Автор неизвестен - Сборник научных трудов 3-го международного радиоэлектронного форума прикладная радиоэлектроника - страница 25

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117 

 

 

 

 

__.

 

—■

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Щ

 

—'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

чд)

V

)

_

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11-1-1

1 10 100

Рис. 4. Пороги обнаружения при точном решении (8) и приближении (13) при k=1: а - г8с = 1; б -^ = 0.9; в - ^ = 0.7; г -^ = 0.5; д - ^ = 0.0

Литература

1. Corless, R. M.; Gonnet, G. H.; Hare, D. E. G.; Jeffrey, D. J.; and Knuth, D. E. On the Lambert W Function. Adv. Comput. Math. 5, 329-359, 1996.

2. Охрименко А.Е. Основы радиолокации и РЭБ. Ч. 1. Основы радиолокации - М.: Воениздат, 1983. - 456 с.

3. Радиоэлектронные системы: Основы построения и теория. Справочник. / Ширман Я.Д., Леховицкий Д.И., Лещенко С.П., Москвитин С.В. и др. Изд. 2-е, перераб. и доп. Под ред. Я.Д. Ширмана. М.: Радиотехника, 2007. - 512с.

4. Седышев С.Ю. Оптимизация принятия решения по критерию минимума среднего риска. Прикладная радиоэлектроника. №4, том 4, 2005 г. Харьков, с. 394-400.

5. Седышев С.Ю., Дечко А.А. Оптимизация обработки сигнала по критерию минимума среднего риска. - Информационно-измерительные и управляющие системы 4, Изд. «Радиотехника», 2006 г.

6. Седышев С.Ю., Дечко А.А. Потенциальные характеристики обнаружителя, оптимально о по критерию минимума средне о риска // Прикладная радиоэлектроника. Специальный выпуск №3. - Харьков, 2006 .

СРРСН'2008

1-ч.1 - 152

СИНТЕЗ АДАПТИВНОГО УСТРОЙСТВА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ПО КРИТЕРИЮ МИНИМУМА СРЕДНЕГО РИСКА ПРИ КОГЕРЕНТНОЙ ОБРАБОТКЕ СИГНАЛА

Калютчик В.С., Седышев С.Ю. Учреждение образования «Военная академия Республики Беларусь» 220057, Республика Беларусь, г. Минск-57 каф. Радиолокации и приемопередающих устройств, тел.+375-29-750-12-13, E-mail: sedgor@yandex.ru , vetspace@tut.by . Structures and algorithms of adaptive detection that use Neyman-Pearson criteria for the co­herent pulse sequences are widely known. The main attention in this report is focused to the problem on statistic synthesis of adaptive detection algorithm for the minimum average risk criteria for the same sequences. Using minimum average risk criteria in adaptive detection mode provides mini­mum losses on adaptation relatively algorithm optimal by Neyman-Pearson criteria.

Современные адаптивные устройства принятия решения (УПР) об обнаружении цели стабилизируют только условную вероятность ложных тревог (критерий Неймана-Пирсона, КНП), и обладают потерями на адаптацию 1.5-^5 децибел [1]. Учет интенсивности не толь­ко локационного фона, но и сигнала позволяет оптимизировать порог обнаружения таким образом, что происходит стабилизация не вероятности ложных тревог, а среднего риска принятия ошибочных решений [2,3]. Проблемы связанные с потерями на адаптацию к ло­кационному фону, которые в свою очередь связанны с конечностью выборки для его оцен­ки, обуславливают актуальность решения задачи синтеза и анализа адаптивных УПР опти­мальных по критерию минимума среднего риска (КМСР).

Основная цель доклада - показать методику синтеза адаптивных УПР, оптимальных по КМСР, для случая когерентной обработки сигнала на всем интервале наблюдения.

В работах [2,3] было показано, что в этом случае для неадаптивной междупериодной обработки (МПО) нормированный к среднему уровню фона Z ф порог обнаружения опре­деляется как

Кпт (Р) = (1 + V Р) Ч4> (1 + Р) ], (14) где р - отношение сигнал/шум (ОСШ) на входе УПР, - некоторый весовой коэффици­ент [2,3], влияющий на чувствительность алгоритма (14).

Априорно неизвестным параметром, входящим в выражение (14) является отношение сигнал/шум р на входе УПР, которое необходимо оценивать (р), и согласно адаптивному байесовскому подходу, использовать эту оценку при вычислении порога обнаружения (14).

