Патенты на изобретения рф автора евстафиева алексея федоровича г воронеж

Если Вам необходима помощь справочно-правового характера (у Вас сложный случай, и Вы не знаете как оформить документы, в МФЦ необоснованно требуют дополнительные бумаги и справки или вовсе отказывают), то мы предлагаем бесплатную юридическую консультацию:

  • Для жителей Москвы и МО - +7 (499) 110-86-37
  • Санкт-Петербург и Лен. область - +7 (812) 426-14-07 Доб. 366

Изобретение относится к технике приема обнаружения импульсных сигналов в условиях искажающих частотно-селективных замираний и белого шума. Достигаемый технический результат - повышение достоверности обнаружения импульсного сигнала на фоне белого шума в условиях частотно-селективных искажений при неизменных энергетических и частотно-временных ресурсах канала связи. В этих отсчетах измеряют суммарные значения остаточного сигнала и шума U cш i на выходе согласованного фильтра и вычисляют его коэффициенты корреляции r i. При известной мощности выходного шума Р ш согласованного фильтра и заданной вероятности ложной тревоги P f вычисляют значения порогов принятия решения по формуле где - функция, обратная интегралу вероятности, эти пороги устанавливают в дополнительных каналах обнаружения, результирующее решение о наличии или отсутствии сигнала принимают на основе частных решений по основному и дополнительным каналам по правилу: сигнал обнаруживается, если хотя бы в одном из частных каналов он регистрируется. Изобретение относится к технике приема обнаружения импульсных сигналов в условиях искажающих частотно-селективных замираний и белого шума и может быть использовано в радиолокационных системах, а также в системах приема и обработки дискретной информации, функционирующих в радиоканалах со случайной структурой. Данная проблема особенно актуальна для широкополосных радиоканалов, в которых наиболее интенсивно проявляются частотно-селективные замирания, существенно искажающие спектр информационного сигнала и, следовательно, снижающие достоверность помехоустойчивость его обнаружения на фоне белого шума.

Сортировать: По автору По названию По издательству. О конкурсе Положение о конкурсе Сроки проведения Оргкомитет Экспертиза Участникам Кто может стать участником конкурса О конкурсных изданиях Как стать участником конкурса Список конкурсных изданий Номинации Подведение итогов и награждение Контакты Итоги конкурса Личный кабинет.

.

Конкурсные издания

Изобретение относится к технике приема обнаружения импульсных сигналов в условиях искажающих частотно-селективных замираний и белого шума. Достигаемый технический результат - повышение достоверности обнаружения импульсного сигнала на фоне белого шума в условиях частотно-селективных искажений при неизменных энергетических и частотно-временных ресурсах канала связи.

В этих отсчетах измеряют суммарные значения остаточного сигнала и шума U cш i на выходе согласованного фильтра и вычисляют его коэффициенты корреляции r i. При известной мощности выходного шума Р ш согласованного фильтра и заданной вероятности ложной тревоги P f вычисляют значения порогов принятия решения по формуле где - функция, обратная интегралу вероятности, эти пороги устанавливают в дополнительных каналах обнаружения, результирующее решение о наличии или отсутствии сигнала принимают на основе частных решений по основному и дополнительным каналам по правилу: сигнал обнаруживается, если хотя бы в одном из частных каналов он регистрируется.

Изобретение относится к технике приема обнаружения импульсных сигналов в условиях искажающих частотно-селективных замираний и белого шума и может быть использовано в радиолокационных системах, а также в системах приема и обработки дискретной информации, функционирующих в радиоканалах со случайной структурой.

Данная проблема особенно актуальна для широкополосных радиоканалов, в которых наиболее интенсивно проявляются частотно-селективные замирания, существенно искажающие спектр информационного сигнала и, следовательно, снижающие достоверность помехоустойчивость его обнаружения на фоне белого шума.

Вопросам нейтрализации негативных последствий влияния радиоканалов со случайной структурой, в том числе частотно-селективных искажений, на информационный сигнал уделяется большое внимание. В частности, известен способ обнаружения искаженного по амплитудному спектру импульсного радиосигнала, в основу реализации которого положено использование так называемого испытательного импульса, по реакции канала на который в приемнике регулируется линейный четырехполюсник фильтр с целью компенсации частотно-селективных искажений Финк Л.

