Радиолокация. Физические основы и проблемы.

А. И. Козлов (Московский государственный технический университет гражданской авиации)
Опубликовано в Соросовском образовательном журнале, N 5, 1996 г. Содержание

---

Какие сигналы воздействуют на вход РЛС

Перейдем теперь к рассмотрению процессов, имеющих место после прохождения принятым сигналом антенных трактов и поступлением его на вход радиоприемного устройства РЛС. Поскольку в радиолокации приходится иметь дело с очень малыми сигналами, интенсивность которых соизмерима с интенсивностью собственных шумов самого радиоприемного устройства РЛС (часто полезный сигнал даже много меньше шумового сигнала), необходимо учитывать, что на вход радиолокационного приемника постоянно воздействует шумовой сигнал, который, как это следует из общей теории, также имеет вид квазигармонического колебания, определяемого равенством (1). При этом его амплитуда и фаза являются случайными функциями времени. Таким образом, во всех случаях, связанных с наличием или отсутствием цели, и даже в случаях наблюдения свободного пространства, на вход радиоприемного устройства РЛС всегда воздействует некоторое квазигармоническое колебание вида (1) со случайными амплитудой и фазой. Представим сигнал, воздействующий на вход РЛС, в виде двух слагаемых, первое из которых относится к обнаруживаемому сигналу, а второе ко всем остальным, в том числе и шумовому сигналу:

.

(4)

В равенство (4) введен параметр n, который в случае наличия цели принимается равным 1 (n = 1), а в случае ее отсутствия - равным нулю (n = 0). Равенство (4) позволяет формализовать основную задачу радиолокации и сформулировать ее следующим образом. В уравнении (4) требуется определить значение параметра n и, если n = 1, определить характер изменения функций A₁(t) и . При этом измерению поддается только функция U_in(t). Известными могут считаться некоторые характеристики обнаруживаемой цели, влияющие на характер изменения во времени функций A₁(t) и . Слагаемое, связанное с шумовой частью входного сигнала, принципиально неизвестно, так как носит случайный характер, а поэтому функция U_in(t) также является случайной функцией времени.

Как принимать решение о наличии радиолокационной цели

Из сказанного ясно, что строго решить поставленную задачу, то есть решить уравнение (4), принципиально невозможно, тем более по результатам какого-либо разового измерения в какой-то фиксированный момент времени t = t₁. Уравнение (4) позволяет сделать еще ряд принципиальных выводов и заключений. Прежде всего отметим, что безошибочно ответить на вопрос, чему равен параметр n, то есть ответить на вопрос, есть или нет в разрешаемом элементе обнаруживаемая цель, принципиально невозможно. Этот ответ может носить только характер предположения, количественными оценками которого могут выступать какие-то вероятности достоверности этого предположения. Следовательно, адекватным математическим аппаратом для задач обнаружения, да и большинства радиолокационных задач, могут выступать методы математической статистики и теории вероятностей. Второй вывод, вытекающий из рассмотрения уравнения (4), состоит в том, что достоверность заключения о значении параметра n можно увеличить, увеличивая время наблюдения, то есть увеличивая отрезок функции U_in(t), подвергающийся анализу. Наконец еще один вывод, который можно сделать, анализируя с общих позиций уравнение (4), состоит в том, что различие в виде функций U_in(t) при наличии или отсутствии цели заключается в различии статистических законов, которым подчиняются случайные функции U_in(t). Попытаемся выяснить, какие принципы необходимо заложить в процесс обработки принятого сигнала, чтобы совершаемые при этом ошибки в ответе на вопрос о наличии или отсутствии цели были каким-то образом минимизированы, а для этого попытаемся разобраться в тех типах ошибок, которые неизбежно возникают в процессе принятия решения о наличии или отсутствии цели.

Назад | Вперед

Публикации с ключевыми словами: радиолокация Публикации со словами: радиолокация
См. также: Радарное изображение Титана Радиолокация. Физические основы и проблемы. Плавленная поверхность Венеры