1- 0_Радиотехнические системы

Томский межвузовский центр дистанционного образования

Томский государственный университет

систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР)

Кафедра промышленной электроники (ПрЭ)

Контрольная работа №1

по дисциплине «Радиотехнические системы »

Выполнил:

студент ТМЦДО

специальности 200700

«РАДИОТЕХНИКА»

.

29 февраля 2009 г.

г. Магнитогорск

2009г

В чем заключается правило принятия решения о наличии сигнала, оптимальное по критерию Неймана-Пирсона?

В ряде случаев оказывается достаточно трудно, а иногда и невозможно определить даже хотя бы приблизительно не только априорные вероятности гипотез, но и цены решений. Классическим примером такой ситуации является обнаружение сигналов в радиолокации. То же самое имеет место и в системах передачи дискретных сообщений при обнаружении начала информационной последовательности (радиограммы, команды и т.п.).

В этих условиях обычно приходится задаваться некоторым значением вероятности ошибочного решения при справедливости одной из гипотез и выбирать стратегию, обеспечивающую минимальное значение вероятности ошибочного решения при справедливости другой гипотезы. Такой критерий оптимизации стратегии называется критерием Неймана-Пирсона. Применительно к случаю радиолокационного обнаружения задаются вероятностью ошибочной регистрации сигнала при наличии на входе только шума, называемой вероятностью ложной тревоги. Минимизируемая вероятность при этом носит название вероятности пропуска цели .

Можно показать, что стратегия, оптимальная п Нейману-Пирсону, по-прежнему сводится к сравнению величины отношения правдоподобия  с некоторым пороговым значением , определяемым в данном случае требуемым значением вероятности ложной тревоги.

Перечислите причины возникновения ошибок местоопределения объекта радиотехническими методами.

Радиолокационные и радионавигационные измерительные устройства не свободны от погрешностей. С погрешностями (ошибками) определяются и поверхности (в двумерном случае линии) положения. Под погрешностями поверхностей положения принято понимать разность между поверхностью, соответствующей истинному значению измеряемого параметра сигнала, и поверхностью, соответствующей его измеренному значению.

Существуют следующие источники погрешностей линий положения:

— внутренние шумы приемных устройств.

— естественные и организованные помехи;

— не идеальность среды распространения радиоволн;

— флуктуации радиолокационных целей, проявляющиеся как слу-

чайные изменения уровня и фазового фронта принимаемого электро-

магнитного поля;

— неточность топопривязки и ориентирования измерительных пунк-

тов;

— не идеальность измерительной аппаратуры.

Напишите формулу дальности радиолокационного обнаружения в свободном пространстве и объясните зависимость дальности обнаружения от различных параметров РЛС.

Дальность действия является одной из важнейших характеристик

радиосистем различного назначения. Под дальностью действия пони-

мают максимальное расстояние R Rmax , при котором радиосистема

выполняет свои функции с заданными характеристиками качества.

Дальность действия радиосистем различного назначения

в свободном пространстве, то есть в пространстве свободном от чего

бы то ни было. В любом случае максимальная дальность определяется

минимальным сигналом на входе приемника, при котором удовлетворяются ТТТ. Минимально необходимая мощность сигнала на входе приемника PПР MIN зависит от мощности собственного шума приемника PШ, приведенного ко входу, и необходимого превышения сигнала над ним.

Напишем формулу дальности радиолокационного обнаружения в свободном пространстве.

где PПР.MIN k Р PШ — минимально необходимая мощность сигнала на

входе приемника; PШ — мощность собственного шума приемника, при-

веденного к его входу; kР — коэффициент различимости.

Формула носит название основного уравнения радиолокации. Уравнение получено без всяких допущений и определяет дальность

действия радиолокатора в свободном пространстве.

Чем вызвана дискретность отсчета дальности при использовании частотного метода и от чего зависит величина дискрета?

