Спосіб енергетичного виявлення короткого немодульованого радіосигналу і послідовного оцінювання його початкової фази і доплерівської частоти із заданою можливою точністю

Реферат: Спосіб енергетичного виявлення короткого немодульованого радіосигналу і послідовного оцінювання його початкової фази і доплерівської частоти з заданою можливою точністю ґрунтується на перевірці статистичних гіпотез за критерієм мінімуму середнього ризику і використовує енергетичне відношення правдоподібності для виявлення інтервалу часу, де енергетичне відношення правдоподібності перевищує поріг виявлення з заданою ймовірністю хибних тривог і здійснює оцінювання початкової фази і доплерівської частоти радіосигналу на цьому інтервалі часу при послідовному складанні суміші вхідного радіосигналу і шуму із сукупністю еталонних очікуваних радіосигналів зі змінною початковою фазою і частотою на множині їх можливих значень з різною дискретністю. Виявлена вибірка затримується на тривалість радіосигналу декілька разів для формування більш тривалого радіосигналу, який не перевищує максимально можливої тривалості для однозначного оцінювання доплерівської частоти і складається з сукупності вибірок із заданим кроком дискретизації початкової фази і доплерівської частоти еталонних радіосигналів такої ж тривалості за енергетикою, сумірною із енергетикою внутрішнього шуму, і послідовному пошуку максимального значення енергетичного відношення правдоподібності в діапазоні зміни еталонних радіосигналів, обмеженому квазіоптимальною оцінкою параметрів за тривалістю вхідного радіосигналу, та відповідає квазіоптимальній оцінці параметрів псевдосигналу з подальшою перевіркою оптимальності оцінки параметрів псевдосигналу за критерієм максимуму енергетичного відношення правдоподібності в діапазоні можливих значень еталонних радіосигналів з меншим кроком дискретизації початкової фази і доплерівської частоти навколо квазіоптимальної оцінки і за максимумом енергетичного відношення правдоподібності приймається рішення про оптимальне оцінювання початкової фази та доплерівської частоти радіосигналу з заданою можливою точністю. UA 86648 U (12) UA 86648 U UA 86648 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонована корисна модель належить до галузі радіотехніки і може бути використана в радіоприймальних пристроях систем радіолокації, радіонавігації, зв'язку та керування. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як прототип, є спосіб енергетичного виявлення коротких немодульованих радіосигналів і послідовного оцінювання їх початкових фаз і доплерівських частот [1], який ґрунтується на перевірці статистичних гіпотез за критерієм мінімуму середнього ризику і використовує енергетичне відношення правдоподібності для виявлення інтервалу часу, де енергетичне відношення правдоподібності перевищує поріг виявлення з заданою ймовірністю хибних тривог. До суміші вхідного виявленого короткого немодульованого радіосигналу і шуму додається сукупність еталонних очікуваних радіосигналів зі змінною початковою фазою і доплерівською частотою на множині їх можливих значень з дискретністю, необхідною для однозначного оцінювання. Еталонні радіосигнали формуються на основі апріорних знань (або вимірювань) початкової фази і частоти зондуючого радіосигналу з дискретністю зміни доплерівської частоти і початкової фази для попереднього квазіоптимального оцінювання, які за енергетикою сумірні із енергетикою внутрішнього шуму приймача. За значеннями вибірок випадкового процесу на інтервалі існування виявленого радіосигналу формується сукупність розрахованих значень енергетичних відношень правдоподібності. За максимальним значенням енергетичного відношення правдоподібності приймається рішення про квазіоптимальну оцінку параметрів радіосигналу, з подальшою перевіркою оптимальності оцінки параметрів немодульованого радіосигналу за критерієм максимуму енергетичного відношення правдоподібності в діапазоні можливих значень еталонних радіосигналів навколо квазіоптимальної оцінки і приймається рішення про оптимальне оцінювання початкових фаз та доплерівських частот коротких немодульованих радіосигналів. Недоліком способу-прототипу є те, що точність оцінювання доплерівської частоти різна для радіосигналів різної тривалості, які за енергетикою сумірні з енергетикою внутрішніх шумів або менші за неї. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб енергетичного виявлення короткого немодульованого радіосигналу і послідовного оцінювання його початкової фази і доплерівської частоти, який дозволить однозначно оцінити початкову фазу і доплерівську частоту короткого немодульованого радіосигналу з заданою можливою точністю. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що після виявлення інтервалу часу, де енергетичне відношення правдоподібності перевищує поріг виявлення, виявлена вибірка затримується на тривалість радіосигналу декілька разів для формування більш тривалого радіосигналу, який не перевищує максимально можливої тривалості для однозначного оцінювання доплерівської частоти і складається з сукупності вибірок із заданим кроком дискретизації початкової фази і доплерівської частоти еталонних радіосигналів такої ж тривалості за енергетикою, сумірною із енергетикою внутрішнього шуму, і послідовному пошуку максимального значення енергетичного відношення правдоподібності в діапазоні зміни еталонних радіосигналів, обмеженому квазіоптимальною оцінкою параметрів вхідного радіосигналу, що відповідає квазіоптимальній оцінці параметрів псевдосигналу, з подальшою перевіркою оптимальності оцінки параметрів псевдосигналу за критерієм максимуму енергетичного відношення правдоподібності в діапазоні можливих значень еталонних радіосигналів з меншим кроком дискретизації початкової фази і доплерівської частоти навколо квазіоптимальної оцінки і за максимумом енергетичного відношення правдоподібності приймається рішення про оптимальне оцінювання початкової фази та доплерівської частоти радіосигналів з заданою можливою точністю. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у тому, що на основі оцінювання енергетичного відношення правдоподібності на інтервалі існування псевдосигналу, утвореного з короткого немодульованого радіосигналу, оцінюється його початкова фаза і доплерівська частота за максимальним значенням енергетичного відношення правдоподібності з заданою можливою точністю. На фіг. 1 приведений алгоритм запропонованого способу. На фіг. 2 приведена однозначна залежність енергетичного відношення правдоподібності в 8 діапазоні доплерівських частот для різних тривалостей радіосигналів на несній частоті 2·10 Гц. На фіг. 3 приведена залежність енергії сумарного короткого немодульованого радіосигналу від цілі при послідовному оцінюванні доплерівської частоти при тривалості радіосигналу 3 7   4,85  10 4 с на несній частоті 2·10 Гц в діапазоні зміни доплерівської частоти  10 Гц еталонного радіосигналу з кроком дискретизації 5 Гц. Доплерівська частота вхідного радіосигналу становить 100 Гц. Квазіоптимальна оцінка доплерівської частоти - 120 Гц. 1 UA 86648 U На фіг. 4 приведена залежність енергії сумарного короткого немодульованого радіосигналу від цілі при послідовному оцінюванні доплерівської частоти при тривалості радіосигналу у два рази більшій   9,7  10 4 с на несній частоті 2·10 Гц в діапазоні зміни доплерівської частоти 7 5 10 15 20 25  103 Гц еталонного радіосигналу з кроком дискретизації 5 Гц. Доплерівська частота вхідного радіосигналу становить 100 Гц. Квазіоптимальна оцінка доплерівської частоти - 105 Гц. Суть запропонованого способу енергетичного виявлення короткого немодульованого радіосигналу і послідовного оцінювання його початкової фази і доплерівської частоти із заданою можливою точністю полягає у наступному. Після виявлення інтервалу часу, де енергетичне відношення правдоподібності перевищує поріг виявлення з заданою ймовірністю хибних тривог, виявлена вибірка затримується на тривалість радіосигналу декілька разів для формування більш тривалого радіосигналу, який не перевищує максимально можливої тривалості для однозначного оцінювання доплерівської частоти. Сформований псевдосигнал складається з сукупності вибірок із заданим кроком дискретизації початкової фази і доплерівської частоти еталонних