Теория передачи дискретных сообщений. Радио, , с. К недостаткам данного способа относится сложность его технической реализации, а также то, что он практически неприменим для каналов с быстрыми замираниями, при которых импульсная функция канала H t, может существенно измениться между двумя соседними посылками испытательного импульса.

Это приведет к неверной регулировке параметров компенсирующего четырехполюсника и, следовательно, к невозможности эффективной компенсации частотно-селективных искажений. Даже при медленных замираниях этот способ работает только при относительно низком уровне помех в канале, так как при большом уровне помех будет необратимо искажена импульсная функция канала H t, , а следовательно, и частотная функция с последствиями, аналогичными при быстрых замираниях.

Кроме того, физически реализуемым четырехполюсником фильтром принципиально невозможно скомпенсировать провалы в спектре сигнала, доходящие до нулевого значения на некоторых частотах.

Дополнительно к этому, наличие постоянно действующего испытательного импульса снижает общую пропускную способность канала связи. Другим известным способом обнаружения приема искаженных импульсных сигналов является разнесение элементов сигнала по времени или и по частоте.

Сущность разнесения по времени заключается в том, что каждый элемент сигнала передается несколько раз дважды или трижды с интервалом времени, обеспечивающим независимый характер частотно-селективных искажений по каждому элементу сигнала с последующим мажоритарным или накопительным способом принятия итогового решения. Сущность частотного разнесения заключается в дублировании передаваемого элемента сигнала на разных частотах с разносом, превышающим интервал корреляции замираний по частоте Финк Л.

Недостатки этого способа очевидны: при разнесении по времени замедляется результирующая скорость передачи информации, а при частотном разнесении увеличивается общая занимаемая полоса частот каналом связи при неизменной скорости передачи. Кроме рассмотренных способов для повышения достоверности приема информации в каналах с частотно-селективными искажениями сигналов применяют специальное помехоустойчивое кодирование, как правило, за счет введения избыточности дополнительных символов в структуру кода, что также приводит к замедлению скорости передачи информации Финк Л.

Таким образом, краткий анализ известных способов повышения достоверности обнаружения импульсных сигналов при наличии частотно-селективных искажений свидетельствует о необходимости увеличения частотно-временных ресурсов выделенных каналов связи. Наиболее близким к предлагаемому является способ обнаружения импульсного сигнала, содержащий последовательное выполнение операций согласованной фильтрации исходного сигнала с последующим пороговым принятием решения о его наличии или отсутствии по выбранному критерию Финк Л.

Недостатком данного способа является значительное изменение - мощности сигнала, по которому принимается решение по причине случайного характера частотно-селективных искажений и, как следствие этого, - снижение достоверности его обнаружения на фоне белого шума. Причем, чем интенсивнее будут проявляться искажения, тем хуже будут количественные характеристики обнаружения. Технический результат изобретения заключается в повышении помехоустойчивости достоверности обнаружения импульсного сигнала на фоне белого шума в условиях частотно-селективных искажений при неизменных энергетических и частотно-временных ресурсах канала связи.

Данный технический результат достигается за счет учета существенного различия в формах искаженного выходного сигнала согласованного фильтра и корреляционной функции выходного шума. Это обстоятельство позволяет использовать дополнительную информацию о несоответствиях между значениями искаженного сигнала и корреляционной функции шума в области высокой корреляции на выходе согласованного фильтра.

Таким образом основное содержание идеи повышения достоверности обнаружения искаженных импульсных сигналов основано на предсказании значения шума в момент информационного отсчета по результатам его измерения в опорных отсчетах, находящихся в области высокой корреляции с информационным отсчетом и использовании информации об этом шуме при последующем вынесении решения.

В результате итоговое решение о наличии или отсутствии сигнала по выбранному критерию принимают на основе трех частных решений: по безотносительному наличию или отсутствию сигнала на выходе согласованного фильтра в основной момент отсчета и по наличию или отсутствию сигнала на выходе того же согласованного фильтра в тот же момент отсчета, на относительно двух опорных сигнально-шумовых измерений в точках сильной корреляции, расположенных во времени до и после основного момента отсчета.

