Исследование методов синтеза и формирования сложных ЧМ сигналов с заданными корреляционными свойствами

• Автор: Дмитриев, Сергей Леонидович
• Шифр специальности: 05.12.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 180 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ СИНТЕЗА СЛОЖНЫХ ЧМ СИГНАЛОВ
1.1. Постановка задачи синтеза сигналов
1.2. Критерии синтеза сигналов по автокорреляционной функции
1.3. Методы синтеза сигналов
1.4. Выводы
2. ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМА СИНТЕЗА ЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ ПО ПРОТОТИПУ АВТОКОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ
2.1. Алгоритм синтеза
2.2. Постановка задачи анализа и критерии оценки ошибок при синтезе сигналов
2.3. Методика определения реализуемости прототипов АКФ
2.4. Ошибки при вычислении спектральной плотности мощности сигнала
2.5. Ошибки численного интегрирования
2.6. Свойства алгоритма синтеза, обусловленные нелинейными преобразованиями
2.7. Результаты синтеза сигналов
2.8. Выводы
3. ОЦЕНКА ИСКАЖЕНИЙ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ СЛОЖНЫХ ЧМ
СИГНАЛОВ
3.1. Анализ влияния передаточной функции тракта (формирователя) на
корреляционные свойства сигнала

3.2. Децимация отсчетов синтезированного сигнала и выбор коэффициента дискретизации при формировании сложных сигналов
3.3. Оценка ошибок квантования для формирователей сигналов с УМ
3.4. Выводы
4. МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЧМ СИГНАЛОВ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Методы формирования сигналов с частотной модуляцией. 1}
4.2. Формирование сигналов с помощью ПЭВМ
4.3. Машинное моделирование формирования сложных ЧМ сигналов
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы и состояние вопроса. Идея использования сложных сигналов для повышения информационности технических систем начинает интенсивно развиваться с конца 40-х годов. Сегодня ни одна локационная система не обходится без их использования. Сложные сигналы, т.е. сигналы, у которых произведение длительности на ширину спектра значительно превышает единицу, находят широкое применение в радио- и гидролокации, навигации, связи, радиоизмерениях, интроскопии, энцефалографии и других областях. В локации они обеспечивают высокую разрешающую способность по дальности и по скорости, в связи и радиоизмерениях позволяют работать при высоком уровне шумов и помех.
Многолетний отечественный и зарубежный опыт выдвигает следующие основные требования к синтезируемым сложным сигналам:
- прямоугольность огибающей подводимого к передатчику сигнала - из соображений максимума к.п.д. и невозможности поддержания высокой точности соблюдения закона амплитудной модуляции в мощных генераторах и усилителях;
- минимум уровня боковых лепестков (УБЛ) автокорреляционной функции в области слабой корреляции для однозначности измерения дальности и уменьшение вероятности ложной тревоги;
- ширина главного лепестка или области сильной корреляции автокорреляционной функции (АКФ) сигнала должна быть меньше или равна заданной разрешающей способности по времени;
- толерантность к доплеровскому сдвигу средней частоты сигнала для поддержания основных параметров АКФ в заданных пределах при движении носителя локационной станции или цели.
Дополнительно могут предъявляться требования к распределению спектральной плотности мощности (СПМ) сигнала для эффективного использования полосы частот и энергии сигнала, а также для уменьшения потерь при обработке.

сдвинуться по направлению наиболее крутого спуска, антиградиента. Координаты следующего, первого приближения х{У)(1) в этом случае составят
х(1)
лп лп и0

(1.26)
Величина а0 - положительная константа, определяющая длину шага. Выполнив первое приближение, нужно изучить поведение функции /(х) вблизи точки х(1> и, определив новое направление антиградиента, сдвинуться по этому направлению для получения второго приближения х{2}. В общем случае, для к+1 приближения
_ г(*) „ & лп ~ лп ик а

(1.27)
г=Д*>
Экстремум функции /(х), естественно, дает решение системы уравнений
-- = 0; « = 1,2 ... (1.2.5)

Нетрудно заметить, что процесс поиска очередной точки приближения соответствует итеративному решению этой системы, а точнее, равносильной системы вида
хп =х„ -а—-п=ь2

причем использование достаточно малых значений а часто обеспечивает сходимость итераций. Известно несколько разновидностей градиентного метода, отличающихся правилом выбора длины шага ак.
Следует оговорить две принципиальные трудности, связанные с применением методов, основанных на методе градиента.
Во-первых, не существует универсального численного способа минимизации. Успех того или другого из них существенно зависит от тонких
свойств исследуемого функционала - числа локальных минимумов, наличия
или отсутствия «оврагов», их структуры и т. д. Подобные свойства не всегда