Синтез оптимальных и квазиоптимальных методов пространственно-временной обработки сигналов в импульсных радиолокационных системах

• Автор: Михеев, Павел Викторович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 109 с. : ил.

ГЛАВА 1. Синтез оптимальных алгоритмов пространственной обработки сигналов на фоне гауссовской помехи с вырожденной ковариационной матрицей
1.1. Плотность вероятности гауссовского случайного вектора
1.2. Синтез оптимальной процедуры обнаружения сигнала, принимаемого антенной решёткой на фоне
активных внешних помех
1.3. Синтез оптимального автокомпенсатора активных внешних помех 3 О
1.4. Заключение по первой главе
ГЛАВА 2. Синтез алгоритмов квазиоптимальной аналого-дискретной
временной обработки одиночных импульсных сигналов
на фоне шума
2.1. Передаточная характеристика аналого-дискретного фильтра, максимизирующего среднее по времени прихода
сигнала выходное отношение сигнал/шум
2.2. Синтез аналого-дискретного фильтра для временной
обработки фазоманипулированного сигнала на фоне шума
2.3. Заключение по второй главе
ГЛАВА 3. Проекционный метод синтеза системы квазиоптимальной
межпериодной временной обработки когерентной пачки
импульсов, принимаемой на фоне пассивных
внешних помех и собственного шума
3.1. Количественная мера степени когерентности сигналов в виде энтропии распределения энергии сигнала по собственным подпространствам его корреляционной матрицы
3.2. Синтез весового вектора квазиоптимальной межпериодной фильтрации когерентной пачки импульсов

3.3. Заключение по третьей главе
ГЛАВА 4. Адаптивный выбор уровня порога обнаружения
на основе оценки квантилей статистического распределения процесса на выходе системы пространственно-временной обработки сигналов
4.1. Порог обнаружения как один из основных элементов фильтрации полезных сигналов на фоне помех
4.2. Метод выбора порога обнаружения в виде функции от текущих значений основной и вспомогательной порядковых статистик, получаемых ранжированием элементов обучающей выборки
4.3. Заключение по четвертой главе
Заключение
Литература
Список использованных сокращений
Актуальность темы диссертационной работы.
Синтез эффективных алгоритмов обработки полезных сигналов на фоне помех является одной из основных проблем при проектировании любой информационной системы. От того, насколько успешно решается эта задача, в значительной мере зависят как эксплуатационные характеристики системы, так и объём извлекаемой с её помощью информации.
Для многих приложений, таких, например, как радио- и гидролокация, навигация, связь и т.д., несмотря на различный характер решаемых задач, существует общий подход к синтезу алгоритмов обработки наблюдаемых зашумлённых данных. Такой подход, как известно, был предложен в середине прошлого столетия А. Вальдом [1] и назван теорией статистических решений. Его истоки лежат в работе Т. Байеса [2], опубликованной в 1763 году. В ней приводится известная теорема Байеса, играющая основополагающую роль в теории статистических решений, в связи с чем указанный подход называется также байесовским. Байесовский подход-позволил с единых позиций рассматривать самый обширный круг статистических задач, в том числе и задачи обнаружения сигналов и оценивания их параметров. С помощью введенных в рамках данной теории общих критериев оптимальности возможен как синтез, так и сравнительный анализ различных способов обработки информации.
Байесовский подход как в общем виде [3 - 8], так и применительно к радиотехническим приложениям [9 - 28] подробно описан в литературе. В частности, известно, что оптимальная байесовская процедура обнаружения полезного сигнала на фоне помех заключается в сравнении с порогом отношения правдоподобия, т.е. отношения плотностей вероятности наблюдаемой выборки процесса, записанных в предположениях наличия и отсутствия полезного сигнала соответственно. При этом если указанные гипотезы являются сложными, то есть если сигнал и/или помеха зависят от

С целью сравнения приведём также выражение для передаточной характеристики часто применяемого в данной ситуации согласованного АДФ

ехр(у'лй>Дг). (2.2.4)
п=
Нужно отметить, что согласованный фильтр, будучи оптимальным при аналоговой фильтрации сигнала на фоне белого шума [9], не является таковым при аналого-дискретной фильтрации этого процесса, что следует из сравнения передаточных характеристик (2.2.3) и (2.2.4).
На рисунке 2.5 приведены полученные в соответствии с (2.1.15) огибающие /і (г) и /2(0 для отсчётов полезного сигнала на выходах согласованного и оптимального АДФ соответственно. Кривые нормированы таким образом, чтобы по их виду можно было судить об отношение сигнал/шум на выходах этих фильтров.

-з -2 -1 0 1 2

Рис. 2.5. Вид огибающих для выходных отсчётов согласованного (сплошная линия) и оптимального (штриховая линия) АДФ.
Копт (®)
БІп(буДґ/2)
(еШ/2)