Дискретность отсчета дальности при использовании частотного метода вызвана числом периодов биений на периоде модуляции. При этом может возникнуть ошибка на ±1 биение из-за наличия зон обращения, где характер биений зависит от фазовых соотношений между принятым и опорным сигналами. Величина дискрета зависит от периодичности зондирующего сигнала. Его спектр дискретный, поэтому частота может быть измерена только с точностью до дискрета, равного FМ .

Зачем в радиолокации используются фазокодоманипулированные сигналы? Как они формируются и обрабатываются?

В РТС широкое применение нашли фазокодоманипулированные сигналы, функция корреляции которых при удачном коде фазы приближается к идеальной, что обеспечивает хорошее раз-

решение по времени и частоте.

Рассмотрим принципы построения ФКМ сигналов. ФКМ сигнал длительностью И состоит из N парциальных радиоимпульсов, каждый из которых имеет свою начальную фазу. Совокупность

начальных фаз образует код. Самый лучший бинарный код фазы (начальные фазы парциальных радиоимпульсов нуль либо ) — код Баркера. При его использовании уровень боковых лепестков функции неопределенности по дальности равен 1/N.

Коды Баркера существуют для N 3, 4,5,7,13 . Для N 5 код имеетд

вид 00010. С помощью согласованных фильтров производится сжатие сигналов во времени. Коэффициент сжатия равен базе сигнала,

kСЖ f И b N .

Поскольку коды Баркера существуют только для N 13 , коэффициент сжатия для многих приложений оказывается недостаточно большим,

поэтому применяют другие коды. Среди них наиболее употребительны

М-последовательности (коды максимальной длины). В этих кодах чере-

дование нулей и единиц обладает свойствами случайной последовательности, поэтому соответствующие сигналы называют шумоподобными.

М- последовательности формируют с помощью регистров сдвига.

На вход регистра поступают тактовые импульсы с периодом 1 и

сдвигают содержащуюся в триггерах информацию на один разряд впра-

во. В освободившийся крайний левый каскад записывается результат

суммирования по модулю 2 сигналов с некоторых триггерных ячеек.

Число триггерных ячеек n называется основанием кода. Наибольшее число, которое можно представить n-разрядным двоичным кодом

равно 2 . Длина M-последовательности (период кода) из 2 состояний регистра сдвига исключается одно, когда во всех ячейках записаны нули, так как суммирование нулей опять дает нуль и движение кода по регистру прекращается.

Полученный код используется для фазовой манипуляции.

Вид кода зависит от того, к каким ячейкам подключен сумматор по мо-

дулю 2.

В чем сущность поляризационной селекции радиолокационных целей?

Поляризационной радиолокацией называют область радиолокации,

в которой используется преобразование целью поляризационной струк-

туры зондирующего электромагнитного поля. Любое поле можно представить в ортогональном поляризационном базисе, например линейном. Ортогональные поляризационные составляющие зондирующего (Eв , Eг )и принимаемого ( Eпр в , Eпр г ) полелей связаны между собой матрицей, называемой поляризационной матрицей рассеяния. Определение характеристик матрицы рассеяния, точнее ее инвариантов, дает важные сведения о геометрической форме целей, представляет большой интерес для их идентификации.

Начертите функциональную схему импульсной радиолокационной станции селекции самолетов на фоне пассивных помех. Укажите тактико-технические требования и дайте их обоснование.

Внешние помехи могут быть активными и пассивными. Пассивной называют помеху, возникающую вследствие отражений зондирующего сигнала от земной поверхности, местных предметов, искусственных отражателей. Искусственные отражатели могут представлять собой облака полуволновых вибраторов в виде полосок фольги, либо отрезков металлизированного стекловолокна. Пассивные помехи могут многократно превышать по мощности полезные сигналы. В радиолокации применяют специальные меры для выделения полезных сигналов на фоне пассивных помех, используя разницу в скорости перемещения их источников.

9

Стр.