Автор неизвестен - Сборник научных трудов 3-го международного радиоэлектронного форума прикладная радиоэлектроника - страница 27

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 

б) группа из 10 эквидистантных равновысоких экранов. Рис. 2. Направления распространения радиоволны при дифракции Френеля

На этих рисунках прямые 1 показывают направление распространения волны в от­сутствие экранов, т.е. в условиях свободного пространства, а прямые 2 - направления так называемой краевой волны, переизлученной одиночным экраном в центре трассы (рис.2а) и крайним экраном, ближайшим к точке приема (рис.2б). Кривые 3 и 4 на обоих рисунках показывают направления распространения после дифракции на одном или десяти экранах при высотах излучателя соответственно 0 и 2 м. Прямая 5 и кривая 6 соответствуют на­правлению распространения волны свободного пространства и после дифракции на 10 экранах при высоте излучателя 4 м. Представление о высоте областей тени, полутени и практически освещенной области пространства дает кривая 7, показывающая зависи­

амр

5

5

о

и

ои

р

0

0

8

1

о и

2!

а о

ипр

4

0

СРРСН'2008

1-ч.1 - 164мость от высоты приемника множителя ослабления поля при высоте излучателя 2 м. Из кривых 3-5, 7 можно сделать вывод, что при используемой в модели апертуре пеленгаци-онной антенны 60 см в ее пределах будут иметь место существенные изменения как ам­плитуд, так и локальных углов распространения облучаемых ее волн; особенно значи­тельны эти изменения в окрестностях границы тени. Очевидным следствием этого будет существенное влияние конечных размеров пеленгационной антенны и способа обработки принятых сигналов на результаты пеленгования, что подтверждают приводимые ниже данные. Результаты расчета измеренного угла места (риса) и относительной амплитуды сигнала (рисб) в функции высоты излучателя при высоте центра антенны пеленгатора 2 м, т. е. когда он находится на одном уровне с границами всех десяти экранов, приведены на рис.3. В этом случае при высоте излучателя 0 м вся апертура пеленгационной антенны лежит ниже границы геометрической тени, а при высоте 5,2 м она полностью выходит из нее. Прямая 1 соответствует точному значению угла места.

25

20

15

10

-5

« я и

ч

ч

ч о о

ч

о и

« я

о ср я

ср

о

я 1.2

0.8

0.4

т

т

т

т

0

4 8 12 16

Высота источника излучения, м

а) Измеренные углы места;

20

0   н 1 1 I 1 1 1 I 1 11 I ' 11 I 1 11 I

0       4       8 121620

Высота источника излучения, м

б) относительные амплитуды сигналов.

Рис. 3. Измеренные углы места и амплитуды принятых сигналов при различных углах наклона диаграммы направленности пеленгационной антенны

Кривые 2, 3, 4 показывают значения измеренного угла места при углах возвышения максимума диаграммы направленности антенны, соответственно, 0, 15 мрад и 20 мрад. Видно, что в случае нахождения части антенны ниже границы тени, измеренный угол места существенно отличается от истинного и соответствует направлению выше границы ближайшего экрана примерно на 2 мрад. При дальнейшем удалении излучателя от грани­цы тени пеленговое направление осциллирует около истинного, причем отклонение мак­симума диаграммы направленности вверх, т. е. ослабление приема волн, переизлучаемых экранами, приводит к уменьшению отклонений измеренных значений угла места от точ­ного значения. На рис. Зб кривые 1 и 2 показывают как менялась бы амплитуда принято­го сигнала под влиянием только диаграммы направленности антенны при горизонталь­ном направлении ее оси (кривая 1) и при наклоне вверх на 15 мрад, а кривые 3, 4, 5 - ам-плитуы принятых сигналов при углах возвышения 0 (криваяЗ), +15 мрад (кривая 4+20 мрад (кривая 5). Этот эффект еще более четко выражен, когда центр пеленгационной ан­тенны находится на высоте 4 м, т.е. на 2 метра выше уровня границ экранов (рис.4). В этом случае только в начальном участке высоты излучателя около 2 м пеленгование про­исходит при частичном затенении пеленгационной антенны; в этой области пространст­ва, как и в предыдущем случае (риса) измеренный угол места соответствует направле­нию прихода волн со стороны границ экранов.

