Реферати, курсові, дисертації, дипломи

[ Випадковий просторовий сигнал в дальній зоні джерела випромінювання Просторово-часова ]

<div style="font-size:16px;text-align:justify;">
	 Білоруський державний університет інформатики і радіоелектроніки кафедра ЕТТ РЕФЕРАТ на тему: «Випадковий просторовий <a href="Сигнал" title="Сигнал">сигнал</a> в дальній зоні джерела <a href="Випромінювання" title="Випромінювання">випромінювання</a>. Просторово-часова еквівалентність та принципи просторової обробки сигналів » МІНСЬК, 2008 Випадковий просторовий сигнал в дальній зоні джерела випромінювання Часто в площині <a href="Випромінювання" title="Випромінювання">випромінювання</a> має місце не регулярний, а випадковий просторовий сигнал. Наприклад, це відносяться до відбитого <a href="Сигнал" title="Сигнал">сигналу</a> або що заважає віддзеркалень, коли амплітудно-фазовий розподіл поля в площині випромінювання практично є просторово-некоррелірованнимі, кореляційна <a href="функція" title="функція">функція</a> якого визначається двовимірної дельта-функцією <IMG SRC=dopc617102.zip NAME=graphics1 ALIGN=BOTTOM WIDTH=576 HEIGHT=38 BORDER=0> , де <IMG SRC=dopc617103.zip NAME=graphics2 ALIGN=BOTTOM WIDTH=23 HEIGHT=24 BORDER=0> - Спектральна <a href="Щільність" title="Щільність">щільність</a> просторово-некорельованої випромінювання, розмірність якої - <IMG SRC=dopc617104.zip NAME=graphics3 ALIGN=BOTTOM WIDTH=53 HEIGHT=21 BORDER=0> . Кореляційна функція випадкового просторового сигналу в дальній зоні джерела випромінювання з урахуванням обмеженого розміру розкриву випромінювача ХУ визначається наступним чином: <IMG SRC=dopc617105.zip NAME=graphics4 ALIGN=BOTTOM WIDTH=634 HEIGHT=248 BORDER=0> де <IMG SRC=dopc617106.zip NAME=graphics5 ALIGN=BOTTOM WIDTH=257 HEIGHT=56 BORDER=0> , <IMG SRC=dopc617107.zip NAME=graphics6 ALIGN=BOTTOM WIDTH=252 HEIGHT=54 BORDER=0> . Отриманий результат слід інтерпретувати в <a href="Такий" title="Такий">такий</a> спосіб. На відміну від спрямованого випромінювання при регулярному АФР на розкриві джерела, випромінювання просторово-некорельованої джерела не є спрямованим. Діаграма випромінювання такого джерела є багатопелюсткові (рис. 1). Кореляційна функція сигналу у вихідний площині <IMG SRC=dopc617108.zip NAME=graphics7 ALIGN=BOTTOM WIDTH=28 HEIGHT=21 BORDER=0> має форму <IMG SRC=dopc617109.zip NAME=graphics8 ALIGN=BOTTOM WIDTH=37 HEIGHT=41 BORDER=0> , А її ширина, визначальна область кореляції випадкового просторового сигналу в дальній зоні джерела випромінювання дорівнює: - По просторовим частотах <IMG SRC=dopc617110.zip NAME=graphics9 ALIGN=BOTTOM WIDTH=85 HEIGHT=50 BORDER=0> , <IMG SRC=dopc617111.zip NAME=graphics10 ALIGN=BOTTOM WIDTH=82 HEIGHT=48 BORDER=0> , - По кутах <IMG SRC=dopc617112.zip NAME=graphics11 ALIGN=BOTTOM WIDTH=133 HEIGHT=51 BORDER=0> , <IMG SRC=dopc617113.zip NAME=graphics12 ALIGN=BOTTOM WIDTH=137 HEIGHT=54 BORDER=0> , - За координатами <IMG SRC=dopc617108.zip NAME=graphics13 ALIGN=BOTTOM WIDTH=28 HEIGHT=21 BORDER=0> у дальній зоні <IMG SRC=dopc617115.zip NAME=graphics14 ALIGN=BOTTOM WIDTH=145 HEIGHT=48 BORDER=0> , <IMG SRC=dopc617116.zip NAME=graphics15 ALIGN=BOTTOM WIDTH=142 HEIGHT=48 BORDER=0> . Слід звернути увагу, що кутовий розмір області кореляції випадкового