Радиофизические методы обнаружения и формирования изображений протяженных источников излучения

• Автор: Костылев, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 256 с. : ил

Глава 1. ОБНАРУЖЕНИЕ ПРОТЯЖЕННЫХ (ДИСПЕРСНЫХ) ПО ДАЛЬНОСТИ ИСТОЧНИКОВ ДЕТЕРМИНИРОВАННОГО ВТОРИЧНОГО РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ
1.1 Классификация распределенных по дальности источников вторичного излучения
1.2 Квазиправдоподобный обнаружитель, минимизирующий дисперсию шума
1.3 Энергетический обнаружитель как регуляризированный обнаружитель обобщенного максимального правдоподобия
1.4 Дискретный энергетический обнаружитель и его эффективность
1.5 Особенности энергетического обнаружения детерминированного вторичного радиоизлучения на фоне шума неизвестной интенсивности
1.6 Выводы
Глава 2. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ПРОТЯЖЕННЫХ ПО ДАЛЬНОСТИ ИСТОЧНИКОВ СЛУЧАЙНОГО ВТОРИЧНОГО РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ
2.1 Обнаружение источников вторичного радиоизлучения с детерминированной амплитудной и случайной фазовой диаграммами рассеяния
2.2 Эффективность обнаружения источников вторичного радиоизлучения с гауссовской квазидетерминированиой функцией рассеяния по дальности
2.3 Эффективность энергетического обнаружения источников вторичного радиоизлучения с негауссовской квазидетерминированиой функцией рассеяния по дальности
2.4 Эффективность энергетического обнаружения протяженных источников вторичного радиоизлучения со случайной гауссовской функцией рассеяния по дальности
2.5 Влияние амплитудно-частотной характеристики входного фильтра на эффективность обнаружения протяженных источников вторичного радиоизлучения
2.6 Выводы
Глава 3. ОБНАРУЖЕНИЕ И ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ПРОТЯЖЕННЫХ
ИСТОЧНИКОВ СОБСТВЕННОГО РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ
3.1 Модели антенных систем, пространственно-временных сигналов и шумов
3.2 Анализ возможностей обнаружения протяженного радиоисточника
3.3 Потенциальная точность оценки параметра радиоисточника
3.4 Выводы

Глава 4. ФОРМИРОВАНИЕ РАДИОЯРКОСТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
4.1 Оценка функции пространственного распределения энергетической яркости протяженного радиоисточника методом максимального правдоподобия
4.2 Квазиправдоподобные регуляризнрованные оценки функции пространственного распределения энергетической яркости
4.3 Анализ возможностей реализации алгоритмов оценки функции пространственного распределения энергетической яркости
4.4 Формирование радиоизображений с регулируемым разрешением
4.5 Выводы
Глава 5. ОБНАРУЖЕНИЕ ПРОТЯЖЕННЫХ РАДИОИСТОЧНИКОВ С
НЕИЗВЕСТНОЙ ФУНКЦИЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЯРКОСТИ
5.1 Синтез квазноптимальных алгоритмов обнаружения обобщенным методом максимума
правдоподобия
5.2 Характеристики обнаружения
5.3 Численный расчет характеристик обнаружения
5.4 Квадратичный по сигналу квазиправдоиодобный обнаружитель, минимизирующий дисперсию помеховой составляющей
5.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
П. 1 Используемые специальные функции
П.2Композиция гамма-статистик
П.ЗНерэлеевские модели амплитуды вторичного излучения
П.4Пространственные зоны
П.5 Физический смысл функции
П.бЛогарифм отношения правдоподобия пространственно-временного сигнала
П.7 Анализ интеграла от квадрата модуля временной корреляционной функции
П.ВРаспределение случайной величины У и отношение сигнал-шум
П.9Примеры антенных систем и источников излучения

Актуальность темы. Среди различных задач, решаемых радиофизическими методами, одной из важнейших является получение информации о структуре и свойствах удаленных объектов путем анализа волновых нолей, создаваемых этими объектами за счет собственного или вторичного электромагнитного излучения. Пространственная и временная структуры поля, создаваемого удаленным объектом в области пространства, где осуществляется анализ этого поля, зависят от характеристик самого объекта (его положения относительно области анализа, размеров, формы и т. д.), т. е. такое поле несет полезную информацию об объекте.
Полезное информативное поле всегда наблюдается на фоне шуме, обусловленного флуктуационными явлениями в регистрирующей аппаратуре, а возможно, и на фоне друг их шумовых полей, что снижает достоверность получаемой информации об объекте. При этом наиболее адекватным описанием процесса извлечения информации об удаленном объекте из принятой реализации излучаемого им поля является статистическое описание [2, 8, 15 - 24, 37,38, 43,47-57, 62-64, 72, 77, 80- 84, 86, 93 -98, 101 - 107, 114- 116, 118 - 144, 147 -155, 157, 166- 168, 170- 174, 185 - 187, 189, 193-200, 206,212-225, 228 -233,244-246, 256, 257,259, 262 - 298, 303 - 310, 319, 320, 330 - 347, 368 - 372, 376, 380-381]. Существуют различные методы построения процедур получения полезной информации: в статистической радиофизике и ее практических применениях большое распространение нашел метод отношения правдоподобия, а также метод максимального правдоподобия.
Первоначально статистическая теория оптимального радиоприема развивалась применительно к обработке случайных колебаний (временных сигналов), формируемых приемной антенной из падающего на нее поля [31, 43, 45 - 52, 62 - 64, 84, 138, 147 - 151, 172 -174, 244, 265, 309, 330]. С развитием техники фазированных антенных решеток [12, 13, 73, 181, 192, 219, 234 - 236,329, 383] и систем многопозиционного приема [2, 14, 110, 127, 187, 197, 206, 249 - 251, 332, 334, 337, 377, 379] появилась возможность осуществлять пространственную обработку принимаемого поля, что сделало необходимым создание статистической теории оптимального приема полей (пространственно-временных сигналов) [38, 81, 82, 99, 114, 122, 126 - 134, 143, 200, 206,293 - 298, 333 - 337, 340, 345, 371, 385 - 394]. Однако, хотя основные положения статистической теории позволяют проводить синтез и анализ оптимальных алгоритмов приема полей от источников произвольных размеров, конкретные результаты получены главным образом для простейших случаев точечного или малоразмерного объектов.

а) Рпт ~ КГ6
б)Ялт=Ю
Рис. 1.4.5. Энергетический проигрыш дискретного энергетического обнаружителя оптимальному в зависимости от вероятности пропуска источника.