Спосіб енергетичного виявлення тривалого немодульованого радіосигналу і послідовного оцінювання його початкової фази і частоти

Реферат: Спосіб енергетичного виявлення тривалого радіосигналу і послідовного оцінювання його початкової фази і доплерівської частоти ґрунтується на перевірці статистичних гіпотез за критерієм мінімуму середнього ризику і використовує енергетичне відношення Після енергетичного виявлення інтервалу часу, де енергетичне відношення правдоподібності перевищує поріг виявлення, до вхідного радіосигналу, з якого формуються вибірки суміші амплітуд сигналу і шуму різної тривалості і розподіляються за каналами відповідної смуги доплерівських частот, де в кожному каналі до суміші радіосигналу і шуму додаються квадратурно зрушені сукупності еталонних радіосигналів відповідної тривалості на несучій частоті із змінними початковими фазами в діапазоні однозначності з вибором каналу за парним розподілом енергетичного відношення правдоподібності і вирівнюванні початкових фаз прийнятого і визначених еталонних квадратурно зрушених радіосигналів за оцінкою модуля фази, пропорційному відношенню різниці енергетичних відношень правдоподібності при синфазному складанні та оціненому до різниці енергетичних відношень правдоподібності при синфазному і протифазному складанні контрольних і еталонних радіосигналів в широкосмуговому квадратурному каналі з парним розподілом енергетичного відношення правдоподібності, розрахованому на смугу доплерівських частот об'єктів, що рухаються зі швидкостями за межею відомих аналогів, з визначенням знака в непарному квадратурному каналі за розподілом максимуму енергетичного відношення правдоподібності відносно еталонного радіосигналу без початкової фази і дешифруванні відповідності фазового розподілу значень максимумів енергетичних відношень правдоподібності в усіх каналах оцінювання доплерівській частоті вхідного тривалого радіосигналу. UA 75126 U (12) UA 75126 U UA 75126 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 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 процес енергетичного виявлення радіосигналів [1], який ґрунтується на перевірці статистичних гіпотез за критерієм мінімуму середнього ризику при використанні енергетичного відношення правдоподібності, яке ґрунтується на законі збереження енергії і байєсівському підході максимального використання апріорних даних і 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 порівнянні енергетичного відношення правдоподібності в кожному інтервалі аналізу з порогом прийняття рішення, що визначається за критерієм Неймана-Пірсона та прийняття рішення про початок часу квазіоптимального виявлення при наявності перевищення порогу виявлення в одному або двох інтервалах аналізу підряд шляхом зрушення часу початку другого інтервалу аналізу на час, пропорційний відношенню енергії радіосигналу першого інтервалу аналізу до суми енергій радіосигналу першого та другого інтервалів аналізу, і корегування його при перевірці оптимальності виявлення при будь-якому варіанті перевищення порогу за максимумом енергетичного відношення правдоподібності в діапазоні часу, еквівалентному діапазону можливих флуктуацій усередненого рівня енергії внутрішніх шумів. Недоліком процесу-прототипу є те, що виявлення радіосигналів обмежується оцінкою інтервалу часу, де енергетичне відношення правдоподібності перевищує поріг виявлення при невідомих початковій фазі і доплерівській частоті прийнятого радіосигналу. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб енергетичного виявлення тривалого немодульованого радіосигналу і послідовного оцінювання його початкової фази і доплерівської частоти, який дозволить однозначно оптимально оцінити початкову фазу і доплерівську частоту тривалого немодульованого радіосигналу. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що виявлений тривалий немодульований радіосигнал, у суміші з внутрішніми шумами, для усунення неоднозначності оцінювання, додатково поділяється на ряд коротких радіосигналів (еквівалентно використанню радіоканалів із різними смугами доплерівських частот в частотній області). В кожному радіоканалі до суміші радіосигналу і шуму додаються квадратурно зрушені, вирівняні за початковими фазами з вхідним радіосигналом, сукупності еталонних радіосигналів відповідної тривалості на несучій частоті зі змінними початковими фазами в діапазоні однозначності [-…] з кроком, необхідним для однозначного квазіоптимального оцінювання