Сравнение кривых 2, З и 4, соответствующих наклонам осей диаграммы направлен­ности вверх на 0°, 15 мрад и 20 мрад, показывает существенное снижение отклонений из­меренных углов места от истинного при подъеме оси диаграммы направленности. И, на­

м

ы н

л о

о и

_

ср

а

ч

ср с

5

ч

г

0

СРРСН'2008

1-ч.1 - 165оборот, наклон луча вниз на 10 мрад вызывает возрастание этих отклонений в несколько раз (кривая 5). Заметим, что угол наклона в 15 мрад составляет примерно 0,75 от ширины диаграммы направленности; такое значение является рекомендованным (см., например, [5]) при реализации метода внеосевого измерения угла места над поверхностью моря или суши. На рис.4б приведены графики изменения амплитуд, аналогичные приведенным на рис.Зб; кривая 6 соответствует случаю отклонения диаграммы направленности вниз на 10 мрад, приводящему к более глубоким осцилляциям амплитуды принятого сигнала.

Высота источника излучения, м Высота источника излучения, м

а) Измеренные углы места; б) относительные амплитуды сигналов.

Рис. 4. Измеренные углы места и амплитуды принятых сигналов при различных углах наклона диаграммы направленности пеленгационной антенны

Расчеты для случая случайных высот экранов показали, что, как и при равновысо-ких экранах, ниже и вблизи границы тени измеренный угол места близок к направлению на границу ближайшего к пеленгатору экрана. Выше зоны полутени отклонения изме­ренного угла места от истинного становятся случайными, а их максимальные значения близки по величине к наблюдаемым в случае равновысоких экранов. Режим внеосевого измерения также позволяет существенно уменьшить эти отклонения.

Выводы. В результате численного расчета с использованием модели многократной дифракции Френеля на непрозрачных экранах оценены характеристики пеленгования источ­ника излучения по углу места. Вблизи или ниже границы тени, создаваемой местными пред­метами, рельефом или неровностями поверхности, измеренный угол места существенно от­личается от истинного и близок к направлению на границу затеняющего источника излуче­ния препятствия. Выше области тени, как и в освещенной области, эффективным методом снижения ошибок пеленгования по углу места является внеосевое измерение, позволяющее ослабить негативное влияние поля, переизлученного поверхностью раздела.

Литература

1. Логвинов Ю.Ф., Педенко Ю.А., Разсказовский В.Б. Дифракционная модель мно­голучевого распространения над неровной поверхностью при малых углах скольжения // Изв. вузов. Радиофизика - 1996.- 39, №5. - С. 547-558.

2. Разсказовский В.Б., Логвинов Ю.Ф. Множитель ослабления радиоволн при рас­пространении над морем под малыми углами скольжения: модель многократной дифрак­ции // Радиофизика и электроника. Сб. научн. Тр. НАН Украины. Ин-т радиофизики и электроники, г.Харьков, 2007, 12, № 1, с.168-176.

3. Разсказовский В.Б., Логвинов Ю.Ф. Множитель ослабления радиоволн при рас­пространении над морем под малыми углами скольжения: переходная зона// Радиофизика и электроника. Сб. научн. Тр. НАН Украины. Ин-т радиофизики и электроники, г.Харьков, 2007, 12, № 1, с.177-184.

4. Walfisch, H.L Bertoni. A theoretical Model of UNF Propagation in Urban Environ­ments // IEEE Trans. Antennas Propagat.-1988. 36, 12. P. 1788-1796.

5. Dax P.R Keep Track of that Low-Flying Attack. Microwaves, 1976, april, pp. 36-50.

СРРСН'2008

1-ч.1 - 166

ВРАХУВАННЯ ВПЛИВУ ЗАВАД У ПРОЦЕСІ ВИКОРИСТАННЯ ФАЗОВОГО МЕТОДУ ВИЗНАЧЕННЯ КУТОВИХ КООРДИНАТ ЗА ДОПОМОГОЮ АНТЕННИХ ГРАТОК

Даник В. О.

Черкаський державний технологічний університет 18006, Черкаси, бул. Шевченка 460, тел. 8(0472)730261 E-mail: V_Danyk57 www.mail.ru In this article we deal with the questions of large-sample estimate an angular coordinates of impulsive radio signal source with non-Gaussian noise influence by phase method.

Гаусівська модель шумів і завад є такою, що найбільш часто використовується при врахуванні впливу тих чи інших випадкових чинників. Гаусівська модель значною мірою зумовлює існуючі методології розв'язання багатьох задач у радіолокації, радіонавігації та інших галузях науки і техніки.