просторового сигналу в дальній зоні джерела випромінювання по суті визначається шириною одного пелюстки багатопелюсткові діаграми спрямованості такого джерела випромінювання <IMG SRC=dopc617117.zip NAME=graphics16 ALIGN=BOTTOM WIDTH=33 HEIGHT=24 BORDER=0> , <IMG SRC=dopc617118.zip NAME=graphics17 ALIGN=BOTTOM WIDTH=33 HEIGHT=25 BORDER=0> . Просторові характеристики відбитого сигналу, шуму, що заважають випромінювань і відбитків на розкриві прийомної антени Відбитий сигнал. Просторова структура відбитого від зосередженого об'єкта спостереження сигналу визначається хаотичним або випадковим розподілом його блискучих точок. Завдяки цьому розміри області просторової кореляції такого сигналу слід вважати значно меншими розмірів об'єкта зворотного вторинного випромінювання. Таким чином, сигнал у площині зворотного вторинного Випромінювання можна вважати просторово-некоррелірованнимі. У такому випадку розміри області просторової кореляції відбитого сигналу на розкриві прийомної антени визначаються довжиною <IMG SRC=dopc617119.zip NAME=graphics18 ALIGN=BOTTOM WIDTH=15 HEIGHT=19 BORDER=0> , Геометричними розмірами об'єкта <IMG SRC=dopc617120.zip NAME=graphics19 ALIGN=BOTTOM WIDTH=15 HEIGHT=24 BORDER=0> і відстанню до нього <IMG SRC=dopc617121.zip NAME=graphics20 ALIGN=BOTTOM WIDTH=15 HEIGHT=24 BORDER=0> : <IMG SRC=dopc617122.zip NAME=graphics51 ALIGN=LEFT HSPACE=12 WIDTH=307 HEIGHT=183 BORDER=0> <IMG SRC=dopc617123.zip NAME=graphics21 ALIGN=BOTTOM WIDTH=67 HEIGHT=45 BORDER=0> . <IMG SRC=dopc617124.zip NAME=graphics52 ALIGN=LEFT HSPACE=12 WIDTH=419 HEIGHT=155 BORDER=0> Рис. 1. Діаграма випромінювання джерела просторово - некорельованої сигналу Рис. 2. Пояснення просторової структури заважаючих відбиттів <P CLASS=western ALIGN=JUSTIFY STYLE="text-indent: 0.49in; margin-bottom: 0in; background: #ffffff; border: none; padding: 0in; line-height: 150%; page-break-inside: auto; page-break-before: auto; page-break-after: auto"> Таким чином, область просторової кореляції відбитого сигналу у розкриву приймальної антени визначається твором ширини пелюстка діаграми зворотного вторинного випромінювання об'єкта і відстані по нього. Як правило, розміри області просторової кореляції відбитого сигналу в зоні <a href="Прийому" title="Прийому">прийому</a> значно перевершують <a href="Геометрия" title="Геометрия">геометричні</a> розміри розкриву прийомної антени, <a href="Такий" title="Такий">Такий</a> сигнал по аналогії з <a href="Відповідь" title="Відповідь">відповідним</a> тимчасовим <a href="Сигнал" title="Сигнал">сигналом</a> ( <IMG SRC=dopc617125.zip NAME=graphics22 ALIGN=BOTTOM WIDTH=69 HEIGHT=24 BORDER=0> ) Слід називати просторовим повільно флуктуирующими випадковим <a href="Процес" title="Процес">процесом</a> ( <IMG SRC=dopc617126.zip NAME=graphics23 ALIGN=BOTTOM WIDTH=64 HEIGHT=24 BORDER=0> ). Шуми. Джерелами внутрішніх просторових шумів є канали багатоканального приймального пристрою, підключені до <a href="Відповідь" title="Відповідь">відповідних</a> елементів багатоелементної антени. Ці <a href="Шуми" title="Шуми">шуми</a> є не тільки некоррелірованнимі в часі, а й просторово-некоррелірованнимі. <P CLASS=western ALIGN=JUSTIFY STYLE="text-indent: 0.49in; margin-bottom: 0in; background: #ffffff; border: none; padding: 