доплерівської частоти за фазовими затримками максимуму енергетичного відношення правдоподібності у кожному частотному радіоканалі з парним розподілом та подальшим оптимальним оцінюванням. Вирівнювання початкових фаз виявленого та еталонних радіосигналів здійснюється за початковою фазою, що знайдена за першою короткою вибіркою в широкосмуговому каналі, розрахованому на смугу доплерівських частот об'єктів, що рухаються швидше відомих. Для оцінювання модуля фазового зрушення використовуються дві квадратурно зрушені послідовності еталонних очікуваних радіосигналів, що сформовані на основі апріорних знань несучої частоти та початкової фази зондуючого радіосигналу і складаються з вхідною сумішшю радіосигналу і шуму і знаходиться квадратурний канал з парним розподілом енергетичного відношення правдоподібності при нульовій початковій фазі квадратурних еталонних радіосигналів. Знак фазового зрушення визначається за розташуванням енергетичного відношення правдоподібності у непарному квадратурному каналі. Фазовий розподіл максимумів енергетичних відношень правдоподібності в діапазоні фаз […] еталонних радіосигналів кожного частотного радіоканалу однозначно відповідає доплерівській частоті виявленого радіосигналу. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у тому, що на основі здійснення вимірювань енергетичного відношення правдоподібності сигналу+шуму+еталонного сигналу/шуму на інтервалі існування тривалого немодульованого радіосигналу оцінюється однозначно його початкова фаза в широкосмуговому каналі і доплерівська частота за фазовим розподілом максимумів енергетичного відношення правдоподібності в усіх частотних радіоканалах. На фіг. 1 приведений алгоритм способу енергетичного виявлення тривалого немодульованого радіосигналу і послідовного оцінювання його початкової фази і доплерівської частоти. На фіг. 2 приведена залежність енергетичного відношення правдоподібності в широкосмуговому парному радіоканалі при оцінюванні модуля початкової фази вхідного радіосигналу на множині еталонних радіосигналів від набігу фази в діапазоні [-…] і 1 UA 75126 U 5 10 15 20 25 30 контрольного радіосигналу на несучій частоті з різними початковими фазами при амплітудах шуму, вхідного і еталонного радіосигналів відповідно nекв=а = 10; b=20. На фіг. 3 приведена залежність енергетичного відношення правдоподібності від набігу фази в діапазоні [-…] у непарному квадратурному радіоканалі для визначення знаку початкової фази вхідного тривалого немодульованого радіосигналу. На фіг. 4 приведена залежність енергетичного відношення правдоподібності від набігу фази 3 за тривалість радіосигналу 10- с в діапазоні [-…] у вузькосмуговому радіоканалі для радіосигналів з різними доплерівськими частотами при рівних початкових фазах. На фіг. 5 приведена залежність енергетичного відношення правдоподібності від набігу фази 6 за тривалість радіосигналу 10- с в діапазоні [-…] для радіосигналів з різними доплерівськими частотами при рівних початкових фазах. На фіг. 6 приведена залежність енергетичного відношення правдоподібності від набігу фази на виході радіоканалів оцінювання для fд = 498726 Гц. На фіг. 7 приведена залежність енергетичного відношення правдоподібності від набігу фази на виході радіоканалів оцінювання для fд= -498726 Гц. Суть запропонованого способу енергетичного виявлення тривалого немодульованого радіосигналу і послідовного оцінювання його початкової фази і доплерівської частоти полягає у тому, що після енергетичного виявлення інтервалу часу, де енергетичне відношення правдоподібності перевищує поріг виявлення з заданою ймовірністю хибних тривог, суміш тривалого немодульованого радіосигналу і шуму поділяється на інтервали різної тривалості і до них додається сукупність квадратурно зрушених еталонних очікуваних радіосигналів таких же тривалостей. Сукупність еталонних очікуваних радіосигналів в радіоканалі оцінювання початкової фази формується на основі апріорних відомостей про зондуючий радіосигнал або шляхом вимірювання несучої частоти і його початкової фази. Вирівнювання початкових фаз прийнятого і визначених еталонних квадратурно зрушених радіосигналів в радіоканалах оцінювання доплерівської частоти здійснюється за оцінкою модуля фази, пропорційною відношенню різниці енергетичних відношень правдоподібності при синфазному складанні та оптимально оціненому до різниці енергетичних відношень правдоподібності при синфазному і протифазному складанні контрольних і