I ett antal problem med att ta emot signaler i n?rvaro av brus kan man inte begr?nsa sig till ett s?dant generellt kriterium som signal-brusf?rh?llandet. Det finns ett behov av att anv?nda mer subtila statistiska egenskaper hos processer, som g?r det m?jligt att kvantifiera tillf?rlitligheten hos de erh?llna uppgifterna. (till exempel om koordinaterna f?r ett objekt enligt RNS-signaler eller koordinaterna f?r ett m?l enligt radardata). P? grund av st?rningarnas slumpm?ssiga karakt?r ?r det i grunden om?jligt att uppn? deras fullst?ndiga eliminering. Anv?ndningen av de "optimala" filtren som diskuterats ovan ?ndrar egenskaperna hos den slumpm?ssiga processen, men processen f?rblir slumpm?ssig. Genom att f?rb?ttra mottagningsanordningarna ?r det m?jligt att minska sannolikheten f?r fel endast till en viss niv?. .

I denna handbok begr?nsar vi oss till presentationen av det klassiska problemet med signaldetektering. L?t det finnas en viss signal vid utg?ngen av den mottagande enheten - en slumpm?ssig process:

U(t) = V(t)+ z(t)(7.1)

Denna process kan representera antingen bara brus - z(t). eller summan av en deterministisk signal V(t) och brus. Vi antar att n?rvaron av signalen V(t) ocks? ?r slumpm?ssig.

F?r att l?sa fr?gan om n?rvaron av en signal vid ett givet ?gonblick kan vi anta f?ljande regel: en signal ?r n?rvarande om U (t) > E, dvs. ?verskrider en viss niv?, tr?skel, och att signalen annars saknas. U(t)

Ett felaktigt svar kan ges i tv? inkompatibla fall: 1) n?r det inte finns n?gon signal, V(t) = 0, men brussp?nningen ?verstiger niv?n E. (h?ndelse MEN= "falskt larm" .- L.T.) 2) N?r signalen ?r n?rvarande, V(t) 0, men summan av signalen och bruset ?verstiger inte niv?n U(t) B, "signalhopp").

Sannolikhet f?r falskt larm (h?ndelse MEN), dvs det faktum att tv? h?ndelser kommer att kombineras - fr?nvaron av en signal och ?verskottet av brusniv?n E (i fr?nvaro av en signal), ?r lika med a priori sannolikheten f?r fr?nvaron av en signal multiplicerat med a posteriori sannolikhet att ?verskrida niv?n E, f?rutsatt att signalen saknas. tidigare sannolikhet q av fr?nvaron av en signal ?r vi givna, och a posteriori sannolikheten f?r att ?verskrida niv?n E av bruset kan enkelt erh?llas fr?n den endimensionella brusf?rdelningsfunktionen W(x).

Sedan (7.2)

Sannolikheten att tv? h?ndelser kommer att kombineras - n?rvaron av en signal och den totala sp?nningen som inte ?verstiger niv?n E (sannolikheten f?r en h?ndelse B) ?r lika med a priori sannolikheten f?r n?rvaron av signalen, multiplicerad med a posteriori sannolikheten att inte ?verskrida niv?n E, f?rutsatt att signalen ?r n?rvarande. Sannolikheten a priori f?r n?rvaron av en signal ?r:

Sannolikheten i efterhand att inte ?verskrida niv?n E kan erh?llas med hj?lp av den endimensionella f?rdelningsfunktionen av summan av signalen och bruset - .

, d? (7.3),

Sedan h?ndelserna MEN och B?r inkompatibla, d? ?r sannolikheten f?r ett felaktigt svar R(MEN eller B) ?r lika med:

P(A eller B) = P(A) + P(B) =

D?rf?r ?r den ?nskade sannolikheten f?r ett korrekt svar lika med:

Fr?gan uppst?r: hur v?ljer man tr?skelniv?n E? Det ?r tydligt att om niv?n v?ljs h?g, s? kommer sannolikheten f?r P(A) - ett falskt larm att vara liten, men sannolikheten f?r att missa den befintliga signalen kommer att vara h?g. Tv?rtom, vid en l?g niv? p? E kommer det att finnas en liten sannolikhet f?r att en signal missas, men det kommer att finnas en betydande sannolikhet f?r ett falskt larm P (A) Dessa kvalitativa ?verv?ganden kan kl?s i kvantitativa samband beroende p? den specifika uppgiften.

Problemet kan vara att hitta det optimala v?rdet p? tr?skeln E f?r vilken sannolikheten f?r ett korrekt svar (7.5) f?r givna signal- och brusf?rdelningsfunktioner ?r maximal. Genom att ber?kna derivatan av uttrycket (7.5) med avseende p? E och likst?lla den med noll, f?r vi en ekvation f?r att best?mma den optimala niv?n:

Vad ger (7.6).

Det statistiska kriteriet (7.6), som ger maximal sannolikhet f?r ett korrekt svar i en eller flera m?tningar, kallas kriteriet " idealisk observat?r ».

Som f?ljer av ekvation (7.6) beror den fastst?llda niv?n p? formen av f?rdelningsfunktioner.

L?t oss ?verv?ga l?sningen av denna ekvation med hj?lp av exemplet att detektera ett positivt telegrafmeddelande (positiv puls med amplitud V) mot bakgrund av brus som f?ljer normalf?rdelningslagen med dispersion . N?rvaron eller fr?nvaron av en signal p?verkar endast medelv?rdet f?r den totala signalen (7.1).

F?ljaktligen kommer distributionst?theterna att se ut s? h?r:

, (7.7).

Inneb?rden av tr?skelvalet (se ekvation 7.6) illustreras i fig. 3.7.

Ris. 36 Fig.37

Den optimala niv?n best?ms av sk?rningspunkten f?r grafen (1) - f?rdelningen av brus med grafen (2) - den gemensamma f?rdelningen av signalen och bruset (med h?nsyn till skalfaktorerna q, p). Som framg?r av figur 3.7, med en stark signal, b?r niv?n E v?ljas h?g, och med en svag s?dan n?rmar sig denna niv? rms brussp?nningen.

I det fall d? a priori-sannolikheten f?r att en signal ska upptr?da ?r ok?nd, antas det ofta att p = 1/2, f?rutsatt att b?de n?rvaron och fr?nvaron av en signal ?r a priori lika sannolika. (observera att ?ven i detta fall q=1/2). F?r distributioner (7.7) visar sig v?rdet p? tr?skeln vara lika med E= V/2. (Se figur 3.6).

Om niv?n E v?ljs, d? f?r det aktuella exemplet, d?r sannolikhetsf?rdelningst?theten f?r brus och en signal med brus definieras av uttryck (7.7), f?r sannolikheterna f?r falsklarm och signalhoppning, med hj?lp av (7.2) och ( 7.3), erh?lls f?ljande uttryck:

?r Krump-funktionen.

I praktiken ?r man vanligtvis inte intresserad av sannolikheten f?r att missa en signal, utan av sannolikheten f?r korrekt detektering D (f?rutsatt att niv?n E ?verskrids):

(f?r p=1/2)..(7,9).

L?t oss ta ett annat exempel. Signalen som ska best?mmas ?r enveloppen f?r den totala h?gfrekventa sv?ngningen, som orsakas av b?de brus och en anv?ndbar h?gfrekvent signal (radiopuls).

Under p?verkan av ett brus beskrivs distributionst?theten f?r enveloppen r av den h?gfrekventa sv?ngningen av Rayleigh-funktionen:

f?r , och f?r r

brusspridning.

Under den kombinerade p?verkan av brus och en h?gfrekvent signal, enveloppen

har en distributionst?thet som f?ljer Rayleigh-Rice-lagen:

f?r r >0 (7,11).

och , f?r r den modifierade Bessel-funktionen.

Grafer ?ver funktioner (7.10) och (7.11) visas i fig. 38.

Om vi i detta exempel ?terigen tar p=q, kommer den optimala niv?n ?terigen att best?mmas av sk?rningspunkten mellan brusf?rdelningskurvan och kurvan f?r den gemensamma f?rdelningen av signal och brus. Det kan ses av figuren att med en stark signal b?r niv?n E v?ljas h?g, och med en svag signal n?rmar sig denna niv? rms brussp?nningen. Vid p q kommer skalorna f?r graferna f?r funktioner (7.10) och (7.11) att ?ndras i enlighet med detta, men den optimala niv?n kommer fortfarande att best?mmas av ekvation (7.6), det vill s?ga sk?rningspunkten f?r motsvarande grafer.