Однак гаусівська модель усе ж у багатьох випадках далеко не завжди адекватно від­творює картину шумів, що реально спостерігаються на практиці, і це не можна не врахо­вувати. Особливо це стосується розповсюдження хвиль різної фізичної природи у випад­ково-неоднорідному і нелінійному середовищі, коли процес розповсюдження хвиль опи­сується стохастичними диференційними рівняннями.

Нелінійні інерційні чи безінерційні перетворення адитивної суміші гаусівських про­цесів теж частенько приводять до їх негаусовості.

Тому використання негаусівської моделі дає можливість більш точно характеризу­вати існуючі реалії, дозволяє більш точно врахувати вплив шумів і завад і одержати, вре­шті-решт, більш точні результати.

У роботі [3] Ю.П.Кунченком був запропонований і обґрунтований метод максимізації полінома, який дозволяє при врахуванні впливу завад і різного роду випадкових процесів вийти за межі застосування гаусівської моделі. Метод грунтується на представленні функ­ції правдоподібності у вигляді узагальненого стохастичного полінома. Цей метод є більш точним і ефективним, ніж метод найменших квадратів і метод моментів, оскільки дисперсії оцінок, знайдених за допомогою нього, можуть бути значно меншими дисперсій відповід­них оцінок, знайдених методом моментів чи методом найменших квадратів.

Завдяки цьому методу удається знаходити оцінки параметрів випадкових величин. Використання методу при розв'язанні багатьох радіотехнічних задач характеризується простотою алгоритмічної та технічної реалізації і при цьому початкові дані подаються у вельми стислому вигляді.

При застосуванні гаусівської моделі шумів і завад у якості апріорної інформації ви­користовується щільність розподілу ймовірностей випадкової величини, що створює пев­ні незручності, оскільки представлення випадкових величин і процесів, що не є гаусівсь-кими, за допомогою кінцевовимірних функцій розподілу часто викликає досить немалі труднощі. Метод, запропонований у роботі [3] як апріорну інформації використовує кін­цеву послідовність початкових моментів. Завада, що здійснює спотворюючий вплив на сигнал, описується кінцевою послідовністю кумулянтів вищих порядків.

Фазовий метод визначення кутових координат зводиться на практиці до оцінки ве­личини затримки при прийомі гармонічного коливання, а вже на основі цього розв'язується задача оцінки кутових координат. І у цьому випадку величина затримки буде основним інформаційним параметром. А амплітуда та початкова фаза гармонічного коливання відповідно будуть - неінформаційними параметрами.

Коли маємо справу з поліномом степені s = 1, одержані результати будуть такими ж, як і при у випадку використання гаусівської моделі завади. Коли ж використовується поліном, що має степінь s = 2, дисперсія одержаної оцінки тривалості затримки може уже бути меншою, ніж дисперсія оцінки, отриманої при степені полінома s = 1, що сві­дчить про більшу точність одержаних результатів.

Однак це удається досягти у тому випадку, коли реально існуючі шуми, коли зава­ди, з якими доводиться мати справу на практиці, суттєво відрізняються від уявлення, що відповідає гаусівської моделі. Це зокрема проявляється у тому, що такі величини як кое­фіцієнт асиметрії уЗ та коефіцієнт ексцесу у4 не дорівнюють нулю, як це характерно для моделі гауссівської..

Врахувати ці відмінності у рамках застосування гаусівської моделі та існуючих ме­тодів і алгоритмів оцінки кутових координат джерела радіовипромінювання нема можли­вості. При степені полінома s = З можна одержати ще більш точні результати, ніж при степенях полінома s = І та s = 2 , однак це можливо знову ж таки у випадку виконання згаданих вище умов.

Література

1. Кунченко Ю.П. , Даник В.О. Особливості оцінки кутових координат фазовим ме­тодом в умовах впливу негаусівських завад // Наукові праці конференції "Комп'ютерні технології друкарства: алгоритми, сигнали, системи". - Львів: І99б. - i07c.

2. Даник В. О. Деякі питання оцінки кутових координат джерела гармонічного коли­вання фазовим методом в умовах впливу негаусівських завад //4-а Українська конферен­ція з автоматичного управління "Автоматика-97", том III. - Черкаси: ЧІТІ, І997. - І05с.

3. Кунченко Ю.П., Лега Ю.Г. Оценка параметров случайных величин методом мак­симизации полинома. - К.: Наук. думка, І992. - І80с.

4. Kunchenko Y.P., Vorobkalo T.V., Danik V.O. The accuracy of the joint estimation of parameters of signal by the antenna arrays at non-Gaussian interference.// Proceeding of the ЗМ International Conference on Antenna Theory and Techniques. - Sevastopоl, Ukraint, І999. -

Р. 2І7-2І8.