0in; line-height: 150%; page-break-inside: auto; page-break-before: auto; page-break-after: auto"> Заважають відображення. Заважають відображення обумовлені розсіянням випроміненого системою сигналу розподіленими відбивачами. Область простору розподілених відбивачів, облучаемая або підсвічується зондирующим сигналом, хоча і є обмеженою, але може бути дуже великою, тому що її розміри визначаються спрямованими властивостями передавальної антени і відстанню до підсвічується області відбивачів <IMG SRC=dopc617127.zip NAME=graphics24 ALIGN=BOTTOM WIDTH=20 HEIGHT=24 BORDER=0> (Рис. 2). По відношенню до такого джерела вторинного розсіяного випромінювання приймальня антена РЛС знаходяться не в далекій, а в ближній зоні, оскільки <P CLASS=western ALIGN=JUSTIFY STYLE="text-indent: 0.49in; margin-bottom: 0in; background: #ffffff; border: none; padding: 0in; line-height: 150%; page-break-inside: auto; page-break-before: auto; page-break-after: auto"> <IMG SRC=dopc617128.zip NAME=graphics25 ALIGN=BOTTOM WIDTH=373 HEIGHT=65 BORDER=0> . Тому по відношенню до прийомної антени джерело розсіяного випромінювання повинен розглядатися як нескінченно протяжний. Висновок про те, що розмір області кореляції заважаючих відбиттів у розкриву приймальної антени визначається розміром розкриву передавальної антени <P CLASS=western ALIGN=JUSTIFY STYLE="text-indent: 0.49in; margin-bottom: 0in; background: #ffffff; border: none; padding: 0in; line-height: 150%; page-break-inside: auto; page-break-before: auto; page-break-after: auto"> <IMG SRC=dopc617129.zip NAME=graphics26 ALIGN=BOTTOM WIDTH=253 HEIGHT=87 BORDER=0> є невірним, оскільки концепція, покладена в основу його розрахунку, справедлива тільки для дальньої зони. Враховуючи, що приймальна антена по відношенню до джерела розсіяного випромінювання знаходиться в ближній зоні, можна вважати це зворотне вторинне випромінювання просторово необмеженою некоррелірованнимі випадковим процесом, а заважають відображення у розкриву прийомної антени просторово некоррелірованнимі шумом. Просторово-часова еквівалентність та принципи просторової обробки сигналів Існує подібність, аналогія, еквівалентність між тимчасовими і просторовими <a href="Поняття" title="Поняття">поняттями</a>, уявленнями, категоріями і характеристиками, що веде до аналогії Принципів просторової і часової обробки. Систематизований перелік основних аналогій зведений в таблицю відповідності тимчасової та просторової обробки. Таблиця 1. Таблиця відповідності тимчасової та просторової обробки сигналів <TABLE WIDTH=571 BORDER=1 BORDERCOLOR=#000000 CELLPADDING=7 CELLSPACING=0><COL WIDTH=271><COL WIDTH=271><TR VALIGN=TOP><TD WIDTH=271> Тимчасова </TD><TD WIDTH=271> Просторова </TD></TR><TR VALIGN=TOP><TD WIDTH=271> 1. Междуперіодная часова обробка </TD><TD WIDTH=271> 1.