Det ?verv?gda kriteriet f?r en idealisk observat?r, n?r b?de falsk detektering och utel?mnande av signaler ?r lika o?nskade, ?r mest typiskt f?r radiokommunikationssystem.

Radardetekteringssystem anv?nder ett annat kriterium som kallas Neyman-Pearson kriterium. Anv?ndningen av ett annat kriterium f?rklaras av det faktum att en felaktig uppt?ckt av ett m?l kan f? mycket o?nskade konsekvenser. D?rf?r b?r sannolikheten f?r ett falskt larm vara mycket liten, vanligtvis ges av dess v?rde av ordern -. Ofta kan dess v?rde inte ?kas ens med tanke p? att detta minskar sannolikheten f?r att detektera en signal. S? n?r du anv?nder Neyman-Pearson-testet ?r sannolikheten f?r ett falskt larm fixat initialt. Eftersom sannolikheten f?r falsklarm ?r funktionellt relaterad till den relativa tr?skeln, visar sig den senare ocks? vara given

I praktiken f?rs?ker de samtidigt uppfylla tv? motstridiga krav: 1) att sannolikheten P(B) att missa en signal inte ?verstiger ett visst v?rde [P(B)

Den v?nstra grafen visar en funktion och den h?gra.

Den vertikala linjen, rekonstruerad fr?n punkten f?r motsvarande v?rde f?r det relativa tr?skelv?rdet (E/s), tillsammans med graferna, begr?nsar de omr?den som motsvarar sannolikheterna P(A) och P(B). De ?r markerade med olika skuggningar . S? med en ?kning av signal/brusf?rh?llandet (a/s), kommer grafen f?r funktionen att flyttas ?t h?ger (se fig. 38). D?rf?r, f?r att bibeh?lla det till?tna v?rdet av P(B) -sannolikheten att missa en signal, kommer det att vara m?jligt att ?ka den relativa tr?skeln E/s. I detta fall kommer omr?det P (A) - sannolikheten f?r ett falskt larm att minska! Det omv?nda ?r ocks? sant.

D?rf?r ?r det enda s?ttet att ?ka sannolikheten f?r korrekt m?ldetektering att ?ka signal-brusf?rh?llandet vid ing?ngen till tr?skelanordningen, d.v.s. vid utg?ngen av den mottagande anordningens linj?ra v?g. Dessa fr?gor har diskuterats i tidigare avsnitt. Metoder f?r att ber?kna specifika radiotekniska anordningar och kvantitativa uppskattningar av de probabilistiska egenskaperna f?r att ta emot verkliga fluktuerande signaler i n?rvaro av brus ?r ganska komplexa och beskrivs i speciallitteratur.

5.2. Kvantitativa utv?rderingskriterier

Kvantitativa kriterier f?r att utv?rdera effektiviteten av programvara f?r videoanalys ?r baserade p? f?lttester f?r att testa effektiviteten av algoritmen.

Kontroll av en r?relsedetektor kr?ver till exempel flera ?vertr?delser av det skyddade omr?det, f?ljt av registrering av resultaten av experimenten (antal registrerade ?vertr?delser och antalet missade ?vertr?delser).

Baserat p? dessa experiment ber?knas sannolikheten f?r att algoritmen fungerar korrekt (i exemplet nedan, sannolikheten f?r uppt?ckt (Robn.)).

Dessa bed?mningar kan baseras p? vanliga "g?st" bed?mningsmetoder, till exempel p? den metod som beskrivs i ST SEV 5313-85 "Applied Statistics. Regler f?r best?mning av konfidensgr?nser f?r binomiala och negativa binomialf?rdelningar”.

Dessa tekniker ?r dock sv?ra att f?rst? och sv?ra att implementera i praktiken. F?rst och fr?mst kr?ver dessa metoder ett stort antal experiment (vanligtvis b?r antalet experiment ?verstiga 100 tester). I vissa tester ?r detta tillv?gag?ngss?tt oacceptabelt (till exempel registrering av r?k och l?gor med videoanalysalgoritmer).

Nedan f?ljer d?rf?r en f?renklad metod f?r att kvantifiera riktigheten av videoanalysalgoritmens funktion, h?mtad fr?n boken av E.S. Wentzel "Probability Theory" f?rlag "Nauka" 1969

Denna teknik ?r l?ttare att f?rst? och implementera.

Denna teknik bygger p? f?rst?elsen att med en minskning av antalet utf?rda tester f?r vi sannolikheten f?r en h?ndelse som ligger i ett visst konfidensintervall, d.v.s. inom intervallet av m?jliga fel (f?r en mer rigor?s matematisk definition av konfidensintervallet b?r man h?nvisa till E.S. Wentzel "Probability Theory").

Betrakta exemplet med att ber?kna sannolikheten f?r en h?ndelse.

Genomf?rde 5 experiment, varav invasionen fann i 4 fall, P obn =4/5=0,8.

Notera. Sannolikhet f?r h?ndelse

A(P(A))=m/n

D?r m ?r antalet f?rekomster av A; n ?r det totala antalet utf?rda experiment.

Notera. Konfidensintervall - ett intervall av parameterv?rden som ?r kompatibla med experimentdata och inte mots?ger dem.

Vi v?nder oss till grafen f?r att best?mma konfidensintervallet taget fr?n E.S. Wentzel "Theory of Probability" f?rlag "Nauka" 1969, Fig. 14.5.2 Grafen visas nedan.

P? den h?r grafen plottas v?rdena f?r konfidensintervallet vertikalt, och sannolikheten f?r en h?ndelse i v?ra experiment plottas horisontellt. Siffran ovanf?r graflinjerna indikerar antalet utf?rda experiment (i detta fall 5 experiment).

Ris. 18 - Graf f?r att best?mma konfidensintervallet

Denna graf visar att sannolikheten f?r detektion P det = 0,8 (dvs fem experiment utf?rdes, fyra av dem visade sig vara positiva. P det = 4/5 = 0,8). I detta fall var v?rdet p? konfidensintervallet fr?n 0,42 till 0,97 med en sannolikhet p? v = 0,9.

V?rdet med antalet experiment kan inte reduceras, eftersom gr?nserna f?r konfidensintervallet redan ?r ganska stora.

Det ?r o?nskat att minska resultaten av positiva experiment. En minskning av dessa resultat till och med med ett v?rde (dvs fem experiment utf?rdes, tre av dem visade sig vara positiva. P rev = 3/5 = 0,6), ger P rev = 0,6, (?ven om detta resultat kan vara acceptabelt under sv?ra driftsf?rh?llanden eller med flerlinjesskydd).

En ?kning av antalet experiment minskar bredden p? konfidensintervallet, vilket ?r en positiv faktor.

Notera.

I vissa fall ?r det m?jligt att utf?ra experiment i m?ngden 100 eller fler g?nger (till exempel best?mning av antalet passerande bilar). D? kommer konfidensintervallet f?r detektionssannolikheten Р det =0,8 endast att ligga i intervallet fr?n 0,74 till 0,82.

Ibland finns det fall d? 10 detektioner erh?lls i 10 experiment, men det betyder inte att detektionssannolikheten = 1, d? m?ste en annan formel anv?ndas.

I detta fall ber?knas sannolikheten utifr?n att h?ndelsen inte intr?ffade, d.v.s. hittades inte (se nedan).

d?r v ?r en tillr?ckligt stor konfidenssannolikhet (i v?rt exempel, v = 0,9),
n ?r antalet experiment.

Med fem positiva experiment (n=5) har vi , vilket betyder att sannolikheten f?r icke-detektering ?r 0,369, d.v.s. sannolikhet f?r uppt?ckt 1-0,369=0,631.

Avrundat upp?t f?r vi att systemet kommer att uppt?cka 6 personer av 10 med en sannolikhet p? 0,9.

F?r n=10 ?r den ?vre gr?nsen f?r konfidensintervallet , vilket betyder att sannolikheten att inte uppt?ckas ?r 0,206, d.v.s. sannolikhet f?r uppt?ckt 1-0,206=0,794.

Avrundat upp?t f?r vi att systemet kommer att uppt?cka 8 personer av 10 med en sannolikhet p? 0,9.

F?r n=25 ?r den ?vre gr?nsen f?r konfidensintervallet , vilket betyder att sannolikheten att inte uppt?ckas ?r 0,088, d.v.s. sannolikhet f?r uppt?ckt 1-0,088=0,912.