При этом правило принятия итогового решения следующее: сигнал обнаруживается, если хотя бы в одном из частных каналах обработки он регистрируется, в противном случае принимаются решения об отсутствии сигналов в канале связи. Таким образом, данный способ обнаружения импульсного сигнала в отличие от существующих аналогов для своей реализации не требует знания текущей импульсной частотной характеристики канала и, следовательно, не требует постоянно действующих зондирующих сигналов, снижающих пропускную способность канала.

Способ не требует также разнесения элементов сигнала по времени и по частоте, а позволяет в рамках неизменных энергетических и частотно-временных ресурсов повысить помехоустойчивость достоверность обнаружения сигналов.

Наличие в приемнике трех каналов обработки сигнала взаимно дополняют друг друга по эффективности обнаружения. В предлагаемом способе особенность механизма обнаружения такова, что если в одном канале условия обнаружения ухудшаются, то в других каналах в тот же момент времени, условия обнаружения улучшаются автоматически и в результате показатели итогового обнаружения практически не ухудшаются.

Например, возможен такой характер изменения спектра сигнала, при котором средний уровень его спектральной плотности возрастает, следовательно будет возрастать и амплитуда сигнала в момент его регистрации.

При этом достоверность обнаружения по основному каналу увеличится, а по дополнительным каналам уменьшится за счет возникновения составляющей сигнала подставки в опорных отсчетах. Равновероятным может быть такое искажение сигнала, при котором средний уровень его спектральной плотности уменьшится, что приведет к уменьшению амплитуды сигнала в момент его отсчета и, следовательно, к снижению достоверности обнаружения по основному каналу на фоне белого шума.

Одновременно достоверность обнаружения по дополнительным каналам или, по крайней мере, по одному из них улучшится, так как при этом станет ничтожно малой составляющая сигнала подставка в опорных отсчетах. В этом случае в опорных отсчетах будет измеряться только шум, по значению которого с учетом его коэффициента корреляции и заданной вероятности ложной тревоги устанавливают требуемые пороги принятия решений в дополнительных каналах обнаружения в соответствии с выражением 1. При промежуточных формах частотно-селективных искажений спектра сигнала будет соответствующим образом перераспределяться значение достоверности обнаружения по раздельным каналам обработки.

Установлено, и это будет показано на частном примере, что с увеличением частоты селективных искажений их влияние на основной канал уменьшается и, следовательно, в этом случае он будет являться определяющим в обеспечении заданной достоверности обнаружения. При этом, вне зависимости от положения опорных точек, дополнительные каналы не внесут сколь-либо заметного вклада в результирующую достоверность обнаружения.

В этом случае значение порога принятия решения по основному каналу будет постоянным и определяться известным выражением Тихонов В. Оптимальный прием сигналов.

При этом итоговая эффективность обнаружения с одновременным использованием трех каналов будет незначительно отличаться от потенциально достижимой эффективности, которая имеет место при отсутствии частотно-селективных искажений.

Таким образом, предложенный комбинированный способ обнаружения обладает той фундаментальной особенностью, что он в значительной степени нейтрализует изменяющиеся в широком диапазоне частотно-селективные искажения информационных сигналов. Представим математическое обоснование предлагаемого способа обнаружения сигнала и доказательство сформулированного технического результата. Пусть исходный обнаруживаемый сигнал S t имеет спектр S j.

Коэффициент передачи фильтра, согласованного с этим сигналом, определяется известным выражением:. С учетом данного замечания коэффициент передачи фильтра будет равен. В качестве математической модели частотно-селективных искажений спектра сигнала примем полигармоническую модель в следующем виде:.

Модель 5 предполагает искажение только амплитудного спектра сигнала и не влияет на его фазовый спектр. Поэтому искаженный выходной сигнал согласованного фильтра будет симметричен относительно основного момента времени принятия решения и, следовательно, моменты опорных отсчетов также будут расположены симметрично относительно основного информационного отсчета.

Как следует из выражения 5 , частотная характеристика канала с селективными искажениями является четной функцией частоты и, следовательно, его импульсная характеристика также будет четной и действительной функцией времени. При этом на некоторых частотах в пределах границ спектра сигнала будет иметь место симметрия спектра искаженного сигнала относительно его средней частоты. Спектр комплексной огибающей такого сигнала, перенесенного на нулевую частоту, также будет являться четной функцией, а сама комплексная огибающая будет являться действительным видеочастотным сигналом, подвергаемым последующей обработке с целью обнаружения его предлагаемым способом.