В результате решения задачи нахождения максимально правдоподобной оценки от­ношения сигнал/фон, алгоритм получения данной оценки сводится к виду:

1 к

к-=1

р = 1 1 =N-k -1. (15)

N - K ^ 1

Сумма в числителе характеризует среднюю мощность сигнала и фона в тестируемой ячейке, в знаменателе - среднюю мощность фона для этой же ячейки.

Для заданной структуры адаптивного УПР в виде «скользящего» по элементам раз­решения РЛС «окна» [1], алгоритм (15) принимает следующий вид:

Р =    ZN2__1

1 Nfz,

N - K . , 1=1

где 1^,12 — значение сигнала в центральной ячейке скользящего окна, для которой прово­дится проверка гипотезы на наличие цели. Знаменатель в (16) характеризует оценку мощ­ности фона, при этом априорно известно, что выборка для оценки мощности фона содержит только помеховую составляющую.

На рис. 1 показана структурная схема адаптивного УПР, оптимального по КМСР, для случая когерентной обработки сигнала на всем интервале наблюдения.

2Н

 

 

__с__

 

2к-ы

Устройство оценки мощности РЛФ

'И/ 2

К. /о)

Алгоритм оценки р (3)

Устройство вычисления порога (1)

'И/ 2

Рис. 1. Структурная схема адаптивного УПР по КМСР

Таким образом, адаптивное УПР, оптимальное по КМСР, представляет собой «скользящее окно» по элементам разрешения РЛС, в котором центральная ячейка ис­пользуется для оценки мощности суммарной составляющей сигнала и фона. Ячейки «скользящего окна» находящиеся слева и справа от центральной используются для оцен­ки мощности помехового фона.

Алгоритм работы устройства следующий: промежуточные оценки 1Иу2 и , по­лученные для /-го положения «скользящего окна», поступают на устройство получения разовой оценки р . В свою очередь, разовая оценка р поступает на устройство вычисле­ния адаптивного порога обнаружения, согласно выражению (14). Заключительный этап работы устройства принятие решения о наличии либо отсутствии цели в центральной ячейке на основе сравнения порога принятия решения и интенсивности сигнала в цен­тральной ячейке.

Предварительный анализ характеристик обнаружения (рисунок 2), полученных имитационным моделированием, позволяет говорить о выигрыше в характеристиках об­наружения адаптивных УПР, оптимальных по КМСР, относительно соответствующих характеристик для КНП на 2^4 дБ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

' /     в < /ее г    « е в в

 

 

 

 

/!& / <

 

^""теор. МСР

 

 

 

/   * а

А-

 

теор. НП "^адапт. МС

 

 

 

 

 

:::5!>адапт. НП

 

0І- - . .. . ._------1

0 5 1 0 15 2 0 25 30

Р, дБ

Рис. 2. Характеристики обнаружения УПР, оптимальных по КМСР критерию Неймана-Пирсона

СРРСН'2008

1-ч.1 - 154

Таким образом, использование дополнительной информации об относительной интен­сивности сигнала (1 м/ 2) позволяет минимизировать потери на адаптацию, тем самым

приблизить характеристики обнаружения адаптивных УПР по КМСР к потенциально достижимым.

Литература

1. Шахтарин Б.И. Обнаружение сигналов: Учеб. пособие. - М.: Гелиос АРВ, 2006.-488 с.

2. Седышев С.Ю. Оптимизация принятия решения по критерию минимума среднего риска. Прикладная радиоэлектроника. №4, том 4, 2005 г. Харьков, с. 394-400.

3. Седышев С.Ю., Дечко А.А. Оптимизация обработки сигнала по критерию мини­мума среднего риска. - Информационно-измерительные и управляющие системы № 4, Изд. «Радиотехника», 2006 г.

4. Охрименко А.Е. Основы радиолокации и радиоэлектронная борьба. Ч.1. Основы радиолокации: Учеб. для высших училищ ПВО. - М.: Воен. издат., 1983. - 456с.

5. Седышев С.Ю., Дечко А.А. Потенциальные характеристики обнаружителя, опти­мального по критерию минимума среднего риска // Прикладная радиоэлектроника. Спе­циальный выпуск №3. - Харьков, 2006 г.

