МАИОС. МАОС без 1 главы (офворд 2003). 1. фильтрация сигналов на фоне помех
 Скачать 1.91 Mb.
|
3.3. Обнаружение сигналов с двоичным накоплениемНакопление сигналов в цифровой форме требует применения многоразрядных АЦП и других цифровых устройств. При этом точность каждого отсчета тем выше, чем больше уровней квантования используется.  Рис. 3.2 Однако при обнаружении сигналов в ряде случаев хорошие результаты дает и простейшее квантование на два уровня: бинарное или двоичное. Структурная схема такого обнаружителя приведена на рис. 3.2. Блок 1 – согласованный фильтр, блок 2 – амплитудный детектор. При превышении принимаемым сигналом Z(t) некоторого порогового уровня Z0 в пороговом устройстве 3 ему приписывается уровень 1 и вырабатывается стандартный импульс. В противном случае устанавливается 0. Далее производится счет стандартных импульсов. Если за заданное время (заданное число импульсов опроса или заданное число посылок l) число единиц достигает некоторого порогового значения k0 , то решающее устройство 4 принимает решение о наличии дефекта. На основании всего вышеизложенного правило принятия решения о наличии сигнала может быть записано в виде  где  Важная особенность обнаружителя пачки двоично-квантованных импульсов состоит в том, что у него кроме порога обнаружения пачки k0 имеется еще первый порог Z0 обнаружения отдельных импульсов. В соответствии с выражениями (2.20) и (2.22) вероятность превышения порога Z0 при отсутствии сигнала  ,а вероятность превышения порога при наличии сигнала  .Обозначим вероятность принятия правильного решения о наличии дефекта по результатам испытаний в l циклах  , а вероятность ошибочного решения (ложной тревоги)  . Считая испытания в отдельных циклах независимыми, по формуле Бернулли можем записать, что вероятность превышения порога при наличии сигнала ровно в n циклах  ,где  – число сочетаний из l по n. Поскольку обнаружение производится при любых значениях n, не меньших k0: k0£ n £ l , то условная вероятность правильного обнаружения . (3.5)Аналогично, условная вероятность ложной тревоги  . (3.6)Можно показать [8], что при некоррелированных флуктуациях импульсов в пачке, когда справедливо приведенное рассмотрение, существует оптимальное значение второго порога  , соответствующее минимально необходимому отношению сигнал/помеха на входе накопителя. Проигрыш при этом по сравнению с идеальным некогерентным накопителем составляет не более 2 дБ.При непрерывном сканировании обозреваемого пространства хранимая информация должна все время обновляться. Проще всего это выполнить, используя регистры сдвига. Схема решающего устройства с регистром сдвига изображена на рис. 3.3. Устройство работает следующим образом. При сканировании на вход регистра сдвига 1 поступает с выхода порогового устройства 3 (рис. 3.2) сигнал y(t), состоящий из последовательности 0 и 1. Сигналы "0" и "1", поступающие на вход регистра 1, запоминаются в его первой ячейке 1.1 и затем продвигаются по регистру тактовыми импульсами, поступающими на регистр от специального генератора, срабатывающего с частотой посылок.  Рис. 4.3 Сигналы с выходов ячеек регистра поступают на мажоритарную схему совпадений 2, имеющую l входов. Мажоритарная схема совпадений представляет собой устройство, сигнал "1" на выходе которого будет в случае, если "1" присутствует не менее чем на k0 входах. Примеры построения такого рода схем имеются в литературе [8], [9] . Таким образом, мажоритарная схема совпадений вырабатывает сигнал о наличии объекта лишь в случае, когда в последовательности из l посылок (импульсов опроса) имеется не менее k0 единиц (превышений принятым сигналом порогового уровня). Вероятности правильного решения и ошибочного решения  по-прежнему определяются выражениями (3.5) и (3.6). |