Однако при такой модели искажений на определенных несущих частотах в пределах заданной полосы может не выполняться симметрия спектра относительно его средней частоты и, следовательно, комплексная огибающая такого сигнала не будет являться действительной функцией времени. В этом случае обработку искаженного сигнала необходимо осуществлять на определенной частоте, не меньшей, чем половина ширины спектра сигнала для обеспечения физической реализуемости обработки.

С учетом 4 и 5 спектр искаженного сигнала на выходе согласованного фильтра будет равен. Поскольку фазовый спектр выходного сигнала согласованного фильтра равен нулю за исключением постоянного временного сдвига, который здесь опущен, а амплитудный спектр является четной функцией частоты, то выходной сигнал - как функция времени будет определяться преобразованием Фурье от спектра 7 :. При отсутствии частотно-селективных искажений выходной сигнал согласованного фильтра будет равен. Из сравнения выражений 8 и 9 следует, как и отмечалось ранее, что искаженный выходной сигнал согласованного фильтра структурно отличается от корреляционной функции выходного шума.

Учет этого отличия в области высокой корреляции и обеспечивает повышение достоверности обнаружения импульсного сигнала в условиях частотно-селективных искажений на фоне белого шума. Далее необходимо определить моменты опорных точек с последующим измерением в них сигнально-помеховых составляющих. Характеристики обнаружения, такие как вероятность ложной тревоги и правильного обнаружения детерминированного сигнала определяются следующими выражениями Тихонов В.

Если выразить порог П в 15 через мощность шума на выходе согласованного фильтра и заданную вероятность ложной тревоги из 14 , а вместо U m подставить выражение 10 , то вероятность правильного обнаружения сигнала в основном канале обработки, которым характеризуется прототип, будет иметь вид:. Здесь вторая составляющая в квадратных скобках представляет собой отношение сигнал-шум по напряжению на выходе согласованного фильтра, которое является случайной величиной, следовательно, и вероятность 16 является функцией случайных параметров математической модели частотно-селективных искажений.

Для получения средней вероятности правильного обнаружения необходимо выражение 16 усреднить по всем возможным изменениям этих случайных параметров:. Данные случайные величины, как правило, являются независимыми и изменяющимися по равновероятному закону в определенных пределах, что упрощает решение интеграла 17 , по крайней мере, численным методом, так как даже при этих ограничениях аналитически данный многократный интеграл не решается.

Используя свойства условного нормального закона распределения Вентцель Е. Теория вероятностей. Аналогично 17 для получения средней вероятности правильного обнаружения в дополнительных каналах обработки необходимо выражение 20 усреднить по всем возможным изменениям случайных параметров частотно-селективных искажений с соответствующими их плотностями вероятности.

Поскольку в предлагаемом способе обнаружения итоговое решение о наличии или отсутствии сигнала выносится по соответствующим частным решениям трех каналов обработки, то ложная тревога будет иметь место в том случае, если при отсутствии сигнала хотя бы в одном из каналов обработки помеха превысит порог. Таким образом, при заданной результирующей вероятности ложной тревоги P F рез по выражению 22 определяется частное значение вероятности ложной тревоги P F , которое должно быть подставлено в соответствующие выражения для вычисления вероятности правильного обнаружения в основном 16 и в дополнительных 20 каналах обработки.

При этом результирующее правильное обнаружение будет регистрироваться, если при наличии сигнала в канале он будет обнаружен на выходе хотя бы одного из каналов обработки. Рассмотрим частный случай на видеочастоте, когда в качестве обнаруживаемого сигнала используется гауссов импульс вида.

При этом выходной сигнал согласованного фильтра при отсутствии искажений в соответствии с 9 будет равен. На основании 27 определяется коэффициент корреляции шума на выходе согласованного фильтра:. Эффективную длительность гауссового импульса 25 определим из условия уменьшения его значения до уровня 0,1 от максимальной величины, в результате получим. При этом параметр a i изменяется от 0,2 до 1 с шагом. При этом отношение сигнал-шум по напряжению Если принять амплитуду сигнала в момент отсчета.