Avrundat upp?t f?r vi att systemet kommer att uppt?cka 9 personer av 10 med en sannolikhet p? 0,9.

Vi generaliserar ovanst?ende ber?kningar f?r ett annat antal experiment (5, 10, 25 experiment)

MEN) n ?r antalet experiment, P ?r sannolikheten f?r detektion, I v ?r konfidensintervallet.

N=5, P-uppdatering. =0,8, Ip = (0,42-0,97);

N=10, P-uppdatering =0,8, Ip = (0,56-0,96);

N=25, P-uppdatering =0,8, Ip = (0,67-0,9).

B) f?r fallet d? de bara hade ett positivt resultat

N=5, P-uppdatering. =0,6 med en sannolikhet p? 90%;

N=10, P-uppdatering \u003d 0,8 med en sannolikhet p? 90%;

N=25, P-uppdatering =0,9 med en sannolikhet p? 90 %.

Genomsnittlig tid mellan falsklarm (T falsklarm)

Denna parameter ?r en inb?rdes relaterad parameter med sannolikheten f?r detektion (P-detektion). Ju h?gre (P-detektion), desto l?gre (T falskt larm).

Ett stort antal falsklarm p?verkar skyddets effektivitet negativt, eftersom operat?ren slutar svara p? p?g?ende h?ndelser och betraktar dem som ett falskt larm, d?rf?r, beroende p? vikten av det skyddade objektet och v?rdet p? den registrerade parametern, ?r det n?dv?ndigt att v?lj rimligen denna parameter.

Fr?n praktiken brukar man tro att den genomsnittliga tiden mellan falsklarm inte b?r vara mer ?n 24 timmar.

I det allm?nna fallet best?ms den till?tna tiden mellan falsklarm av kundens krav, som best?mmer dem utifr?n personalens s?rdrag och vikten av skyddsobjektet.

Empiriskt, efter att ha erh?llit en acceptabel sannolikhet P det, utan att ?ndra testf?rh?llandena, m?ste du se till att tidsintervallet mellan falsklarm ?r acceptabelt.

I acceptanstester registreras ofta sannolikheten f?r uppt?ckt vid en systeminst?llning, och tiden mellan falsklarm registreras vid andra inst?llningar. Detta tillv?gag?ngss?tt ?r ogiltigt.

Notera. Ibland ljuger T. larm ers?ttas av sannolikheten f?r ett falskt larm. (R lt). I v?rt fall ljuger T. larm mer intuitivt.

Sannolikhet f?r falskt larm. P lt ?r sannolikheten att under tiden T kommer ett falskt larm av systemet att intr?ffa. Frekvensen av falsklarm ?r statistiskt uppskattad - antalet falsklarm under en viss tidsperiod. Det genomsnittliga tidsintervallet mellan tv? p? varandra f?ljande falsklarm kallas tiden mellan falsklarm (T falsklarm). I f?rest?llningen om Poisson-naturen hos fl?det av falska larm kan man skriva:

Р lt \u003d exp (Tp. / T falska larm.)

Var: R lt. - sannolikheten f?r falskt larm;

Tp.- den tid systemet ?r i fungerande skick.

De ?verv?gda egenskaperna ?r sammankopplade med en s?dan parameter som systemets k?nslighet. K?nslighet ?r det ?msesidiga av tr?skeln. Tr?skel - ett visst v?rde under vilket p?verkan tolkas som buller. Tr?skeln justeras under systeminstallationen. Ju st?rre k?nslighet, desto st?rre ?r sannolikheten P det. , men med en ?kning av k?nsligheten ?kar ocks? frekvensen av falsklarm (R lt.). Denna situation visas i figur 19.

N?r du st?ller in systemet m?ste du man?vrera mellan dessa parametrar, medan uppgiften ?r att v?lja den optimala k?nslighetsniv?n.

Ofta i den vetenskapliga litteraturen kan man hitta termerna "Typ I-fel" och "Typ II-fel". Dessa termer ligger n?ra till sin essens (R obl. och R lt).

Fel av det f?rsta slaget(engelska typ I-fel, a-fel, falska positiva) och typ II-fel(Engelska typ II-fel, v-fel, falska negativ) i matematisk statistik ?r nyckelbegreppen f?r uppgifterna att testa statistiska hypoteser. Dessa begrepp anv?nds dock ofta inom andra omr?den n?r det g?ller att fatta ett ”bin?rt” beslut (ja/nej) utifr?n n?got kriterium (test, verifiering, m?tning), som med viss sannolikhet kan ge ett falskt resultat.

Fel av det f?rsta slaget ofta kallas ett falskt larm, falskt positivt eller falskt positivt.

Typ II fel ibland kallas ett h?ndelsehopp eller falska negativ.

Den f?rsta gruppen av detektionskvalitetsindikatorer anv?nds oftast inom detektionsteori och ?r den mest generella. Den andra och tredje gruppen anv?nds som regel f?r att l?sa praktiska problem.

4.2. RADARDETEKTIONSPRESTANDA I PUNKT

Sannolikheten f?r ett falskt larm in punkt?r sannolikheten att brusskurar som motsvarar samma till?tna volym av detekteringszonen vid ing?ngen till tr?skelj?mf?relseanordningen kommer att ?verskrida detektionstr?skeln.

Sannolikhetsv?rdet f?r falsklarm kan best?mmas antingen analytiskt eller experimentellt.

Den analytiska best?mningsmetoden anv?nds med en k?nd brussannolikhetsf?rdelningst?thet vid ing?ngen till j?mf?relseanordningen med ett tr?skelv?rde. Sannolikhetsv?rdet f?r falsklarm vid en punkt kan hittas med formeln

var ?r tr?skeln f?r att fatta ett beslut om f?rekomsten av ett m?l.

Ber?kningen av v?rdet enligt formeln (4.1) motsvarar ber?kningen

ber?kna arean under bullerf?rdelningst?thetskurvan som ligger till h?ger om

Ris. 4.1. Inst?llningsschema f?r experimentell best?mning av sannolikheten f?r falsklarm

Schemat som visas i fig. 4.1, med antennen stoppad, illustrerar k?rnan i den experimentella metoden f?r att best?mma v?rdet p? . Genom att k?nna till antalet strobepulser som tas emot av omr?desv?ljaren, kan sannolikheten f?r falsklarm best?mmas som

(4.2)

d?r ?r det totala antalet strobepulser, som best?mmer antalet oberoende brusemissioner som tas emot vid ing?ngen till kretsen f?r j?mf?relse av tr?skelv?rden;

Antalet brusskurar som ?verskred detektionstr?skeln.

L?t oss fastst?lla sambandet mellan sannolikheten f?r falsklarm i punkt med en falsk larmfrekvens. F?r att g?ra detta representerar vi relation (4.2) enligt f?ljande:

(4.3)

Relationens n?mnare (4.3) kan tolkas som det genomsnittliga antalet oberoende brusspikar vid ing?ngen till j?mf?relseanordningen med ett tr?skelv?rde per ett falskt larm. Detta nummer kallas f?r falsklarmindikator:

(4.4)

Med h?nsyn till (4.3) och (4.4)

(4.5)

Sannolikheten f?r korrekt uppt?ckt i punkt?r sannolikheten f?r att signal- och brusblandningsemissionerna som motsvarar samma tilldelade till?tna volym av detektionszonen vid ing?ngen till tr?skelj?mf?relseanordningen kommer att ?verskrida detektionstr?skeln.

Det numeriska v?rdet f?r sannolikheten f?r korrekt uppt?ckt kan best?mmas med formeln

d?r ?r sannolikhetsf?rdelningst?theten f?r blandningen av signal och brus vid ing?ngen till j?mf?relseanordningen med ett tr?skelv?rde. Sannolikhet f?r korrekt uppt?ckt och falsklarm in punkt relativt svagt beror p? egenskaperna hos konstruktionen av mottagningsv?gen f?r en viss radar. D?rf?r, i den ?verv?ldigande majoriteten av fallen, konstrueras detektionskurvor f?r denna grupp av indikatorer f?r detektionskvalitet.

4.3. RADARDETEKTIONSPRESTANDA PER ENK?TNING

Sannolikhet f?r falsklarm per granskning R lt 3 ?r sannolikheten att brustopparna vid ing?ngen till tr?skelv?rdesj?mf?raren kommer att ?verskrida detektionstr?skeln ?tminstone en g?ng i en avs?kningscykel.

