Спосіб багатоканального за часом енергетичного виявлення радіосигналів при амплітудній обробці інформації

Реферат: Спосіб багатоканального за часом енергетичного виявлення радіосигналів при амплітудній обробці інформації ґрунтується на перевірці статистичних гіпотез за критерієм мінімуму середнього ризику. Використовується амплітудне відношення правдоподібності, яке ґрунтується на законі збереження енергії і байєсівському підході максимального використання апріорних даних і полягає у визначенні відношення плинних оцінок суми модулів вибірок амплітуди суміші радіосигналу і шуму на інтервалі аналізу, рівному тривалості сигналу до значень, усереднених за декілька попередніх інтервалів аналізу оцінок суми модулів вибірок амплітуди шуму протягом періоду слідування радіосигналів, містить декілька часових каналів визначення амплітудного відношення правдоподібності, зрушених у часі на половину інтервалу аналізу, і включає визначення каналу з максимальним амплітудним відношенням правдоподібності, визначення енергетичного відношення правдоподібності, порівняння його з порогом прийняття рішення, що визначається за критерієм Неймана-Пірсона, та прийняття рішення про квазіоптимальне виявлення радіосигналу і корегування часового положення при перевірці оптимальності виявлення за максимумом амплітудного відношення правдоподібності в діапазоні часу, еквівалентному діапазону можливих флуктуацій плинного значення суми вибірок модулів амплітуди шуму відносно їх усередненого рівня. UA 106993 U (12) UA 106993 U UA 106993 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі радіотехніки і може бути використана в усіх радіоприймальних пристроях систем радіолокації, радіонавігації, зв'язку та управління. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як прототип, є спосіб багатоканального за часом енергетичного виявлення радіосигналів [1], який ґрунтується на перевірці статистичних гіпотез за критерієм мінімуму середнього ризику і використовує енергетичне відношення правдоподібності, яке ґрунтується на законі збереження енергії і байєсівському підході максимального використання апріорних даних та полягає у визначенні відношення плинних оцінок енергії суміші радіосигналу і шуму на інтервалі аналізу, рівному тривалості сигналу, до значень, усереднених за декілька попередніх інтервалів аналізу енергії шуму протягом періоду слідування радіосигналів і містить декілька часових каналів визначення енергетичного відношення правдоподібності, зрушених у часі на половину інтервалу аналізу, і включає порівняння енергетичного відношення правдоподібності в кожному часовому каналі з порогом прийняття рішення, що визначається за критерієм Неймана-Пірсона та прийняття рішення про квазіоптимальне виявлення радіосигналу за максимальним значенням на часовому інтервалі його положення і корегування при перевірці оптимальності виявлення при перевищенні порога за максимумом енергетичного відношення правдоподібності в діапазоні часу, еквівалентному діапазону можливих флуктуацій усередненого рівня енергії внутрішніх шумів. Недоліком способу-прототипу є те, що він потребує значного часу для обробки інформації за рахунок зведення до квадрату амплітуди кожної вибірки випадкового процесу. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб багатоканального за часом енергетичного виявлення радіосигналів при амплітудній обробці інформації, який скоротить час обробки інформації. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що визначається амплітудне відношення правдоподібності, а за енергетичним відношенням правдоподібності приймається рішення про виявлення радіосигналу при перевищенні порогу виявлення для заданого інтервалу аналізу. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у скороченні часу обробки інформації на основі оцінювання амплітудних відношень правдоподібності, визначенні енергетичного відношення правдоподібності для прийняття рішення про квазіоптимальне виявлення радіосигналу і, за амплітудними відношеннями правдоподібності, уточненні часового положення радіосигналу. На фіг. 1 приведений алгоритм способу багатоканального за часом енергетичного виявлення радіосигналів при амплітудній обробці інформації. На фіг. 2 приведений графік залежності середньоквадратичної помилки визначення дальності до цілі а в довжинах хвиль зондуючого сигналу при тривалості радіосигналу τ~100…500λ, і затримці обробки інформації між часовими каналами виявлення Δτ~10λ при усередненні 1000 реалізацій на кожну точку від енергетичного відношення сигнал/шум. На фіг. 3 приведений графік залежності середньоквадратичної помилки визначення дальності до цілі σ в довжинах хвиль зондуючого сигналу при тривалості радіосигналу τ~100λ, при W s/W n=2i W s/W n=0,5 тa усередненні 1000 реалізацій на кожну точку від величини затримки обробки інформації між часовими каналами виявлення. На фіг. 4 приведена таблиця виграшу в дальності виявлення r Е/rА при енергетичному виявленні у порівнянні з класичною радіолокацією для моделей сигналу з випадковою початковою фазою і випадковими початковою фазою і амплітудою. Суть запропонованого способу багатоканального за часом енергетичного виявлення радіосигналів при амплітудній обробці інформації, ґрунтується на перевірці статистичних гіпотез за критерієм мінімуму середнього ризику і полягає у тому, що використовується амплітудне відношення правдоподібності, яке ґрунтується на законі збереження енергії і байєсівському підході максимального використання