Междуперіодная просторова обробка </TD></TR><TR VALIGN=TOP><TD WIDTH=271> 2. Період повторення ( <IMG SRC=dopc617130.zip NAME=graphics27 ALIGN=BOTTOM WIDTH=21 HEIGHT=23 BORDER=0> ) </TD><TD WIDTH=271> 2. Інтервал між елементами розкриву приймальної антени ( <IMG SRC=dopc617131.zip NAME=graphics28 ALIGN=BOTTOM WIDTH=20 HEIGHT=19 BORDER=0> ) </TD></TR><TR VALIGN=TOP><TD WIDTH=271> 3. Час спостереження - час <a href="Обробка" title="Обробка">обробки </a>( <IMG SRC=dopc617132.zip NAME=graphics29 ALIGN=BOTTOM WIDTH=23 HEIGHT=23 BORDER=0> ) </TD><TD WIDTH=271> 3. Простір спостереження - <a href="Простір" title="Простір">простір</a> обробки ( <IMG SRC=dopc617133.zip NAME=graphics30 ALIGN=BOTTOM WIDTH=49 HEIGHT=24 BORDER=0> ) </TD></TR><TR VALIGN=TOP><TD WIDTH=271> 4. Інтервал кореляції флуктуацій (інтервал когерентності) випадкового процесу ( <IMG SRC=dopc617134.zip NAME=graphics31 ALIGN=BOTTOM WIDTH=59 HEIGHT=24 BORDER=0> ) </TD><TD WIDTH=271> 4. Область кореляції флуктуацій (область когерентності) випадкового просторового <a href="Сигнал" title="Сигнал">сигналу </a>( <IMG SRC=dopc617135.zip NAME=graphics32 ALIGN=BOTTOM WIDTH=52 HEIGHT=24 BORDER=0> ) </TD></TR><TR VALIGN=TOP><TD WIDTH=271> 5.Коеффіціент междуперіодной кореляції флуктуацій випадкового процесу ( <IMG SRC=dopc617136.zip NAME=graphics33 ALIGN=BOTTOM WIDTH=39 HEIGHT=24 BORDER=0> ) </TD><TD WIDTH=271> 5. Коефіцієнт междуканальной кореляції випадкового просторового сигналу ( <IMG SRC=dopc617136.zip NAME=graphics34 ALIGN=BOTTOM WIDTH=39 HEIGHT=24 BORDER=0> ) </TD></TR><TR VALIGN=TOP><TD WIDTH=271> 6. Спектральна (швидкісна) селекція </TD><TD WIDTH=271> 6. Спектральна (кутова) селекція </TD></TR><TR VALIGN=TOP><TD WIDTH=271> 7. Радіальна швидкість об'єкта ( <IMG SRC=dopc617138.zip NAME=graphics35 ALIGN=BOTTOM WIDTH=19 HEIGHT=23 BORDER=0> ) </TD><TD WIDTH=271> 7. Кутове відхилення об'єкта спостереження від нормалі до розкриву приймальної антени ( <IMG SRC=dopc617139.zip NAME=graphics36 ALIGN=BOTTOM WIDTH=23 HEIGHT=24 BORDER=0> ) </TD></TR><TR VALIGN=TOP><TD WIDTH=271> 8. Доплеровське зсув частоти відбитого сигналу або заважаючих відбиттів <IMG SRC=dopc617140.zip NAME=graphics37 ALIGN=BOTTOM WIDTH=167 HEIGHT=43 BORDER=0> </TD><TD WIDTH=271> 8. Просторова (кутова) частота відбитого сигналу або що заважає випромінювання <IMG SRC=dopc617141.zip NAME=graphics38 ALIGN=BOTTOM WIDTH=184 HEIGHT=43 BORDER=0> </TD></TR><TR VALIGN=TOP><TD WIDTH=271> 9. Доплеровский набіг фази відбитого сигналу або заважаючих відбиттів за період повторення <IMG SRC=dopc617142.zip NAME=graphics39 ALIGN=BOTTOM WIDTH=89 HEIGHT=25 BORDER=0> <IMG SRC=dopc617143.zip NAME=graphics40 ALIGN=BOTTOM WIDTH=92 HEIGHT=25 BORDER=0> </TD><TD WIDTH=271> 9. Поканального набіг фази відбитого сигналу або що заважає випромінювання <IMG SRC=dopc617144.zip NAME=graphics41 ALIGN=BOTTOM WIDTH=79 HEIGHT=24 BORDER=0> <IMG SRC=dopc617145.zip NAME=graphics42 ALIGN=BOTTOM WIDTH=83 HEIGHT=23 BORDER=0> </TD></TR></TABLE></COL></COL> Наявність принципового подоби часових і просторових характеристик <a href="Сигнал" title="Сигнал">сигналів</a> і перешкод дозволяє сформулювати основні принципи просторової обробки на базі відомих принципів часової обробки. 1. Просторова <a href="Обробка" title="Обробка">обробка</a> сигналів ділиться на просторову когерентну компенсацію заважають випромінювань і просторове <a href="Когерентне_накопичення_сигналу" title="Когерентне накопичення сигналу">когерентне накопичення сигналу</a>. 2. Просторова когерентна компенсація заважають випромінювань призначена для їх придушення і вирівнювання (обеліванія) їх кутового спектра. 