L?t oss fastst?lla ett samband mellan sannolikheten f?r ett falsklarm per unders?kning och sannolikheten f?r ett falsklarm i punkt. Eftersom bulleremissionerna ?r oberoende inom de till?tna volymerna kan sannolikheten f?r ett falskt larm per unders?kning best?mmas enligt f?ljande:

(4.7)

var ?r sannolikheten f?r ett falskt larm i den e till?tna volymen;

Antalet till?tna volymer i detektionszonen. F?r samma v?rden p? sannolikheten f?r falsklarm, lika med , i alla uppl?sningselement, fr?n (4.6) f?ljer det

Om villkoret ?r uppfyllt, allts?

och relation (4.7), med tillr?cklig noggrannhet f?r ?vning, kan representeras som

(4.8)

Begreppet sannolikhet f?r korrekt uppt?ckt per unders?kning sammanfaller med begreppet sannolikhet f?r korrekt uppt?ckt i punkt. Det ?r d?rf?r

4.4. FALSKT LARMPERIOD

Som redan n?mnts ?r sannolikheten f?r ett falskt larm in punkt och antalet falska larm ?r relaterade till f?rh?llandet (se (4.5))

L?t oss anv?nda det registrerade f?rh?llandet f?r att ta reda p? sambandet mellan sannolikheten f?r falsklarm och perioden f?r falsklarm. F?r att g?ra detta multiplicerar vi den h?gra sidan av relationen (4,5) med (h?r ?r antalet pulser i en skur, ?r pulsl?ngden vid utg?ngen av radarmottagaren):

(4.9)

Produkten ?r den tid som spenderas p? att titta p? en till?ten volym av detektionszonen (med en enhetlig vy). D?rf?r kan n?mnaren f?r relation (4.9) tolkas (med h?nsyn till begreppets essens falsklarmfrekvens) som medelv?rdet f?r tidsintervallet mellan tv? falska larm. Detta tidsintervall kallas falsklarmperiod:

(4.10)

Med h?nsyn till (4.10)

(4.11)

Den sista relationen kan anv?ndas f?r att g? fr?n sannolikhet f?r falsklarm vid punkten till falsklarmperioden, eller vice versa. Som f?ljer av (4.11), f?r att ber?kna v?rdet, m?ste radaregenskaper som antalet pulser i en skur och pulsl?ngden vara k?nda. Det till?tna v?rdet f?r perioden f?r falsklarm best?ms av konsumentens krav p? radarinformation och beror p? syftet med radarn:

4.5. INTEGRALA SANNOLIKHETER F?R KORREKT DETEKTERING OCH FALSKA LARM

Integral sannolikhet f?r korrekt detektering och Det ?r brukligt att kalla sannolikheten f?r att signal- och brusblandningsutsl?ppen motsvarande den tilldelade till?tna volymen f?r detektionszonen kommer att ?verskrida detektionstr?skeln minst en g?ng pr. m granska cykler.

Sannolikheten att bruset spikar vid ing?ngen av tr?skelj?mf?raren minst en g?ng per t granskningscykler kommer att ?verskrida detektionstr?skeln, som kallas den kumulativa sannolikheten f?r falskt larm

Sannolikheten f?r ett falskt larm best?ms utifr?n ?verv?ganden om det till?tna fl?det av falsklarm, beroende p? situationen i navigeringsomr?det och larmets "pris". Med h?nvisning till fig. 3.1 kan vi konstatera: genom att ?ka sannolikheten f?r falsklarm (f?rskjuta beslutstr?skeln ?t h?ger) minskar vi d?rmed sannolikheten f?r att missa ett m?l, men skapar en viss sp?nning f?r radaroperat?ren, distraherar personalen f?r att l?sa problem i samband med uppkomsten av falska m?l. F?r att best?mma fl?det av falsklarm som ?r acceptabelt f?r operat?ren eller systemet i vilket radarn fungerar som helhet, introduceras konceptet med en period av falsklarm. T lt, som det tidsintervall under vilket sannolikheten f?r minst ett falskt larm blir lika med 0,5. D? kommer frekvensen av falsklarm att best?mmas fr?n f?rh?llandet. Den best?mmer hur m?nga falska larm per tidsenhet, i genomsnitt, vid utg?ngen av detekteringsanordningen vid den valda beslutstr?skeln.

Antalet uppl?sningselement f?r en typisk radar best?ms utifr?n f?rh?llandet:

var ?r den del av pulsupprepningsperioden under vilken bruset kommer till ing?ngen till tr?skelanordningen;

- Pulsvaraktighet.

Om man antar att brusen ?r statistiskt oberoende, d?: ?r antalet oberoende brussampel; F n– Frekvensen f?r upprepning av paket; ?r antalet urval av oberoende grupper; – Antal prover: ; – antennstr?lbredd i horisontalplanet p? vald niv?; ?r antennens rotationshastighet (avs?kning) (rpm; tips/s).

Om ?r sannolikheten att summan av brussamplen i ?verskrider tr?skeln, d?

Om, d?, d?

Slut p? arbetet -

Detta ?mne tillh?r:

Radarsystem

Academy of Naval Forces uppkallad efter PS Nakhimov .. A V Gonchar Radar system Tutorial Sevastopol G UDC Tutorial sammanst?lld i enlighet med..

Om du beh?ver ytterligare material om detta ?mne, eller om du inte hittade det du letade efter, rekommenderar vi att du anv?nder s?kningen i v?r databas med verk:

Vad ska vi g?ra med det mottagna materialet:

Om det h?r materialet visade sig vara anv?ndbart f?r dig kan du spara det p? din sida p? sociala n?tverk:

Alla ?mnen i det h?r avsnittet:

Utan intrapulsmodulering
6.2.1. Enstaka radiopulser S?tt att ?vervaka rymden

Bearbetning av frekvensmodulerade radiopulser
Vi kommer att ?verv?ga funktionerna i att bearbeta frekvensmodulerade (FM) signaler med hj?lp av exemplet att bearbeta linj?ra frekvensmodulerade radiopulser (chirps), som anv?nds allm?nt i moderna R

Bearbetning av fasf?rskjutningsnycklade radiopulser
Ris. 6.11. Flerkanalig filterbehandlingsenhet f?r FM - radiopuls med ok?nd dopplerfrekvens ?verv?g enl.

Radarr?ckvidd
En av huvuduppgifterna i utvecklingen och designen av en radarstation, samt att v?lja bland den befintliga radarstationen den mest l?mpade f?r att l?sa specifika konsumentproblem, ?r att best?mma dess maximala ja

F?rlust av signal-brusf?rh?llande i riktiga radar
F?rluster i antennen best?ms av f?rdelningen av f?ltet ?ver antennens yta (?ppning):. , var ?r koefficienten med h?nsyn till den oj?mna f?rdelningen

Siktzon. S?tt
Ris. 7.2. Synlighetszonen f?r radarskanningsutrymmet och deras inverkan p? radarns r?ckvidd

Antennens riktning
L?t oss ?terigen g? ?ver till formel (7.5). H?r och - - indikerade i formen f?r en antenn eller radar, ?r antennens huvudkarakt?r. han

Redovisning f?r formen p? antennm?nstret och metoden f?r att se utrymme
I uttryck (7.5) beskriver faktorn formen p? antennm?nstret. I det allm?nna fallet ?r det ett problem att erh?lla ett uttryck f?r str?lningsm?nstret f?r en godtycklig antenn

S?tt att se rymden
I processen med radardesign ?r en av de mest komplexa och viktiga fr?gorna motiveringen och valet av en metod f?r att skanna utrymme. Uppgiften reduceras till att ge en vy ?ver siktzonen (Fig.