апріорних даних і полягає у визначенні відношення плинних оцінок суми модулів вибірок амплітуди суміші радіосигналу і шуму на інтервалі аналізу, рівному тривалості сигналу до значень, усереднених за декілька попередніх інтервалів аналізу оцінок суми модулів вибірок амплітуди шуму протягом періоду слідування радіосигналів, містить декілька часових каналів визначення амплітудного відношення правдоподібності, зрушених у часі на половину інтервалу аналізу, і включає визначення каналу з максимальним амплітудним відношенням правдоподібності, визначення енергетичного відношення правдоподібності, порівняння його з порогом прийняття рішення, що визначається за критерієм Неймана-Пірсона, та прийняття рішення про квазіоптимальне виявлення радіосигналу і корегування часового положення при перевірці оптимальності виявлення за максимумом амплітудного відношення правдоподібності в діапазоні часу, еквівалентному діапазону можливих флуктуацій плинного значення суми вибірок модулів амплітуди шуму відносно їх усередненого рівня. 1 UA 106993 U Максимальне зрушення вхідної реалізації в N каналах на час, рівний половині тривалості радіоімпульсу: 5 10 15  nt n , (1)  2 2 де t n - інтервал дискретизації; n - кількість оцифрованих вибірок за тривалість радіоімпульсу; n   mt n , m  0 - затримка кожного каналу аналізу. 2 Період слідування радіосигналів Т в кожному часовому каналі поділяється на інтервали часу, рівні тривалості очікуваного сигналу τ, і оцінюються суми модулів вибірок амплітуд суміші сигналу і шуму на кожному з них. Отримані значення суми модулів вибірок амплітуд становлять джерело для визначення послідовності амплітудних відношень правдоподібності. Амплітудні відношення правдоподібності перших інтервалів аналізу визначаються як відношення оцінки суми модулів вибірок амплітуд суміші сигналу і шуму до усередненої оцінки суми модулів вибірок амплітуд шуму за попередні періоди слідування зондуючих сигналів. На основі аналізу амплітудних відношень правдоподібності в кожному часовому каналі знаходиться канал з їх максимальним значенням. Прийняття рішення про квазіоптимальне виявлення енергії суміші радіосигналу і шуму здійснюється після визначення енергетичного відношення правдоподібності і порівняння з порогом прийняття рішення: L U2 sn 2 n Wsn U 20 де U sn  0 0  i  Wn  L 0 , (2) 0  i  2 n y i0 i t i - оцінка нероздільної суми модулів амплітуд вибірок суміші радіосигналу і шуму на інтервалі, рівному його тривалості; Un  0 n  1 n ni t i1   n j t j2   - оцінка усередненого значення суми модулів  M  i 0 j 0  амплітуд вибірок вхідної реалізації шуму на М інтервалах, рівних тривалості радіосигналу. L 0 - поріг прийняття рішення про виявлення енергії суміші радіосигналу і шуму, який 25 визначається з виразу умовної ймовірності хибних тривог для  2 - розподілу. Перевірка оптимальності виявлення здійснюється за максимумом амплітудного відношення правдоподібності в діапазоні часу t , еквівалентному діапазону можливих флуктуацій плинного значення суми вибірок модулів амплітуди шуму відносно їх усередненого рівня. t ц  t k  it n  t , (3)  30 35 40 де  t k - плинний час виявлення сумарної енергії; i - часовий канал виявлення максимального амплітудного відношення правдоподібності. Заключне прийняття рішення про оптимальне енергетичне виявлення здійснюється шляхом пошуку максимального значення амплітудного відношення правдоподібності при послідовній зміні інтервалу аналізу на крок в діапазоні ±Δt, пропорційному діапазону можливих флуктуацій плинних значень оцінки суми модулів вибірок амплітуд внутрішнього шуму відносно усередненого рівня суми модулів вибірок амплітуд внутрішніх шумів приймача. Джерело інформації: 1. Патент на корисну модель 64707. Україна, МПК G01S 7/34. Спосіб багатоканального за часом енергетичного виявлення радіосигналів / Г.В. Пєвцов, А.Я. Яцуценко та ін. - № u201106721; заявл. 30.05.2011; опубл. 10.11.2011, Бюл. № 21. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 Спосіб багатоканального за часом енергетичного виявлення радіосигналів при амплітудній обробці інформації, який ґрунтується на перевірці статистичних гіпотез за критерієм мінімуму середнього ризику, який відрізняється тим, що використовується амплітудне відношення 2 UA 106993 U 5 10 правдоподібності, яке ґрунтується на законі збереження енергії і байєсівському підході максимального використання апріорних даних і полягає у визначенні відношення плинних оцінок суми модулів вибірок амплітуди суміші радіосигналу і шуму на інтервалі аналізу, рівному тривалості сигналу до значень, усереднених за декілька попередніх інтервалів аналізу оцінок суми модулів вибірок амплітуди шуму протягом періоду слідування радіосигналів, містить декілька часових каналів визначення амплітудного відношення правдоподібності, зрушених у часі на половину інтервалу аналізу, і включає визначення каналу з максимальним амплітудним відношенням правдоподібності, визначення енергетичного відношення правдоподібності, порівняння його з порогом прийняття рішення, що визначається за критерієм Неймана-Пірсона, та прийняття рішення про квазіоптимальне виявлення радіосигналу і корегування часового положення при перевірці оптимальності виявлення за максимумом амплітудного відношення правдоподібності в діапазоні часу, еквівалентному діапазону можливих флуктуацій плинного значення суми вибірок модулів амплітуди шуму відносно їх усередненого рівня. 3 UA 106993 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4