радіосигналів такої ж тривалості за енергетикою, сумірною із енергетикою внутрішнього шуму. Для кожного значення еталонного радіосигналу визначається енергетичне відношення правдоподібності і здійснюється послідовний пошук максимального значення енергетичного відношення правдоподібності в діапазоні зміни еталонних радіосигналів, обмеженому квазіоптимальною оцінкою параметрів за тривалістю вхідного радіосигналу. Максимум енергетичного відношення правдоподібності відповідає квазіоптимальній оцінці параметрів псевдосигналу. Подальша перевірка оптимальності оцінки параметрів псевдосигналу здійснюється за критерієм максимуму енергетичного відношення правдоподібності в діапазоні можливих значень еталонних радіосигналів з меншим кроком дискретизації початкової фази і доплерівської частоти навколо квазіоптимальної оцінки. За максимумом енергетичного відношення правдоподібності приймається рішення про оптимальне оцінювання початкової фази та доплерівської частоти радіосигналу з заданою можливою точністю: W  Wет max сш  f д  fд min...fд max ;  0 0...2 , Wш  Wсш  30 35 40 n  yi  m i0 2 t i  - оцінка дисперсії нероздільної суми амплітуд сигналу+шуму на інтервалі рівному тривалості радіосигналу, що еквівалентна оцінці її енергії;  - довжина хвилі радіосигналу. Для усунення неоднозначності вимірювань використовується двобазовий метод вимірювань різниці початкових фаз в кутомірних каналах. Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель 75125. Україна, МПК G01S 7/34. Спосіб енергетичного виявлення коротких немодульованих радіосигналів і послідовного оцінювання їх початкових фаз і доплерівських частот / Г.В. Пєвцов, А.Я. Яцуценко та ін. - № 2012004731; заявл. 17.04.2012; опубл. 26.1 1.2012, Бюл. № 22. 2. Радиоэлектронные системы: основы построения и теория. Справочник / Я.Д. Ширман, Ю.И. Лосев, Н.Н. Минервин, С.В. Москвитин, С.А. Горшков, Д.И. Леховицкий, Л.С. Левченко / Под ред. Я.Д. Ширмана. – М.: ЗАО "МАКВИС", 1998. - 828 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 Спосіб енергетичного виявлення короткого немодульованого радіосигналу і послідовного оцінювання його початкової фази і доплерівської частоти з заданою можливою точністю, який ґрунтується на перевірці статистичних гіпотез за критерієм мінімуму середнього ризику і використовує енергетичне відношення правдоподібності для виявлення інтервалу часу, де енергетичне відношення правдоподібності перевищує поріг виявлення з заданою ймовірністю хибних тривог і здійснює оцінювання початкової фази і доплерівської частоти радіосигналу на цьому інтервалі часу при послідовному складанні суміші вхідного радіосигналу і шуму із сукупністю еталонних очікуваних радіосигналів зі змінною початковою фазою і частотою на множині їх можливих значень з різною дискретністю, який відрізняється тим, що виявлена вибірка затримується на тривалість радіосигналу декілька разів для формування більш тривалого радіосигналу, який не перевищує максимально можливої тривалості для однозначного оцінювання доплерівської частоти і складається з сукупності вибірок із заданим кроком дискретизації початкової фази і доплерівської частоти еталонних радіосигналів такої ж 2 UA 86648 U 5 10 тривалості за енергетикою, сумірною із енергетикою внутрішнього шуму, і послідовному пошуку максимального значення енергетичного відношення правдоподібності в діапазоні зміни еталонних радіосигналів, обмеженому квазіоптимальною оцінкою параметрів за тривалістю вхідного радіосигналу, та відповідає квазіоптимальній оцінці параметрів псевдосигналу з подальшою перевіркою оптимальності оцінки параметрів псевдосигналу за критерієм максимуму енергетичного відношення правдоподібності в діапазоні можливих значень еталонних радіосигналів з меншим кроком дискретизації початкової фази і доплерівської частоти навколо квазіоптимальної оцінки і за максимумом енергетичного відношення правдоподібності приймається рішення про оптимальне оцінювання початкової фази та доплерівської частоти радіосигналу з заданою можливою точністю. 3 UA 86648 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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