Ber?kning av antalet pulser i en skur
F?r varje s?rskilt vald metod f?r att skanna rymden ?r det viktigt att veta antalet str?lar i en skur, eftersom det i de flesta moderna radarer ?r implementerat som en

Absorption av radiov?gor av atmosf?riska gaser
Fig 7.7. Beroendet av d?mpningskoefficienten f?r radiov?gor i luften av v?gl?ngden vid t = 200 C

Hydrometeorers inverkan p? utbredningen av radiov?gor
7.4.1. Dim- och regnegenskaper Tabell 7.2 Dim- och regnegenskaper Vi

Ytf?rdelade m?l
Havsf?rh?llanden p?verkar radardetektering p? m?nga s?tt. Fr?n hela sorten kan tre huvudfenomen urskiljas: - signaler som reflekteras av m?l kan ?ndras;

Egenskaper f?r reflektioner fr?n en grov havsyta
Ljudsignalen som reflekteras fr?n havsytan skapar betydande radarst?rningar och g?r det sv?rt att uppt?cka m?l. P? fig. 7.11 visar fotografier av havsradarns cirkul?ra vy fr?n mitten

Havsytans egenskaper
Vindhavsv?gor ?r den fr?msta orsaken till fluktuerande interfererande reflektioner av radarsignalen. V?gor uppst?r under p?verkan av atmosf?riska influenser. Reaktion mo

radarmottagare
De reflekterade signalerna kan komma i antennm?nstrets huvud-, sido- och baklober. Figur 7.12 visar proceduren f?r att best?mma det upplysta omr?det av antennens huvudlob.

Redovisning f?r p?verkan av jordens yta
Som en viss norm f?r atmosf?ren antogs en normal atmosf?r med f?ljande parametrar: tryck Р=1013 mbar; temperatur t = 130 C; relativ luftfuktighet s

De viktigaste typerna av aktiv radarst?rning
Som i alla radiotekniska system kan p?verkan av olika typer av st?rningar p?verka radarn avsev?rt. Interferensens roll i aktiv radar kan vara ?nnu st?rre, h

Skydd mot dem
Det finns tv? huvudtyper av k?llor till naturlig maskerande aktiv interferens: diskreta och distribuerade. Diskreta st?rk?llor inkluderar solen, m?nen och radiostj?rnor. K r

Och s?tt att skapa
Ris. 8.1. P?verkan av svag (1) och stark (2, 3) st?rning p? signal?verf?ringen som konstgjord maskering

N?r den uts?tts f?r maskering av station?r aktiv st?rning
Med ett tillr?ckligt dynamiskt omf?ng f?r mottagaren har villkoret f?r att detektera ett m?l vid maskering av station?ra aktiva st?rningar, s?som vitt brus, formen, d?r Epr

Passiv maskeringsst?rning och metoder f?r att skapa dem
Som redan n?mnts ovan inkluderar naturlig passiv st?rning radiost?rningar som skapas av naturliga reflektorer (lokala objekt, vattenyta, hydrometeorer, norra

De viktigaste skyddsriktningarna f?r radarn fr?n att maskera aktiv st?rning
En analys av antiradarekvationen visar att huvudomr?dena f?r radarskydd fr?n maskering av aktiv st?rning ?r f?rknippade med anv?ndningen av amplitud, polarisation, frekvens och

Metoder f?r icke-koherent och koherent st?rningskompensation
F?r att f?rb?ttra det rumsliga valet av signalen mot bakgrund av st?rningar som kommer fr?n separata riktningar, ut?ver de ?tg?rder som anges ovan, kan man ocks? anv?nda

Praktiska system f?r autokompensatorer
Kvadratur auto-kompensator I en s?dan auto-kompensator bildas vikten (kontrollerad) sp?nning vid videofrekvensen. I detta avseende presenterar vi en upps?ttning

De viktigaste skillnaderna mellan m?lsignaler och passiv maskeringsinterferens
Signaler som reflekteras fr?n m?l och passiv maskeringsinterferens har i allm?nhet olika statistiska egenskaper. F?r signaler och brus f?rdelade enligt normallagen

Optimal signaldetektering mot passiv st?rning
i form av station?rt icke-vitt brus Icke-vitt brus ?r k?nt f?r att k?nnetecknas av en oj?mn f?rdelning av den spektrala effektt?theten

Undertryckningsfilter
Ris. 8.22. Schema f?r en enda interperiod subtraktion Principer f?r konstruktion av op

M?lr?relsemodeller
Observerbara radarm?l: markfordon, fartyg, flygplan, rymdfarkoster och andra objekt - kan r?ra sig l?ngs en m?ngd olika banor, som i regel har en slumpm?ssig

Extrapolering av bana parametrar
Bed?mningen av banaparametrarna f?r m?lr?relsen i enlighet med det allm?nna strukturdiagrammet f?r VO utf?rs i block O (fig. 9.2) enligt de prover som valts under urvalsoperationen och relaterar till

Algoritm f?r att v?lja prover genom minsta avvikelse fr?n mitten av stroben
Algoritmen f?r att v?lja sampel med den minsta avvikelsen fr?n mitten av stroben anv?nds vanligtvis i en tv?stegs stroboskop. Den h?r ?r designad f?r att fungera i de fall d?r grinden dyker upp

Algoritmer f?r att matcha och binda prover till banor
i en multifunktionssituation Fig. 9.8. Variant av multifunktionssituationen Detta ?r en av de sv?raste

Allm?nna best?mmelser
I moderna radarsystem tillhandah?lls de n?dv?ndiga sannolikhets- och noggrannhetsegenskaperna f?rst efter AE-steget. Samtidigt, i motsats till den prim?ra bearbetningen

Sannolikhet f?r uppt?ckt av falsk bana
Strukturen f?r den enklaste algoritmen tie - detektering - ?terst?llning "2 av m" + "l av n" - "s" i form av en riktad graf visas i fig. 9.9. Riktningsgr

Sannolikhet f?r korrekt banadetektering
N?r ing?ngen till detektorn tar emot prover som tagits emot fr?n n?got m?l, f?rblir logiken i algoritmen densamma som i fallet med falska avl?sningar. M?lbanan detekteras vid exekvering

Systemet
I det f?rsta avsnittet av denna handledning ?verv?gdes huvudfr?gorna i teorin om att bygga radarsystem. Materialet som presenteras i den verkar vara tillr?ckligt f?r f?rst?else

Moderna aktiva radarer
Betydande framsteg i utvecklingen av elementbasen, utvidgningen av redan existerande och uppkomsten av nya anv?ndningsomr?den f?r radarn har lett till en radikal ?versyn av b?da principerna f?r konstruktion,

Och m?jligheten att skapa moderna fartygsburna radarer
N?r man v?ljer s?tt att skapa radarsystem b?r man ta h?nsyn till resultaten av analysen av trender i utvecklingen av radarsystem och f?ljande funktioner p? grund av anv?ndningen

Radarns taktiska egenskaper
Radarns taktiska egenskaper inkluderar syftet, sektorn eller operationsomr?det, unders?kningstiden f?r denna sektor, kvalitetsindikatorerna f?r objektdetektering, antalet uppm?tta koordinater och

Antalet uppm?tta koordinater och r?relseparametrar f?r objektet och noggrannheten f?r dessa m?tningar
I luftv?rnsradar och speciellt missilf?rsvarsradar kr?vs att man m?ter b?de flygplanets tre koordinater, s?v?l som deras f?rsta och ibland andra derivator. I ?vervakningsradar

Koherenta Dopplerradar f?r kontinuerliga v?gor
F?r att ?terg? till s?rskilt kapitel 2, till figur 2.8, kan vi ?terigen konstatera att i allm?nhet kan en signal som reflekteras fr?n ett objekt med en komplex form, en koherent komponent vara signifikant.

Koherent pulsradar
CW-radarerna som diskuterats ovan ?r p? s?tt och vis rent dopplerradar eller koherenta radar. Problemet med koherent ackumulering l?ses n?got annorlunda.

Radar med extern koherens
Som redan n?mnts st?lls strikta krav p? en radar med intern koherens n?r det g?ller stabiliteten hos sp?nningen hos kraftk?llan och generatorernas frekvens. D?rf?r anv?nder de ofta drifts?ttet med utanf?r

Temporal koherent signalbehandling
Den komplexa amplituden f?r signalsp?nningen vid utg?ngen av den linj?ra delen av mottagaren (f?rutsatt att det inte finns n?gon rumslig interferens) skrivs som, (11.2) d?r

Antaganden
I enlighet med den allm?nna teorin om mottagning reduceras den optimala tidsbearbetningen av signalen u(t) mot bakgrund av station?rt vitt brus till att ber?kna korrelationen

I tidsdom?nen
Eftersom de mottagna radarsignalerna omvandlas till tv? kvadraturkomponenter f?re sampling, m?ste DSF-implementeringen utf?ras i tv? kvadraturkanaler.

