Введение РРТР происходит в условиях загрузки спектра излучениями различных РЭС. Не все из них являются объектами разведки. Более того не все характеристики сигналов являются информативными. Поэтому в ТСР реализуется процесс разделения (селекции) сигналов по ряду параметров: частоте, направлению, виду модуляции и др. Разделение сопровождается анализом сигналов, связанным с измерением информативных параметров, распознаванием, выявлением индивидуальных признаков. Особенностью этого процесса является случайный характер сигналов, моментов их поступления, времени воздействия. Рассмотрению задачи селекции посвящено настоящее занятие.

 

1.                  Общие сведения об анализе и селекции сигналов при ведении РТР.

Разделение и анализ реализуется поэтапно. Первым этапом чаще всего является пространственное разделение, затем частотное. Часто они совмещаются. Затем реализуются методы разделения по времени и модуляционным параметрам. Рассмотрим общие вопросы селекции сигналов.

                        Селекция сигналов по направлению.

Реализуется в виде набора остронаправленных антенн, одновременно перекрывающих заданный сектор разведки, либо в виде одной остронаправленной антенны, осуществляющий последовательный обзор. Графическая модель такого вида селекции показана на рис.1.

 

                                   

                        Рис.1 Модель селекции по направлению.

 

Здесь  - диапазон, в котором решается задача селекции по параметру  (углу);  - ширина ДНА;  - число избирательных каналов.

Достоинства:

1.                  Сигналы однотипных РЭС лучше всего разделяются по , т.к. их размещение на одном и том же направлении маловероятно.

2.                  Сигналы РЭС с переменными параметрами (например, с изменяющейся частотой) так же легче всего разделяются по , т.к. направления, с которых они поступают, различны.

3.                  Разделение осуществляется одновременно с поиском по направлению.

4.                  Разделение производится теми же элементами, что и поиск.

Недостаток: громоздкость избирательных элементов и противоречие между избирательностью отдельного элемента и характеристиками устройства в целом.

                        Селекция сигналов по частоте.

Устройства селекции по частоте применяются либо в виде набора узкополосных фильтров (одновременное разделение), либо в виде перестраивающегося узкополосного приемника (последовательное разделение). Графическая модель этого принципа селекции показана на рис.2.

 

                               

                          Рис.2 Модель селекции по частоте.

 

Достоинства:

1.                  Высокая избирательность отдельных каналов;

2.                  Разделение производится одновременно с поиском по частоте;

3.                  Разделение осуществляется теми же элементами, что и поиск.

                         

                        Селекция сигналов по временным параметрам.

Устройства селекции по временным параметрам могут быть выполнены в виде набора фильтров (одновременное разделение), либо в виде одного перестраиваемого фильтра (последовательное разделение).

На рис.3 в качестве примера показана структурная схема фильтра, выделяющего импульсные последовательности с периодом .

 

                          

 

                   Рис.3 Схема селекции по периоду следования.

Если обеспечить измерение времени задержки, то тем самым будет обеспечена перестройка фильтра. Следовательно, использую набор фильтров, настроенных на различные величины частот повторения , можно реализовать одновременное разделение смеси видеосигналов, а используя перестраиваемый фильтр - последовательное разделение. Графическая модель селектирующего устройства с указанным разделением показана на рис.4.

 

                                

 

           Рис.4 Модель селекции по временным параметрам.

 

2.                  Характеристика качества решения задачи селекции сигналов.

 

Решение задачи селекции характеризуется вероятным показателем. Сущность вероятности решения задачи селекции можно пояснить на примере разделения сигналов во времени (рис.5).

 

                                  

 

              Рис.5 Временная диаграмма поступления сигналов.

 

На временной диаграмме отрезками показано возможное поступление сигналов различных РЭС на вход станции РТР. Разделение производится по некоторому параметру Х ( и др. или их комбинации). Избирательные свойства приемника характеризуются полосами пропускания  отдельных избирательных каналов в диапазоне .

На рис.6 показан пример построения станции РТР с разделением по двум параметрам – по  и по .

В целом двумерном пространстве «направление-частота» будет четыре канала

 

 

               

 

Рис.6 Построение станции РРТР с разделением по двум каналам.

 

                        Вероятность решения задачи селекции.

Случайный характер сигналов и времени их поступления приводит к тому, что нельзя точно предугадать ни число сигналов в смеси, ни их расположение в диапазоне . Поэтому успешное разделение сигналов в смеси «» сигналов будет иметь место, если в пределах полосы пропускания  каждого -го избирательного канала действует не более одного сигнала.

Вероятность такого события и есть вероятность успешного решения задачи разделения смеси «» сигналов в текущей реализации. Величина этой вероятности может быть представлена в виде соотношения

           .                                                                 (1)

Здесь  - условная вероятность одновременного облучения «» сигналами, т.е. вероятность того, что при условии наличия облучения в данной реализации смесь будет образована излучениями «» РЭС ().

 - условная вероятность выделения, т.е. вероятность того, что при наличии в смеси «» различных сигналов все они будут выделены избирательными элементами в качестве одиночных РЭС.

Достоверно (1) задача разделения решается в двух случаях. В первом, когда сигналы поступают от РЭС строго поочередно (разделение осуществляется независимо от избирательных свойств аппаратуры), т.е. в каждой реализации имеет место , , .

Во втором случае благодаря высокой избирательности аппаратуры, обеспечивающей разделение сигналов от «» различных РЭС на одиночные независимо от «» и независимо от различия по параметру Х.

В реальных условиях это не обеспечивается, поэтому .

Для практической оценки полагают, что , где .

Здесь  - вероятность облучения сигналами -го РЭС в произвольный момент времени, , где ,  - средние длительность и период облучения станции РРТР сигналами -го РЭС (=1,2, …,)/

Вероятность выделения (аппаратурная характеристика) принимается в виде

Тогда вероятность селекции будет