СРРСН'2008

1-ч.1 - 155

ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ ПРЕДПОРОГОВОЙ СТАТИСТИКИ АДАПТИВНОГО ОБНАРУЖИТЕЛЯ ГАУССОВСКИХ БЫСТРОФЛУКТУИРУЮЩИХ СИГНАЛОВ НЕИЗВЕСТНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ НА ФОНЕ ГАУССОВСКОЙ НЕКОРРЕЛИРОВАННОЙ

ПОМЕХИ Горшков С. А., Крикливый М.В. Учреждение образования «Военная академия Республики Беларусь» Республика Беларусь, 220057, Минск-57, кафедра радиолокации и приемо-передающих

устройств. Тел.+375172874379, E-mail: sedgor@vandex.ru, mikvk@vandex.ru Of adaptive multi-channel detector - measuring device features are considerate in this pa­per. Assume a prior uncertainty relatively width of radar target image.

Задача обнаружения быстрофлюктуирующих гауссовских сигналов рассмотрена достаточно широко [1, 2]. Близкие решения получаются и при наблюдении целей в РЛС со сверхразрешением по дальности при гауссовой аппроксимации флюктуаций квадра­турных составляющих радиолокационного портрета (РЛП) цели и слабой межэлементной корреляции. При условии дискретизации обрабатываемых сигналов по частоте (времени) и прямоугольной аппроксимации огибающей РЛП, логарифм отношения правдоподобия для k-го канала обработки (рассчитанного на РЛП, протяженностью k элементов разре­шения по частоте или дальности) можно привести к виду:

lnЛkо = т+-ХЫ2 -kln(1 + P), (1)

где p = q2/2 - усредненное по элементам РЛП отношение сигнал-шум на выходе коге­рентной части устройства обработки;

n|2 - квадрат модуля выходного сигнала на выходе когерентной части устройства обработки;

а2 - мощность шума на выходе когерентной части устройства обработки, которая полагается одинаковой для всех обрабатываемых элементов.

При неизвестной заранее протяженности отраженного сигнала (ОС) устройство об­работки оказывается многоканальным по числу элементов разрешения, которые занимает цель. Кроме того, априорная неопределенность относительно дальности до цели приво­дит к необходимости обзора по параметру (частоте Доплера или радиальной дальности), а неопределенность относительно параметра р - необходимости его оценки.

В докладе рассмотрены особенности варианта адаптивной реализации многока­нального обнаружителя цели неизвестной протяженности.

Прежде всего получим алгоритм обработки, не зависящий от параметра р, для чего его максимально правдоподобную оценку подставим в (1). Логарифм отношения правдо­подобия сведется тогда к виду:

ln Л = z = s - k[1 + ln[[k jj , (2)

I|.n Г

где s = n=1- - нормированный к мощности шума результат некогерентного накопле­ния в прямоугольном окне, длиной k элементов.

Структура одного (k-го) обработки для l-го элемента наблюдаемого окна частоты (дальности), соответствующая соотношению (2) показана на рис. 1.

СРРСН'2008

1-ч.1 - 156тт

/ к

^—г

1п

+

X

2к (/) „ГКк

і-► Ключ -►

+

-1

ПУ

Рис. 1. Структурная схема к-го канала блока формирования решающей статистики (БФРС) с пороговым устройством

Параллельное соединение Ктах блоков обработки приводит к схеме с комбиниро­ванным обзором - последовательным по частоте (радиальной дальности) и одновремен­ным по ширине РЛП (рис. 2). В данной схеме на каждый к-й БФРС подается свое значе­ние ширины Ак «скользящего» окна.

1%1

На устройство логической обработки и оценивания параметров

/  А к

Рис. 2. Структурная схема устройства многоканальной обработки

Одним из важных вопросов является выбор порога обнаружения в каждом из кана­лов обработки. Если рассматривать критерий Неймана-Пирсона, то для формирования порога при заданной условной вероятности ложной тревоги _ получить выражение пред-пороговой статистики z при наличии в обрабатываемой выборке только шума. Можно показать, что для рассматриваемых условий такая плотность вероятности описывается следующим соотношением:

ро ) = ро (к 1(і ))• дк 1^)

+ р0 (к 2 (і ))■ дк 2 (і)

(3)

где

2

к

1

2

2

2

2

N

СРРСН'2008

1-ч.1 - 157к 1,2 )= 2 + к + к 1п

Ж\ - ехр

+ к)

к

при і > к или г < к - функция,

обратная выражению (2);

Ш(х) - функция Ламберта [3], являющаяся решением нелинейного уравнения

У = х • е-х ;

Ж\ - ехр

і + к к

1 + Ж \ - ехр

і + к

производная обратной функции, также выражаемая

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117 


Похожие статьи

Автор неизвестен - 13 самых важных уроков библии

Автор неизвестен - Беседы на книгу бытие

Автор неизвестен - Беседы на шестоднев

Автор неизвестен - Богословие

Автор неизвестен - Божественность христа