I frekvensdom?nen
L?t oss nu ?verv?ga egenskaperna hos diskret faltning av typen av matchad filtrering i frekvensdom?nen. I enlighet med teorin om diskret representation av kontinuerliga funktioner ?r den begr?nsad

Allm?nna best?mmelser
Under SDC f?rst? valet av signaler fr?n r?rliga m?l fr?n deras blandning med st?rningar och brus som tas emot av radarmottagaren. Typiska uppgifter f?r SDC ?r: uppt?ckt av flygplan mot bakgrund av

Korrelerad st?rning
Som bekant ?r den optimala detektorn f?r en koherent skur av radiopulser mot bakgrund av vitt brus ett seriekopplat filter, detektor och

Och faktorer som p?verkar det
F?ljande egenskaper anv?nds vanligtvis f?r att bed?ma kvaliteten p? SDC-systemen. 1. Frekvenssvar f?r notchfiltret och dopplerfrekvensvalskanalen.

Enkanalsmetoder f?r automatisk sp?rning av vinkelkoordinater
System f?r automatisk sp?rning av vinkelkoordinater i ett antal radarsystem ?r de viktigaste. Detta ?r i rymden, i vapenledningssystem, etc. Automatisk

Vinkelkoordinater
De mycket anv?nda enkanaliga riktningss?kningsmetoderna, som ?r relativt enkla, ger inte alltid tillr?cklig m?tnoggrannhet. Den fr?msta orsaken ?r snedvridning

I monopulssystem
Summa-skillnadsbearbetningen av oscillationer som tas emot av olika kanaler anv?nds i stor utstr?ckning i monopulssystem. Med denna bearbetning bildas summan och skillnaden av tv? sv?ngningar. Till

Dubbla kanalsystem
En godtycklig goniometrisk anordning (amplitud eller fas) kan anv?ndas f?r att erh?lla en missanpassningssignal (felsignal) av servosystemet vid autosp?rning enl.

Och metoder f?r att best?mma koordinater
Passiv lokalisering uppt?cker och m?ter koordinaterna f?r rymd-, mark- och ytobjekt som skapar str?lning. Str?lningsk?llor kan vara i drift

Korr
Den praktiska implementeringen av passiva lokaliseringsmetoder ?r f?rknippad med behovet av identifiering, d.v.s. uppr?ttande av en ?verensst?mmelse mellan signaler mottagna vid olika punkter fr?n en och

Definitioner av koordinaterna f?r det emitterande objektet
L?t mottagningspunkterna och k?llorna f?r radioemission vara placerade i xOy-planet (Fig. 14.6). Positionen f?r den i:te punkten k?nnetecknas av en vektor, den sanna positionen f?r det riktningss?kande objektet

Signal under korrelationsbehandling
I n?rvaro av en signal kommer slumpm?ssiga fluktuationer till korrelatorns ing?ng: var och en i form av en additiv blandning av en anv?ndbar signal och brus. Alla dessa fluktuationer beaktas

Naturlig och n?ra dem elektromagnetisk str?lning
Med naturlig str?lning menar vi den termiska kaotiska str?lningen av f?rem?l, s?v?l som omr?den av terr?ng och rymd. Effekten av oj?mn v?rmestr?lning av radiov?gor i sektioner

Hur ett Active Response Radar System fungerar
S?dana system kallas ?ven sekund?ra radarsystem. Dess huvudsakliga skillnad fr?n radar med passivt svar f?ljer av sj?lva namnet: ist?llet f?r passivt svar, arr.

Eliminera antenns sidolobsinflytande
Str?lningseffekten l?ngs sidoloberna p? fr?geantennen i horisontalplanet ?r ganska tillr?cklig f?r att f?rh?ra transpondrar som ?r placerade p? ett stort avst?nd fr?n fr?gestationen.

I radar med aktiv respons
Azimutm?tning i aktiv svarsradar baseras p? anv?ndningen av en detektor f?r r?rliga f?nster. F?r en serie av p? varandra f?ljande f?rfr?gningar ?r flera svarssignaler fasta, en

Aktivt svarssystem med adressf?rfr?gan
I det betraktade aktiva svarssystemet f?rfr?gas alla m?l som ?r bel?gna inom fr?geantennm?nstret. Som ett resultat ?verbelastas systemet med on?diga f?rfr?gningar och svar.

Principen att konstruera en radar med en syntetisk bl?ndarantenn
Denna typ av radar kan implementeras genom att placera antennen p? en b?rare som har en h?g hastighet, vilket g?r det m?jligt att f? en syntetiserad bl?ndare med en l?ngd p? tiotals och till och med hundratals kilo.

SAR digital signalbehandling
Med analog bearbetning i SAR med fotografisk film extraheras information med en stor f?rdr?jning i f?rh?llande till inspelnings?gonblicket (upp till flera timmar). Digital signalbehandling

Rymdburna syntetiska bl?ndarradarer
Rymdspaningsmedel f?ster allt st?rre vikt vid b?de milit?ra och civila specialister. Anv?ndningen av en syntetisk bl?ndarradar ombord p? en rymdfarkost ut?kar m?jligheterna f?r

lightSAR-projekt
M?let med lightSAR-projektet ?r att skapa l?gkostnadsutrustning med liten massa och volym f?r h?gprecisionsobservationer av jordens yta. Utrustningen kommer att installeras p? satelliten, h?g

Kort beskrivning av n?gra radarer
Tidigare i denna handledning ?verv?gdes huvudfr?gorna i teorin om konstruktion och strukturella l?sningar n?r man skapade radarsystem. De presenterade materialen tycks vara tillr?ckliga f?r sid

vanliga uppgifter
Havsnavigeringsradarn ?r dubbelbandig och fungerar p? 3,2 och 10 cm v?gl?ngder. Dessutom, beroende p? typ av konfiguration (tillval), kan stationen vara enkelbandig

Antenn-v?gledare enhet
Typ A-antenn med dubbla band ?r en design av spegeltyp som visas i fig. 17.1 Antennen har en gemensam reflektor (spegel) med en ?ppningsyta p? 750

Mikrov?gskanal p? en v?g p? 3,2 och 10 cm
AFC AFC AFC

S?ndande enhet
Oceanradars?ndaren p? 3,2 och 10 cm best?r av en modulator och en magnetrongenerator (Fig. 17.6). Modulatorn inkluderar: LZ

mottagande enhet
8 UPCH D VU

vanliga uppgifter
Navigationsradar MR-244 "Ekran" ?r installerad p? sj?- och flodfartyg, kustnavigeringskontrollposter och tillhandah?ller:

?verf?ringsv?g
S?ndningsv?gen tillhandah?ller generering av mikrov?gsunders?kningspulser och bildandet av ett antal servicepulser som synkroniserar driften av andra v?gar och enheter med str?lningsmomenten

mottagningsv?g
Mottagningsv?gen tillhandah?ller omvandling av de reflekterade mikrov?gssignalerna till mellanfrekvenssignaler, deras f?rst?rkning vid mellanfrekvensen och detektering. I mottagningsv?gen,

L?ge f?r granskning av rymd- och radardetekteringszon
D?refter kommer vi att betrakta tv? luft?vervakningsradarer som ett exempel. F?rst b?r vissa funktioner hos s?dana radarer ?terkallas. Som regel luft?vervakningsradar

Mikrov?gsgeneratorer av flerstegss?ndare
Mikrov?gsgeneratorn f?r flerstegss?ndare ?r utformad f?r att f?rst?rka den ing?ende l?geffekts h?gfrekventa signalen till den niv? som kr?vs f?r str?lning. Som s?dana gener

Pulsmodulatorer
Pulsmodulatorer ?r designade f?r att styra sv?ngningarna hos mikrov?gsgeneratorer. Radarn anv?nder anodmodulering, d?r driften av generatorerna styrs av m

H?gfrekvent v?g
Den h?gfrekventa v?gen ger ?verf?ring med minimala f?rluster av elektromagnetisk energi fr?n s?ndaren till antennen. Det ?r ett komplext komplex av h?g frekvens

Radarst?rningsscheman
Antist?rningsanordningar ?r inte universella. Var och en av dem kan effektivt anv?ndas mot en viss typ av st?rningar. Detekteringsradarn anv?nder olika scheman och

Parametrar och struktur f?r den uts?nda signalen
Radarn arbetar i S-bandets arbetsfrekvenser 2900 - 3130 MHz. Antalet fasta driftsfrekvenser inom det specificerade omr?det best?ms baserat p? radiouts?ndningens bandbredd,

Energiegenskaper
Radarns energiegenskaper best?ms av energiegenskaperna hos s?ndaren, antennmatarsystemet, mottagaren och digital signalbehandling.

