Дипломная работа (бакалавр/специалист) на тему Исследование точности измерения углового параметра сигнала в условиях помех

Содержание:

Введение
Раздел 1. Анализ алгоритмов адаптивного измерения угловых параметров сигналов РЛС при равномерном и не равномерном распределении в условиях воздействии шумовых помех
1.1 Актуальность измерения угловых параметров радиолокационных сигналов РЛС при равномерном и не равномерном распределении в условиях воздействии помех
1.2 Проблемы измерения параметров
1.3 Характеристика существующих алгоритмов
Раздел 2. Описание модели устройства
2.1 Методика проведения вычислительных экспериментов
Раздел 3. Анализ результатов вычислительных экспериментов алгоритмов обработки радиолокационных сигналов в условиях воздействия непрерывных активно-шумовых помех
3.1 Результаты экспериментов и анализы полученных результатов
Раздел 4. Безопасность и экологичность ведения исследований
4.1 Характеристика опасных и вредных факторов при выполнении исследований
4.2 Экологичность ведения исследований
Заключение
Список использованной литературы

Введение:

Адаптация к воздействию внешних помех влияет на результаты текущего измерения. При этом повышение точности не может быть достигнуто увеличением времени радиолокационного контакта с целью, то есть эффективность сопровождения целей в условиях помех зависит от показателей качества.
Возросла необходимость практического применения высокоточных измерителей параметров радиолокационных сигналов, которые требует более подробной разработки угловых измерителей и обеспечивают более высокую точность измерения в условиях «сближения» сигнала и помехи.
Действие активных шумовых помех, даже в условиях применения в РЛС средств защиты, может привести к снижению точности сопровождения цели, срыва сопровождения, увеличение вероятностей появления ошибочных оценок и т.д. Вопросам повышения качества посвящено достаточно большое количество работ.
Известны работы[1, 2, 3], в которых анализируются возможности повышения точности текущего измерения направления прихода сигнала за счет коррекции систематической погрешности измерения.
В настоящее время одним из основных способов борьбы с активными помехами является формирование провалов в направлении постановщиков помех.
Формирования провалов, в свою очередь, приводит к искажению диаграммы направленности (ДН) приемной антенны. Вследствие этого, при малых различиях между направлениями приема сигнала и АШП адаптивное формирование провалов приводит к смещению максимума логарифма отношения правдоподобия после усреднения по случайной амплитуде и начальной фазе сигнала.
Все это говорит о том, что актуальным направлением исследований в настоящее время является исследование точности измерения углового параметра сигнала в условиях помех.
Алгоритмы обработки сигнала и измерения углового параметра в условиях активных помех в известных работах [4, 5] рассмотрены либо при отсутствии внешних помех, либо найдены лишь приближенные решения для конкретных аппроксимаций диаграмм направленности измерительных каналов. Точность измерения угловых параметров при активных помехах при этом была недостаточной. В этих же работах показано, что алгоритмы обработки сигнала не в полной мере могут реализовать возможность повышения точности измерения углового параметра. Именно поэтому проблема оценки точности измерения углового параметра сигнала в условиях помех в настоящее время является актуальным направлением исследований.
Целью написания работы является исследование алгоритмов измерения углового параметра радиолокационного сигнала в условиях помех, а также исследование точности измерения сигнала при равномерном и неравномерном распределении полезного сигнала.
При написании работы были поставлены следующие задачи:
1. Провести патентный поиск на наличие алгоритмов, использующих неравномерное распределение полезного сигнала при измерении параметров.
2. Доработать математическую модель исследования алгоритмов
3. Провести анализ результатов вычислительных экспериментов алгоритмов обработки радиолокационных сигналов в условиях воздействия непрерывных активно-шумовых помех.
Объектом исследования является измеритель линейной ФАР, ожидаемое распределение которого не равномерное
Предметом исследования работы является угловой параметр

Заключение:

Адаптация к воздействию внешних помех влияет на результаты текущего измерения. При этом повышение точности не может быть достигнуто увеличением времени радиолокационного контакта с целью, то есть эффективность сопровождения целей в условиях помех зависит от показателей качества.
Возросла необходимость практического применения высокоточных измерителей параметров радиолокационных сигналов, которые требует более подробной разработки угловых измерителей и обеспечивают более высокую точность измерения в условиях «сближения» сигнала и помехи.
Действие активных шумовых помех, даже в условиях применения в РЛС средств защиты, может привести к снижению точности сопровождения цели, срыва сопровождения, увеличение вероятностей появления ошибочных оценок и т.д. Вопросам повышения качества посвящено достаточно большое количество работ.
Известны работы[1, 2, 3], в которых анализируются возможности повышения точности текущего измерения направления прихода сигнала за счет коррекции систематической погрешности измерения.
В настоящее время одним из основных способов борьбы с активными помехами является формирование провалов в направлении постановщиков помех.
Формирования провалов, в свою очередь, приводит к искажению диаграммы направленности (ДН) приемной антенны. Вследствие этого, при малых различиях между направлениями приема сигнала и АШП адаптивное формирование провалов приводит к смещению максимума логарифма отношения правдоподобия после усреднения по случайной амплитуде и начальной фазе сигнала.
Все это говорит о том, что актуальным направлением исследований в настоящее время является исследование точности измерения углового параметра сигнала в условиях помех.
Алгоритмы обработки сигнала и измерения углового параметра в условиях активных помех в известных работах [4, 5] рассмотрены либо при отсутствии внешних помех, либо найдены лишь приближенные решения для конкретных аппроксимаций диаграмм направленности измерительных каналов. Точность измерения угловых параметров при активных помехах при этом была недостаточной. В этих же работах показано, что алгоритмы обработки сигнала не в полной мере могут реализовать возможность повышения точности измерения углового параметра. Именно поэтому проблема оценки точности измерения углового параметра сигнала в условиях помех в настоящее время является актуальным направлением исследований.
Целью написания работы является исследование алгоритмов измерения углового параметра радиолокационного сигнала в условиях помех, а также исследование точности измерения сигнала при равномерном и неравномерном распределении полезного сигнала.
При написании работы были поставлены следующие задачи:
1. Провести патентный поиск на наличие алгоритмов, использующих неравномерное распределение полезного сигнала при измерении параметров.
2. Доработать математическую модель исследования алгоритмов
3. Провести анализ результатов вычислительных экспериментов алгоритмов обработки радиолокационных сигналов в условиях воздействия непрерывных активно-шумовых помех.
Объектом исследования является измеритель линейной ФАР, ожидаемое распределение которого не равномерное
Предметом исследования работы является угловой параметр

Список литературы:

Раздел 1. Анализ алгоритмов адаптивного измерения угловых параметров сигналов РЛС при равномерном и не равномерном распределении в условиях воздействии шумовых помех
1.1 Измерение угловых параметров радиолокационных сигналов в условиях воздействия помех, коррелированных по пространству

В адаптивных РЛС с ФАР процессы настройки каналов обнаружения и измерения (оценки) параметров сигналов могут осуществляться параллельно и взаимосвязано, однако съем значений параметров (в частности угловых координат) производится, как правильно, после принятия решения о наличии объекта в данном пространственно-временном стробе. В связи с этим можно считать, что пространственно-временная обработка в измерительных каналах производится при полностью или частично известных характеристиках мешающих сигналов.
Диаграммы направленности имеют довольно сложную зависимость от истинной угловой координаты.
В рабочем секторе углов пеленгационная характеристика должна иметь монотонный характер и никак не зависеть от других параметров сигнала, таких, как второй угловой координаты, интенсивности.
В последнее время в связи с развитием сложных комплексов систем извлечения информации, разнесенных в пространстве и (или) времени, из этапа вторичной обработки выделяют как самостоятельный этап, обеспечивающий совместную обработку данных об избранных целях, полученных от разных систем в различное время. Решение должно быть выработано и передано в наиболее удобном для использования виде в индикаторное или регистрирующее устройство, либо ЭВМ или линию связи.
По виду принимаемого решения различают 5 основных задач:
1. Различение n сигналов и обнаружение. Возможны сигналов с априорными вероятностями , причем всегда на вход приемника поступает один из сигналов, т.е.:

Необходимо по результирующему входному воздействию за время наблюдения определить с минимальной ошибкой, какой из сигналов принят. При задача различения сигналов вырождается в более простую – задачу обнаружения, сводящуюся к принятию решения о том, есть сигнал или его нет.
2. Оценка параметров сигнала. Электрический параметр сигнала имеет априорное распределение вероятностей и изменяется столь медленно, что , т.е. за время наблюдения .
Необходимо по за время определить с минимальной ошибкой переданное значение .
Принято различать точечное оценивание, осуществляемое по результатам единичного замера, и следящее, при котором оценка уточняется путем учета результатов предыдущих замеров.
3. Фильтрация параметра сигнала. Электрический параметр сигнала представляет собой случайный процесс с известными статистическими характеристиками, претерпевающий за период наблюдения существенные изменения. Необходимо по за время определить с минимальной ошибкой, какая из реализаций или самого сигнала передана.
Следящее оценивание параметра может трактоваться как один из вариантов его фильтрации. В частном случае, когда фильтрация вырождается в точечную оценку параметра .
4. Разрешение сигналов. Возможен прием сигналов с вероятностями , причем несколько сигналов могут поступать на вход приемника одновременно, т.е. . При этом в предельном случае:

Необходимо по за время с минимальной ошибкой разделить все поступившие на вход приемника сигналы , а в ряде случаев и оценить их параметры.
5. Отождествление данных. Несколько разнесенных в пространстве и (или) во времени радиосистем принимают искаженные помехами сигналы одной и той же цели: . Необходимо за время с минимальной ошибкой объединить полученные от разных систем данные об яркой цели. Кроме того, можно оптимизировать совместное решение двух и более видов задач и, в частности, задач обнаружения и оценки или фильтрации параметров сигнала.
Измерение параметра сигнала сигнала – это измерение физической величины, характеризующей некоторое свойство сигнала. Параметры сигналов могут быть весьма многообразными:
• они могут быть в энергетическом отношении как активными, так и пассивными;
• могут иметь очень широкий динамический диапазон;
• быть неизменными в течение определенного времени (статическими) и изменяющимися (динамическими), иметь непрерывный и дискретный характер;