Цифровые обнаружители

Широкое применение находят схемы цифрового двухпорогового накопления. В устройстве на рис. 5 для этого используется двухуровневое (бинарное) аналого-цифровое преобразование (АЦП), продетектированного напряжения путем временной дискретизации и сравнения с некоторым (первым) пороговым уровнем. Получаемая последовательность нулей и единиц заполняется за несколько периодов посылки k с помощью регистров со сдвигом. Результаты наблюдения для фиксированных дальностей в разных периодах посылки сопоставляется. Логическое устройство «n из k» подсчитывает число единиц i в k

периодах посылки. Число i сравнивается со вторым пороговым уровнем n. При условии i ≥ n логическое устройство выдаёт единицу (решение о наличие цели), в противном случае - ноль. Логическое устройство и регистры РС заменяют сумматор и громоздкую линию задержки.

Рис. 5.

Качество обнаружения выражается через вероятности превышения первого порога точно i и непревышения (k-i) импульсов за k периодов посылки при наличии и отсутствии сигнала. Если D ₀ - условная вероятность превышения первого порога в одном периоде посылки при пачечном сигнале, то в предположении независимости испытаний искомую вероятность можно найти по формуле Бернулли в виде . Здесь

Например,

Условная вероятность правильного обнаружения D - это вероятность достижения i = n или превышения i > n второго порога при наличии сигнала

Условная вероятность ложной тревоги F - вероятность достижения или превышения второго порога в отсутствии сигнала. Если F₀ – соответствующая вероятность превышения первого порога, то

При F₀<<1 она составит F»C_kⁿF₀ⁿ, так чтоПри найденном F₀ значение D₀ находится из кривых обнаружения.

В отсутствии флюктуаций отраженного сигнала для каждого k существует оптимальное значение n_опт(k), обеспечивающее минимальные потери по сравнению с когерентным накоплением. Это значение иногда аппроксимируют зависимостью . На рис. 6 приведены потери двухуровневого накопления (для случаев: n=1 и ) и равновесного квадратичного некогерентного накопления (аналоговая обработка) при D=0,9, F=10^-7 по сравнению с когерентным. В связи с дополнительными потерями двухуровневого накопления в ряде случаев целесообразен переход к многоуровнему некогерентному накоплению, позволяющему получить такие же результаты, что и при оптимальном некогерентном накоплении.

Таким образом, цифровое накопление при оптимальной реализации обеспечивает близкие к аналоговому накоплению результаты и позволяют осуществлять обработку сигналов и РЛИ на современной элементной базе.

Дата добавления: 2014-01-07