Immunitetsegenskaper
Radarskydd mot passiv st?rning ?r byggt med h?nsyn till erfarenheten av att utveckla och testa radar av denna klass, s?v?l som p? grundval av data som erh?llits genom HIL-modellering med hj?lp av

Noggrannhetsegenskaper f?r att best?mma koordinaterna f?r m?l
Parametrarna och strukturen f?r den uts?nda signalen som valts ut f?r implementering i radarn, moderna metoder f?r att bearbeta radarinformation, s?v?l som ett stort dynamiskt omf?ng, uppn?s

Val och motivering av blockschemat
Med h?nsyn till ovanst?ende ?r implementeringen av de givna prestandaegenskaperna m?jlig inom ramen f?r blockschemat som visas i fig. 19.2 och 20.2. 20.2.1. S?ndande enhet

mottagande enhet
Strukturellt visar fig. 20.2, 20.4 best?r mottagaren av en flerkanalig (enligt antalet horisontella kanaler som bildas av antennen) analog mottagare, en flerkanalig analog

Digitalt str?lningssystem
Digitalt str?lformningssystem (nedan kallat DDS) - en funktionell enhet f?r radarns prim?ra radarantenn, utformad f?r att bilda ett str?lningsm?nster (DN)

fartygsbaserad luft?vervakningsradar
Nr Typ av radar och dess korta egenskaper Antennm?tt, m Toppeffekt, mW Pulsl?ngd, µs

Markbaserad luft?vervakningsradar
Nr Typ av radar och dess korta egenskaper V?gl?ngd, m Synf?lt: Azimuth, g H?jd, g

Biografisk information om n?gra av de framst?ende forskare och ingenj?rer som skapade radarsystem
Heinrich Rudolf Hertz (22 februari 1857 - 1 januari 1894, Bonn) G

Alexander Stepanovich Popov
(16 mars 1859 - 13 januari 1906 A.S. Popov f?ddes den 16 mars 1859 i byn Turinskiye Rudnik

Yuri Borisovich Kobzarev
(8 december 1905 - 25 april 1992) Yuri Borisovich Kobzarev - doktor i tekniska vetenskaper, akademiker vid Ryska vetenskapsakademin, en framst?ende vetenskapsman inom radioomr?det

Christian H?lsmeier
(1881 – 1835) Radaruppfinnaren Christian Huelsmeyer f?ddes den 25 december 1881

Mikhail Mikhailovich Lobanov
(19 mars 1901 - 2 mars 1984) Mikhail Mikhailovich Lobanov - sovjetisk milit?ringenj?r, en av nyckelfigurerna i bildandet och utvecklingen av Ryssland

Pavel Kondratievich Oshchepkov
(25 mars 1928 - 1 december 1992) F?dd 1908 i byn Zuev Klyuchi Sarap

Bibliografisk lista
1 Proceedings of the Institute of Radio Engineers - TIRI (Proceedings of the IRE) [M.: IL, 1962 / Two parts (1517 s.)]. 2. Elektronik: d?tid, nutid, framtid / Per. fr?n eng. under sid

De huvudsakliga kvalitativa indikatorerna f?r radardetektering ?r de villkorade sannolikheterna f?r korrekt detektering D och falsklarm F. Dessa sannolikheter ?r relaterade enligt f?ljande

d?r q ?r effektsignal-brusf?rh?llandet.

Ett viktigt krav i detekteringsprocessen ?r att uppr?tth?lla en konstant falsklarmniv?.

d?r U0 ?r detektionstr?skeln;

– RMS-brus vid utg?ngen av den linj?ra delen av mottagaren.

Ett falskt larm f?rst?s som det faktum att detektionstr?skeln ?verskrids av buller (st?rningar) i samma till?tna volym av detektionszonen. Sannolikheten f?r unders?kningens falska larm ?r sannolikheten f?r att brusspikar vid ing?ngen av en tr?skelv?rdesj?mf?rare ?verskrider detektionstr?skeln minst en g?ng i en unders?kningscykel. Sannolikheten att brustr?skeln vid ing?ngen till tr?skelanordningen ?tminstone en g?ng i m unders?kningscykler kommer att ?verskrida detektionstr?skeln kallas den integrerade sannolikheten f?r falsklarm.

Sannolikheten f?r korrekt detektering ?r sannolikheten att signal- och brusblandningsemissioner som motsvarar samma till?tna volym av detektionszonen kommer att ?verskrida detektionstr?skeln.

F?rh?llandet U 0 /s w i uttrycket f?r sannolikheten f?r falsklarm kallas den normaliserade detektionstr?skeln. En liten f?r?ndring av den normaliserade tr?skeln leder till betydande f?r?ndringar i sannolikheten f?r falsklarm. Dess ?kning med 1 dB (1,12 g?nger) leder till en minskning av sannolikheten F med 10 g?nger. Eventuell instabilitet i detektionstr?skeln eller f?r?ndring i brusniv?n vid mottagarens utg?ng ?r o?nskad.

F?r att stabilisera niv?n av falska larm ?r det n?dv?ndigt att s?kerst?lla konstantheten av v?rdet f?r den normaliserade detektionstr?skeln. Det finns tv? m?jliga s?tt att l?sa detta problem. I det f?rsta fallet uppskattas brusniv?n och niv?n p? detektionstr?skeln ?ndras i enlighet med detta. En adaptiv detektionstr?skel bildas. I det andra fallet ?r detektionstr?skeln fast. Sedan, f?r att stabilisera niv?n av falsklarm, ?r det n?dv?ndigt att uppr?tth?lla en konstant brusniv? vid mottagarutg?ngen.

Bildandet av en adaptiv detektionstr?skel f?rklaras med hj?lp av en anordning vars f?renklade blockschema visas i fig. 4.25.

Signalen som anl?nder till detektorn matas samtidigt till blocket f?r att bed?ma sannolikheten f?r ett falskt larm. Den resulterande uppskattningen F* j?mf?rs med tr?skelniv?n Fo och en s?dan reglersp?nning genereras vid vilken uppskattningen F* f?rblir konstant. I all-round radarmedel, f?r att ?ka hastigheten p? schemat och kvaliteten p? stabiliseringen av sannolikheten f?r falsklarm, beroende p? orienteringen av str?lningsm?nstret och tidsf?rdr?jningen i f?rh?llande till den uts?nda pulsen fr?n minnesblocket, uppskattar F * erh?llen under f?reg?ende granskningsperiod kan ges.

Om st?rningsintensiteten ?r ok?nd ?r det om?jligt att st?lla in den tr?skelniv? som ger den specificerade kvaliteten p? signaldetektering. Ett av s?tten att optimera bearbetningen ?r att organisera den utifr?n att m?ta och ta h?nsyn till st?rningsniv?n. Uppskattningen av st?rningsniv?n kan implementeras enligt principen om maximal sannolikhet. Uppskattningen underl?ttas om interferensprovet ?r klassificerat - ingen signal ?verlagras p? det.

Anpassning till brusintensiteten kan implementeras i ett "skjutf?nster" med linj?r detektering. I detta fall anv?nds interferenssampel som f?reg?r den detekterade signalen och f?ljer den med kumulativ utj?mning av alla dessa sampel. Blockschemat f?r s?dan bearbetning visas i fig. 4.26.

Mottagna i frekvensbandet Df och detekterade oscillationer passerar f?rdr?jningslinjen under en tid 2t/Df med 2t+1 uttag. Signalsp?nningen som tas fr?n mittuttaget ?r dessutom f?rdr?jd med t/Df. Dess amplitud delas med den genomsnittliga brussp?nningsamplituden. Vid tidpunkten f?r signalmaximum adderas inte dess amplitud till brusamplituden: endast brusamplituderna f?re och efter signalmaximum utj?mnas.

Kumulativ utj?mning i "f?nstret" 2m>25 f?rb?ttrar m?tnoggrannheten, och d?rmed kvaliteten p? anpassningen till station?rt brus. Men om 2m ? 25 utj?mning visar sig vara otillr?cklig. Felen vid best?mning av tr?skelniv?n ?kar. ? andra sidan ?r det o?nskat att f?rl?nga "f?nstret" av tv? sk?l. Detta kan f?r det f?rsta st?ra anpassningen n?r interferensen ?r icke-station?r. Tr?skelniv?n, f?r det andra, ?kar orimligt n?r signaler som reflekteras fr?n mer ?n ett m?l kommer in i det ut?kade f?nstret.

