связаны между собой, их решают и в радионавигационных системах.

Проверка статистических гипотез аналогична многоальтернативному распознаванию сигналов на основе критерия минимального среднего риска. При простой функции потерь используется принцип максимума апостериорной вероятности — байесовское решение; при отсутствии априорных сведений о множестве наблюдаемых целей применяется принцип максимального правдоподобия. Функциональные схемы устройств соответствуют принципам построения оптимального приемника множества К сигналов. В случае решения задач разрешения или распознавания множества сигналов, наблюдаемых на фоне белого гауссовского шума, используются корреляционные устройства с опорными сигналами, соответствующими известной форме ожидаемых (или согласованные фильтры), схемы с пороговыми устройствами и т. д.