регистрация /  вход

Сущность и методика решения задач распознавания и различения сигналов Ансамбли распознаваемых (стр. 1 из 2)

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

кафедра ЭТТ

РЕФЕРАТ на тему:

« Сущность и методика решения задач распознавания и различения сигналов. Ансамбли распознаваемых портретов »

МИНСК, 2008

Сущность и методика решения задач распознавания и различения сигналов.

Одновременно о решением задачи обнаружения, т.е. принятием решения о наличии или отсутствии сигнала в каждом элементе раз­решения пространства наблюдения, что равносильно принятию реше­ния о наличии или отсутствии в нем объекта наблюдения или некоторого эле­ментарного сообщения, встает вопрос о принадлежности обнаруженного объекта наблюдения к определенному классу, о соответствии обнаруженного элементарного сообщения определенному каналу для многоканальной системы.

Распознавание (или классификация) объектов наблюдения необходимо для определения их значимости или опаснос­ти с целью принятия адекватных мер воздействия. Различение сигналов в многоканальных системах необходимо для разделения каналов с целью адресной передачи сообщений.

Основой решения задач распознавания в РЛС и различения в РТС ПИ являются отличия сигналов разных объектов наблюдения, разных каналов. Эти отличия могут быть энергетическими, временными, спектральными (частотными), пространственными, поляризационными. При построении многоканальных РТС ПИ эти различия сигналов можно органи­зовать, выбирая определенным образом группу или совокупность од­нородных сигналов, т.е. некоторый ансамбль сигналов, различающих­ся по какому-то параметру или признаку (по форме, по времени, по частоте, по пространству, по поляризация).

Для радиолокационных систем отличия между сигналами от разных целей не­возможно организовать принципиально. Они существуют постольку, поскольку объективно, независимо от свойств зондирующего сигна­ла, существуют различия в образах целей, т.е. в их геометрических, акустических, динамических характеристиках (радиальные и попереч­ные размеры, ферма, ориентация в пространстве, конструктивные особенности двигательных установок, параметры регулярных посту­пательных, вращательных и случайных перемещений цели и элементов ее планера, двигателей, несущих винтов и т.п.). Эти отличия в образах целей при отражении зондирующего сигнала из-за явлений вторичной модуляции трансформируются в отличия в портретах целей, Которые можно рассматривать как некоторое подобие их образов. Ра­диолокационный портрет воспринимается как несколько огрубленный образ объекта, причем степень огрубления зависит от свойств того "инструмента", с помощью которого "выполняется" портрет. Таким инструментом является зондирующий сигнал, его временные, спект­ральные, пространственные и поляризационные характеристики. Выбор характеристик зондирующего сигнала позволяет обеспечить получение некоторой группы или совокупности однородных портретов объектов, т.е. ансамбля портретов, отличавшихся по каким-то одноименным парамет­рам (временный, спектральным, пространственным, поляризационным), которые отображают или подчеркивают положенные в основу распозна­вания классификационные признаки объектов.

Ансамбли распознаваемых портретов

Постановка любой задачи всегда предполагает формализацию основных категорий, положенных в основу ее решения. В данном слу­чае такой категорией является радиолокационный портрет. Под радио­локационным портретом будем понимать совокупность N комплексных амплитуд принятого сигнала En, относящихся к различным элемен­там пространства распознавания. В зависимости от положенных в ос­нову распознаваний классификационных признаков пространством рас­познавания может быть время, частота, время запаздывания, доплеровское смещение частоты, пространственная (угловая) частота, по­ляризационный базис. Ниже рассматриваются ансамбли радиолокационных портретов, связанных с каким-то одним классификационным признаком, и как следствие, с одномерным пространством распознавания. К та­ким портретам относятся (рис.1): мощностный, флуктуационный, частотно-коррелированный, частотно-резонансный, поляризационный, дальностный, картинный, доплеровский. Эти портреты следует назы­вать простыми. Возможно использование нескольких классификацион­ных признаков и, как следствие, многомерного пространства распоз­навания. Такие портреты следует называть сложными или комбинированными.

Рис. 1. Классификация радиолокационных портретов

Мощностями портрет представляется одной комплексной амплитудой

(N = I ). В этом вырожденном случае единственную комп­лексную амплитуду можно отнести к любому пространству распознава­ния. Единственной характеристикой этой комплексной амплитуды яв­ляется средний квадрат модуля (удвоенная мощность отраженного сиг­нала.) при нулевом среднем:

Мощность отраженного сигнала пропорциональна эффективной по­верхности рассеяния (ЭПР) или эффективной отражающей поверхности (ЭОП) цели (

):

Однако, мощность отраженного сигнала, как классификационный признак одноименного портрета, не позволяет однозначно судить о каких-либо геометрических размерах цели.

Флуктуационный портрет представляется совокупностью N комп­лексных амплитуд

, n =1,… N , взятых в различные моменты времени
, где

комплексная огибающая отраженного сигнала с учесом его амплитудных

и фазовых
флуктуации.

Пространством распознавания является время, флуктуационный портрет дает представление о корреляционной функции флуктуации от­раженного сигнала

,

времени корреляции флуктуации

,

энергетическом спектре флуктуации

,

ширине спектра флуктуаций

Перечисленные характеристики позволяет однозначно судить об интегральных (продольных и поперечных) размерах целей, поскольку с увеличением этих размеров спектр флуктуации отражен­ного сигнала расширяется) и его корреляционная функция сужается (рис. 2).

Рис. 2 Корреляционные функции и энергетические спектры флуктуации малоразмерной и крупноразмерной цели.

Рис. 3 Интервал частотной корреляции целей с большой (1) и малой (2) радиальной протяженностью

Частотно-коррелированный портрет представляется совокупностью N комплексных амплитуд

, где n =1,… N , зафиксированных на N частотах в один и тот же момент времени, где
- комплексная амплитуда отраженного сиг­нала.

Пространством распознавания является частота. Частотно-корре­лированный портрет дает представление о коэффициенте частотной кор­реляции огибающей отраженного от объекта сигнала

и интервале частотной корреляции объекта

(рис. 3)

который оказывается обратно пропорциональным радиальной протяжен­ности объекта

Участок рабочих частот должен находиться в диапазоне сантиметровых волн, поскольку должно обеспечивать условие

.

Таким образом, применяя многочастотный зондирующий сигнал и получая частотно-коррелированный портрет, можно использовать ра­диальную протяженность целей в качестве устойчивого классификационного признака для их распознавания.

Частотно-резонансный портрет представляется совокупностью комплексных амплитуд

, n =1,… N , зафиксиро­ванных в один и тот же момент времени на N частотах, расположен­ных в диапазоне проявления резонансных свойств ЭПР, т.е. резкого увеличения ЭПР цели. Пространством распознавания является частота. Резонансные свойства ЭПР проявляется на частотах, при которых раз­мер цели по периметру кратен целому числу длин волн


Дарим 300 рублей на твой реферат!
Оставьте заявку, и в течение 5 минут на почту вам станут поступать предложения!
Мы дарим вам 300 рублей на первый заказ!