Vid uppskattning av bullerniv?n i n?rheten av en signal fr?n n?got luftburet f?rem?l, fungerar intensiva reflektioner fr?n andra f?rem?l som faller in i det ut?kade "f?nstret" som impulsljud. Den senares inflytande f?rsvagas av rankningsbearbetningen. ?verg?ngen till rangordningar anv?nds ibland endast f?r att uppskatta variansen av brusinterferens i multifunktionssituationer och f?r att s?tta ett tr?skelv?rde efter denna niv? i den analoga bearbetningsv?gen.

Oftast uppskattas st?rningseffekten genom att medelv?rdesber?kning av interferenseffekten ?ver r?ckviddselementen ger k?nda f?rdelar vad g?ller anpassningssystemets hastighet. Den allm?nna id?n med en s?dan bed?mning och stabilisering av niv?n av falsklarm vid uppt?ckt visas i figur 4.27.

Systemet som visas i fig. 4.27 normaliserar statistiken f?r kvadraten av ing?ngsimplementeringen x 2 (effekt) som erh?lls med anv?ndning av en kvadratisk detektor till niv?n f?r den genomsnittliga interferenseffekten w. Det resulterande v?rdet x 2 /w f?r signalen ?r alltid normaliserat och beror inte p? brusniv?n.

P? senare tid har m?nga utvecklingar av r?rliga m?ldetektorer genomf?rts, med h?nsyn tagen till den icke-Gaussiska karakt?ren av interferens, n?rvaron av samtidiga reflektioner fr?n hydrometeorer och ytan, etc. Ett exempel ?r ett adaptivt system med stabilisering av niv?n av falska larm, vars struktur visas i fig. 4.28.

Skiftregistret PC1 registrerar niv?n av reflekterade signaler och st?rningar i avst?ndscellerna, f?ljt av ett medelv?rde av signalv?rdena f?r cellerna i omr?det intill m?lcellen. Tr?skelv?rdet Ti bildas genom att multiplicera medelv?rdet av brusniv?n med koefficienterna K2 och K3. V?rdet p? K2 h?mtas fr?n ROM baserat p? falsklarmr?knarsignalen i registret PC2, som fungerar enligt f?ljande. Multiplicering med koefficienten Ki bildar tr?skelv?rdet T2 f?r amplitudkomparatorn AK2. Den andra ing?ngen p? komparatorn tar emot en signal fr?n cellen PC1, som uppenbarligen bara inneh?ller en interferenssignal. Om interferensen ?verstiger tr?skeln T2 bildas en enhet, om den inte ?verskrids bildas en nolla, som skrivs till RS2-registret och sedan l?ses ut av adderaren. V?rdet p? K3 v?ljs fr?n villkoret att tillhandah?lla en given sannolikhet f?r ett falskt larm n?r det detekteras mot en bakgrund av brus. Tr?skelv?rdet Ti matas in i amplitudkomparatorn AK1, d?r m?lsignalen detekteras fr?n mellancellen PC1.

Stabilisering av niv?n av falska larm (SULT) implementeras av speciella enheter, varav en av varianterna ges nedan.

F?r att best?mma den genomsnittliga ljudniv?n i SULT-enheten bildas ett analysf?nster med en l?ngd p? 16 DD inom driftomr?det, uppdelat i tv? delar om 8 DD vardera (fig. 4.29).

Analysf?nstret (placerat symmetriskt med avseende p? diskret i±2, d?r i=10, 11, 12, ... D max / DD) r?r sig sekventiellt ?ver hela arbetsomr?det. F?r varje aktuell position i analysf?nstret, summeras brusv?rdena inom detta f?nster och resultatet divideras med 16.

V?rdet som erh?lls p? detta s?tt anv?nds vidare f?r att best?mma det adaptiva tr?skelv?rdet UPO.

Organisationen av det skjutbara f?nstret tillhandah?lls genom anv?ndningen av tv? RAM med en kapacitet p? 8 ?tta-bitars ord vardera.

Tidsf?rdr?jningen av informationen ackumulerad i RAM2 i f?rh?llande till informationen i RAM1, under en tid motsvarande 4 DD, skapas av en registerf?rdr?jningslinje. Informationen som ackumuleras av varje lagringsenhet uppdateras kontinuerligt genom att den gamla ers?tts med den nya, vilket skapar effekten av att analysf?nstret flyttar sig. Data som lagras i varje RAM adderas och kombineras sedan och kasseras med de fyra minst signifikanta bitarna, vilket ?r ekvivalent med att dividera med 16. Det s?lunda erh?llna v?rdet uppdateras n?r analysf?nstret r?r sig under tiden motsvarande 8 DD.

Tr?skelv?rdet UPO som bildas i multiplikatorn matas till komparatorn 2, d?r den digitala signalen tas emot fr?n registerf?rdr?jningsledningen. Om signalen ?verstiger U PO, bildas en utsignal f?r att detektera SULT.

I fallet med bildandet av ett fast detektionstr?skel ?r det n?dv?ndigt att inkludera kretsar i bearbetningsv?gen som s?kerst?ller stabiliseringen av brusniv?n. S?dana kretsar kan vara olika automatiska f?rst?rkningskontroller av mottagare.

Anv?ndningen av ett tempor?rt f?rst?rkningskontrollschema (TAG) l?ter dig justera endast medelv?rdena f?r passiv st?rning och reflektioner fr?n "lokala objekt" beroende p? avst?ndet till objektet. I fr?nvaro av dessa reflektioner och verkan av VAG-sp?nningen (endast brus i kanalen), bildas i b?rjan av avst?ndet ett "brush?l", inom vilket villkoren f?r optimal detektering bryts.

System med tr?ghetsautomatisk f?rst?rkningskontroll (IAGC) och brusautomatisk f?rst?rkningskontroll (SHARU) ?r tr?ga och fixerar endast brusbakgrundsniv?n i genomsnitt. F?rst?rkare med icke-linj?ra amplitudegenskaper eliminerar signifikanta signalspikar, stabiliserar niv?n av falska larm till viss del, men l?ser inte detta problem helt. Samtidigt ?r det m?jligt att implementera stabilisering av niv?n av falsklarm vid fasta detektionstr?sklar. Detta f?rklaras av blockschemat som visas i figur 4.30.

En s?dan enhet ?r flerkanalig. Insignalen appliceras samtidigt till ett antal tr?skelenheter (PU 1 - PU n). Tr?skelsp?nningarna U 01 - U 0 n ?r olika i storlek. En ?kning av antalet falska larm vid utg?ngen av en aktiverad kanal ?r fixerad i den adaptiva kanalvalskretsen, som ett resultat av vilket en omkoppling till en annan kanal med en h?gre detektionstr?skel utf?rs.

Stabilisering av niv?n av falska larm kan implementeras enligt principen om automatisk reglering av komparatorns tr?skel. Stabilisatorns struktur visas i fig. 4.31.

Mottagarens utsignal, som ?r en blandning av brus, st?rningar och signaler som reflekteras fr?n luftf?rem?l, j?mf?rs i komparatorn med integratorns utsp?nning. N?r signalerna ?verskrider komparatorns tr?skel, genererar dess utsignal pulser med niv?n "LOG1", som ?r detekteringspulserna. Toppdetektorn extraherar enveloppen av pulst?get, som efter utj?mning och integration matas till den andra ing?ngen p? komparatorn som en referenssp?nning.

Med en ?kning av brusniv?n eller intensiteten hos st?rande signaler ?kar antalet ?verskridande av tr?skeln. Detta kommer i sin tur att leda till en ?kning av sp?nningen vid integratorns utg?ng, och f?ljaktligen till en ?kning av referenssp?nningen p? komparatorn (svarstr?skeln ?kar). Detta s?kerst?ller konstantheten av antalet operationer av komparatorn f?r brus eller st?rningar. Den initiala inst?llningen av tr?skeln tillhandah?lls genom att applicera en speciell sp?nning.

Stabilisering av niv?n av falsklarm kan uppn?s genom att bilda en konstant detektionstr?skel. I det h?r fallet ?r det n?dv?ndigt att s?kerst?lla stabiliseringen av ljudniv?n (till exempel med hj?lp av SHAP-schemat) p? ett s?dant s?tt att den normaliserade detektionstr?skeln f?rblir konstant. Behandlingsv?gen som anv?nder SHARU som stabilisator f?r niv?n av falska larm visas i Fig. 4.32.