еталонних радіосигналів в широкосмуговому квадратурному каналі з парним розподілом енергетичного відношення правдоподібності, розрахованому на смугу доплерівських частот об'єктів, що рухаються з великими швидкостями за межею відомих (фіг. 2): 0  35 L max  L вим  L max  L мin( ) де L max - максимальне значення енергетичного відношення правдоподібності при синфазному складанні радіосигналів з оціненими і відомими амплітудами за контрольним радіосигналом; Lмin( ) - мінімальне значення енергетичного відношення правдоподібності при протифазному складанні радіосигналів з оціненими і відомими амплітудами за контрольним радіосигналом; 40 45 50 55 L вим - оцінене значення енергетичного відношення правдоподібності при складанні вхідної реалізації з еталонними радіосигналами з оціненими і відомими амплітудами в квадратурному каналі з парним розподілом енергетичного відношення правдоподібності. Знак початкової фази оцінюється за розташуванням максимуму енергетичного відношення правдоподібності в непарному квадратурному каналі в залежності від фазових зрушень (фіг. 3). За оцінкою початкової фази формуються еталонні радіосигнали для кожного частотного каналу для квазіоптимального xет2cos;xет2sin та оптимального хет3соs оцінювання (фіг. 1). Після складання амплітуд суміші радіосигналу і внутрішнього шуму з еталонними радіосигналами оцінюється енергетичне відношення правдоподібності послідовно для всіх еталонних радіосигналів радіоканалів і формується матриця енергетичних відношень правдоподібності. За критерієм максимуму енергетичного відношення правдоподібності приймається рішення про квазіоптимальну оцінку доплерівської частоти радіосигналу. Параметри квазіоптимального оцінювання є вхідними даними для формування еталонних радіосигналів для більш точного оцінювання хет3cos. Еталонні радіосигнали складаються із значеннями виявленої суміші радіосигналу і внутрішнього шуму і визначається матриця енергетичних відношень правдоподібності. Дешифрування відповідності фазового розподілу максимумів енергетичних відношень правдоподібності в усіх каналах оцінювання доплерівській частоті вхідного 2 UA 75126 U 5 радіосигналу (фіг. 4, 5) і є оцінкою доплерівської частоти тривалого немодульованого радіосигналу (фіг. 6, 7). Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель 57216. Україна, МПК GO1S 7/02. Процес енергетичного виявлення радіосигналів /Г.В.Пєвцов, А.Я.Яцуценко та ін. -№201012202; заявл. 15.10.2010; опубл. 10.02.2011, Бюл. №3. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 25 30 Спосіб енергетичного виявлення тривалого радіосигналу і послідовного оцінювання його початкової фази і доплерівської частоти, який ґрунтується на перевірці статистичних гіпотез за критерієм мінімуму середнього ризику і використовує енергетичне відношення правдоподібності, який відрізняється тим, що після енергетичного виявлення інтервалу часу, де енергетичне відношення правдоподібності перевищує поріг виявлення, до вхідного радіосигналу, з якого формуються вибірки суміші амплітуд сигналу і шуму різної тривалості і розподіляються за каналами відповідної смуги доплерівських частот, де в кожному каналі до суміші радіосигналу і шуму додаються квадратурно зрушені сукупності еталонних радіосигналів відповідної тривалості на несучій частоті із змінними початковими фазами в діапазоні однозначності з вибором каналу за парним розподілом енергетичного відношення правдоподібності і вирівнюванні початкових фаз прийнятого і визначених еталонних квадратурно зрушених радіосигналів за оцінкою модуля фази, пропорційному відношенню різниці енергетичних відношень правдоподібності при синфазному складанні та оціненому до різниці енергетичних відношень правдоподібності при синфазному і протифазному складанні контрольних і еталонних радіосигналів в широкосмуговому квадратурному каналі з парним розподілом енергетичного відношення правдоподібності, розрахованому на смугу доплерівських частот об'єктів, що рухаються зі швидкостями за межею відомих аналогів, з визначенням знака в непарному квадратурному каналі за розподілом максимуму енергетичного відношення правдоподібності відносно еталонного радіосигналу без початкової фази і дешифруванні відповідності фазового розподілу значень максимумів енергетичних відношень правдоподібності в усіх каналах оцінювання доплерівській частоті вхідного тривалого радіосигналу. 3 UA 75126 U 4 UA 75126 U 5 UA 75126 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 6