Запорожец  Издания 

0 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

<;пециализированных вычислительных устройств, использование которых в случае сложной формы сигналов становится особенно делесообразным. Вопросы расчета характеристик и проектирования ОФ подробно рассмотрены в [36].

Межпериодная обработка. При приеме импульсных сигналов наряду с внутрипериодной обработкой, которая определяется формой импульса, характером внутриимпульсной модуляции и видом помех, требуется также обработка последовательности импульсов с тем, чтобы обеспечить накопление энергии от совокупности импульсов, поступающих в различные периоды. Если работа ведется в пачечном режиме при п импульсах в пачке, как, например, при локации, то нужно накопить и сложить энергию от всех п импульсов.

Обработка последовательности импульсов является межпери-одной обработкой (МПО), которая может быть осуществлена в различных вариантах. Если период повторения импульсов в импульсной последовательности точно известен и равен Т, а время прихода первого импульса пачки то, то устройство МПО осуществляет сдвиг второго импульса на то+Т, третьего на то+2Г и т. д.

При когерентной последовательности п импульсов, для которой начальные фазы всех импульсов одинаковы, отношение сигнал-шум по мощности q возрастает в п раз по сравнению с отношением сигнал-шум для единичного импульса.

Нелинейный элемент представляет собой амплитудный детектор, который используется для выделения огибающей высокочастотного сигнала. При слабом сигнале детектор является квадратичным. В результате детектирования смеси, состоящей из помех и модулированного высокочастотного сигнала, образуется ряд высокочастотных и низкочастотных составляющих. В амплитудный детектор входит видеофильтр, который должен быть выполнен таким образом, чтобы отфильтровать высокочастотные составляющие, полученные после детектирования, и обеспечить минимальные искажения при выделении огибающей сигнала.

В гауссовских трактах наряду с когерентным в некоторых случаях используется также и некогерентное накопление (НН), как это показано на рис. 4.2. Обработка сигнала в НН осуществляется так же, как и в рассматриваемом ниже случае гауссовской помехи при некогерентных сигналах.

Гауссовская помеха при некогерентных сигналах. В случае некогерентных сигналов применяются только некогерентные накопители (рис. 4.3). Некогерентное накопление широко используется при обработке импульсных сигналов. Если принимаемые сигналы полностью некогерентны и их начальные фазы являются независимыми событиями, то некогерентное накопление является методом оптимальной обработки. Как видно из рис. 4.3, некогерентное накопление выполняется после детектирования. Оно осуществляется только по амплитуде, в то время



~кРУ

Рис. 4 3. Элементы тракта об- Рис 4 4 Элементы тракта обработки ча-работки некогерентных сигна- стичво когерентных сигналов при гауссов-лов при гауссовской помехе ской помехе

как вся фазовая информация теряется, что является недостатком некогерентного накопления.

Некогерентное накопление во многих случаях используется также и при приеме когерентных сигналов, так как при этом создаются возможности упрощения схемы тракта обработки сигналов. При некогерентной обработке когерентных сигналов выигрыш в величине накопления при п=40 получается в 2 раза меньше по мощности, чем при когерентной обработке. Структурная схема устройства некогерентного накопления зависит от вида сигнала, а также используемых алгоритмов его обработки.

Гауссовская помеха при частично когерентных сигналах. Наряду с полностью когерентными и полностью некогерентными сигналами ш практике встречаются промежуточные случаи, когда на части интервала наблюдения сигналы являются когерентными, а на другой его части их когерентность нарушается. Так, при посылке пачки сигналов, содержащих большое число импульсов п, для какого-то числа импульсов m<;« сигналы могут сохранять когерентность, а при ni>m условия когерентности уже не выполняются. Для оптимальной обработки подобных сигналов нужно применять как когерентное, так и некогерентное накопление, используя структурную схему рис. 4.2, для которой прямой тракт прохождения сигнала показан на рис. 4.4 В этой схеме устройство когерентного накопления (КН) объединяет в себе устройства ВПО и МПО. Некогерентный накопитель выполняет те же функции, что и в структурной схеме рис. 4.3.

Негауссовская помеха при когерентных сигналах. Исследование работы оптимального тракта обработки сигналов на фоне негауссовских помех было выполнено в [25, 28, 27]. Выбор оптимальных параметров элементов тракта особенно важен в случае слабых сигналов (?<1), в то время как при сильных сигналах вопросы этого выбора не являются столь критичными. Вследствие этого анализ выбора элементов тракта обычно ведется в предположении, что <1. В [27] подробно рассмотрены выбор и оптимизация элементов типового звена тракта обработки сигнала в случае негауссовской помехи. Оптимизация производится по критерию максимального отношения сигнал-помеха на выходе типового звена в предположении малости этого отношения на его входе. При негауссовской помехе оптимальная обработка достигается при амплитудном подавлении помех за счет использования нелинейных фильтров

Для получения оптимальной обработки когерентных сигналов нужно использовать фазовую информацию, что требует примене-



ния когерентного накопителя, включенного до амплитудного детектора. Здесь отличие от случая гауссовской помехи заключается в том, что перед гауссовским трактом должен быть включен нелинейный элемент. В результате приходим к структурной схеме, приведенной на рис. 4.5. Подаваемые на вход этой схемы сигналы и помехи являются высокочастотными полосовыми процессами со средней частотой мо. Нелинейный элемент (НЭ), включенный на входе схемы, используется для амплитудного подавления не-гауссовской помехи. После НЭ включен полосовой фильтр (ПФ). настроенный на частоту мо, который обеспечивает неискаженную передачу сигнала в пределах своей полосы и вырезает все высокочастотные гармоники, образующиеся за счет нелинейного преобразования, создаваемого элементом НЭ. После ПФ включен га-уссовский тракт (ГТ) обработки сигнала, в развернутом виде соответствующий схеме рис. 4.4.

Оптимальный НЭ должен иметь специально подобранные амплитудные характеристики, которые выбираются таким образом, чтобы в области, где сосредоточена основная энергия сигнала, коэффициент передачи НЭ был максимален, а в областях, где энергия сигнала мала и присутствуют главным образом помехи, коэффициент передачи сравнительно небольшой.

Негауссовская помеха при некогерентных сигналах. Так же как и в предыдущем случае, будем считать, что подаваемые на вход схемы сигналы и помехи являются высокочастотными полосовыми процессами со средней частотой ш- Оптимальная структура тракта обработки сигнала в данном случае имеет вид, представленный на рис. 4.3. Аналогичная схема используется и при гауссовской помехе с той особенностью, что з последнем случае оптимальным амплитудным детектором является квадратичный детектор. При негауссовской помехе оптимальный детектор отличен от квадратичного, причем чем больше степень негауссовости, тем сильнее выражено это отличие. Вид оптимальной детекторной характеристики зависит от закона распределения плотности вероятности огибающей помехи. Методы расчета оптимальной детекторной характеристики при когерентных и некогерентных сигналах приведены в [22, 27].

Негауссовская помеха при частично когерентных сигналах. Для сигналов этого вида в качестве оптимальной схемы обработки можно принять обобщенную схему рис. 4.6. При этом в случае негауссовской помехи фильтр 0i должен представлять собой нелинейный фильтр, на входе которого используется нелинейный элемент с последующими устройствами частот-

<Pz

Рис. 4.5. Элементы тракта обработки Рис. 4 6 Обобщенная схема типового когерентных сигналов при негауссов- звена обработки сигналов ской помехе



0 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