Но поскольку параметры частотно-селективных искажений изменяются по случайному равновероятному закону, то, следовательно, с равной вероятностью в канале будут возникать как благоприятные, так и неблагоприятные условия, при которых сигнал может вообще не обнаруживаться.

Наличие дополнительных каналов обнаружения в предлагаемом способе и реализуемый алгоритм принятия решения выравнивает и существенно улучшает результирующую вероятность правильного обнаружения сигнала, которая в данном примере не уменьшается ниже 0, Это объясняется спецификой механизма работы данного обнаружителя: если в основном канале условия обнаружения ухудшаются, то в дополнительных каналах в тот же промежуток времени они улучшаются автоматически, что и обеспечивает достаточный уровень и постоянство результирующей вероятности правильного обнаружения.

Таким образом, выигрыш в помехоустойчивости обнаружения сигнала предлагаемого способа по сравнению с прототипом свидетельствует о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков и достигаемым техническим результатом. На фиг. Устройство фиг. Искаженный импульсный информационный сигнал в смеси с белым шумом при наличии сигнала или один шум при отсутствии сигнала в ожидаемый момент времени поступает на вход согласованного фильтра 1.

Одновременно на основе известной первой гармоники частотно-селективных искажений H 1 ,t и известной формы исходного обнаруживаемого сигнала S t в вычислителе 3 определяют моменты опорных отсчетов 1 и 2 в соответствии с выражением Сигналы моментов опорных отсчетов 1 и 2 с выхода вычислителя 3 поступают на вычислитель 4 коэффициентов корреляции выходного шума согласованного фильтра r 1 и r 2 , которые определяют по выражению Одновременно сигналы моментов опорных отсчетов 1 и 2 с выхода вычислителя 3 поступают на первые разрешающие входы измерителей 5 и 6 суммарного значения остаточного сигнала и шума в этих опорных отсчетах, а сигнал 2 , кроме того, поступает на первый управляющий вход элемента задержки 9, на вторые входы которых поступает сигнал, смешанный с шумом или только один шум , с выхода согласованного фильтра 1.

С выходов измерителей 5 и 6 значения остаточного сигнала и шума U сш 1 и U сш 2 поступают на первые входы соответствующих вычислителей 7 и 8 значений порогов П 1 и П 2 , на вторые входы которых поступают значения коэффициентов корреляции r 1 и r 2 с выхода вычислителя 4. При этом значения порогов П 1 и П 2 при заданной вероятности ложной тревоги определяют по выражению 1. С выходов вычислителей 7 и 8 значения порогов поступают на первые управляющие входы управляемых пороговых устройств 10 и 11, на вторые информационные входы которых поступает сигнал с выхода согласованного фильтра 1.

Причем на управляемое пороговое устройство 11 этот сигнал поступает через элемент задержки 9. Одновременно сигнал с выхода согласованного фильтра 1 поступает на неуправляемое пороговое устройство 2, порог которого определяют в соответствии с выражением 2. Сигналы с выходов управляемых пороговых устройств 10 и 11 и неуправляемого порогового устройства 2 поступают на объединяющее решающее устройство 12, формирующее решение о наличии или отсутствии сигнала на входе устройства и работающее по правилу: сигнал обнаруживается, если хотя бы на выходе одного из пороговых устройств 2, 10 или 11 он регистрируется.

Спектральные плотности нормированы по максимальному значению выходного спектра исходного сигнала S вых 0 , а частота нормирована по полосе частот выходного сигнала вых , определяемой на уровне 0,1 от максимального значения.

Амплитуды сигналов нормированы по максимальному значению выходного сигнала S вых 0 , а время нормировано по длительности выходного сигнала, определяемого на уровне 0,1 от максимального значения.

способ обнаружения искаженных импульсных сигналов

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ЧЕМ ОТЛИЧАЕТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ И ПРОМЫШЛЕННОГО ОБРАЗЦА. Патентование. Патент.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Комментариев: 1
  1. Млада

    Если авто завезено на нерезедента и на доверенности с документами все в порядке возможна ли официальная розтаможка

Добавить комментарий

Отправляя комментарий, вы даете согласие на сбор и обработку персональных данных