5. Кунченко Ю.П., Воробкало Т.В., Даник В.О. Измерение углового положення ис­точника гармонического сигнала многоэлементной антенной решеткой при негауссов-ских помехах.// Proceeding of the 9-th national scientific symposium "Metrology and metrol­ogy assurance - 99". - Sozopol, Bulgaria, І999. - Р. 2б7-27І.

СРРСН'2008

I-ч.І - і68

СПІЛЬНА ОЦІНКА ІНФОРМАТИВНОГО ПАРАМЕТРА ПОСТІЙНОГО СИГНАЛУ ПРИ УСІЧЕНОМУ ОЦІНЮВАННІ ДИСПЕРСІЇ АСИМЕТРИЧНОЇ ЗАВАДИ ДРУГОГО ТИПУ ПЕРШОГО ВИДУ

Лега Ю.Г., Гончаров А.В., Філіпов В.В. Черкаський державний технологічний університет 18006, Черкаси, бул. Шевченка 460, каф. радіотехніки, тел. (0742) 73-02-61,

E-mail: vetalliy@mail.ru Algorithms of the joint estimation of the parameter of a steady signal at effect of additive non-Gaussian noise are synthesized in this article. Finding of an estimation of parameter of the noise is examined by the method of maximization of truncated stochastic polynom.

Вступ. При описі завад у каналах зв'язку, широке поширення отримали математич­ні моделі цих завад у вигляді випадкових величин, що мають гауссівський закон розподі­лу чи гауссівські завади. Проте, дана модель завади не завжди отримує експериментальне підтвердження, тому в якості завад у реальних каналах зв'язку доцільно використовувати моделі негауссівських завад.

Одним з ефективних напрямків у теорії обробки сигналів на фоні негауссівських завад є оцінювання параметрів сигналів з використанням стохастичних поліномів. В та­кому випадку доцільно застосовувати метод максимізації полінома, який був запропоно­ваний професором Ю.П. Кунченком [1].

Даний метод дозволяє синтезувати оцінки з високими точнісними характеристика­ми, проте зі збільшенням степеня стохастичного полінома разом з підвищенням точності оцінювання також суттєво ускладнюються і алгоритми знаходження оцінок. Тому у ви­падках коли в дослідженнях поряд з високою точністю оцінювання, важливу роль віді­грає швидкість обчислення оцінки, яка безпосередньо пов' язана зі складністю обчислю­вальних алгоритмів, необхідно застосовувати новий метод знаходження оцінок парамет­рів, заснований на використанні усічених узагальнених стохастичних поліномів, який на­зивається методом максимізації усіченого стохастичного полінома [2]. Даний метод до­зволяє спростити алгоритми знаходження оцінок параметрів і при цьому знаходити оцін­ки з мінімальною дисперсією при заданому спрощеному стохастичному поліномі.

Нехай спостерігається випадкова величина Е, яка являє собою адитивну суміш ко­рисного сигналу S(_) та завади ц, тобто Е = S(_) + ц . Нехай, здійснюється вибірка обся­гом n незалежних однаково розподілених вибіркових значень X = {x1,X2,...xn} з генераль­ної сукупності значень випадкової величини Е . В якості корисного сигналу S(_) = S$ роз­глядається деяка функція від параметра _ , яка має постійне значення протягом часу спо­стереження. В даній роботі негауссівська завада ц представлена асиметричною завадою другого типу першого виду, що описується кумулянтом другого порядку % 2, коефіцієн­том асиметрії у з та кумулянтним коефіцієнтом у 5. Інші кумулянтні коефіцієнти вищих порядків дорівнюють нулю.

Метою даної роботи є синтез алгоритмів знаходження оцінки інформативного па­раметра _ постійного сигналу при усіченому оцінюванні дисперсії асиметричної завади другого типу першого виду.

Основні розрахунки. Потрібно зауважити, що параметр корисного сигналу _ необ­хідно оцінювати з максимальною точністю і тому при побудові алгоритмів для знаходжен­ня оцінки параметра _ застосовується метод максимізації полінома [1]. Що ж стосується дисперсії завади % 2, то про цей параметр необхідно мати мінімальну інформацію, оскільки він є заважаючим, тому для синтезу алгоритмів знаходження оцінки кумулянта другого порядку застосовується методом максимізації усіченого стохастичного полінома [2].

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