3. Просторове когерентне накопичення сигналу призначено для повного використання енергії прийнятого сигналу з усього розкриву приймальної антени з метою його виділення. Просторове когерентне накопичення сигналу Просторове когерентне накопичення з усього розкриву прийомної антени еквівалентно тимчасовому когерентному накопиченні на всьому інтервалі спостереження. Якщо тимчасове когерентне накопичення сигналу здійснюється шляхом компенсації доплерівського зсуву частоти сигналу (корекції доплерівського набігу фази сигналу за період повторення) і подальшого тимчасового інтегрування (чересперіодного підсумовування), то просторове когерентне накопичення сигналу здійснюється шляхом компенсації кутового направлення на об'єкт спостереження (мета), т. е. корекції поканального набігу фази прийнятого сигналу, і наступного просторового інтегрування (междуканального підсумовування) сигналу по всьому розкриву антени (рис. 3). За допомогою фазовращателей забезпечується синфазность сигналів, прийнятих окремими елементами рвскрива. Междуканальное підсумовування призводить до синфазного (когерентному) додаванню цих сигналів. Така схема забезпечує формування зони кутовий фільтрації тільки для одного кутового напрями (рис. 4). Для кутовий фільтрації одночасно декількох напрямів потрібна така ж кількість діаграммообразуюшіх каналів. Просторове когерентне накопичення, тобто, фазова корекція і між-канальне підсумовування, може здійснюватися як на високій, так і на проміжній частоті. <IMG SRC=dopc617146.zip NAME=graphics53 ALIGN=LEFT HSPACE=12 WIDTH=258 HEIGHT=164 BORDER=0> Прикладом пристрою просторового когерентного накопичення сигналу є параболічна антена, у фокусі <a href="Дзеркала" title="Дзеркала">дзеркала</a>, якої за законами <a href="Геометрия" title="Геометрия">геометричної</a> оптики відбувається синфазное (когерентне) складання сигналів з усього розкриву антени за умови, що фронт хвилі паралельний площині розкриву, тобто <IMG SRC=dopc617147.zip NAME=graphics54 ALIGN=LEFT HSPACE=12 WIDTH=246 HEIGHT=142 BORDER=0> Рис. 3. Схема просторового когерентного накопичення сигналу. Рис. 4. Діаграма спрямованості антени - зона кутовий фільтрації сигналу. <IMG SRC=dopc617148.zip NAME=graphics55 ALIGN=LEFT HSPACE=12 WIDTH=259 HEIGHT=154 BORDER=0> Рис. 5. Параболічна антена - пристрій просторового когерентного накопичення сигналу. напрям прийому <a href="Перпендикуляр" title="Перпендикуляр">перпендикулярно</a> площині розкриву (рис. 5), Відмінною особливістю багатоелементної антени, тобто антени типу ФАР, по <a href="Порівняння" title="Порівняння">порівняння</a> із дзеркальною антеною є можливість формування одночасно декількох діаграм спрямованості (зон кутовий фільтрації) і можливість швидкого <a href="Електроніка" title="Електроніка">електронного</a> сканування (переміщення) діаграми спрямованості в заданому тілесному куті простору спостереження шляхом <a href="Відповідь" title="Відповідь">відповідного</a> <a href="Управління" title="Управління">управління</a> розподілом фазових зрушень, що забезпечуються фазообертачі. Ефективність просторового когерентного накопичення сигналу, за аналогією з ефективністю тимчасового когерентного накопичення, визначається числом синфазно сумовних сигналів: , <IMG SRC=dopc617149.zip NAME=graphics43 ALIGN=BOTTOM WIDTH=182 HEIGHT=58 BORDER=0> тобто загальним числом елементів розкриву прийомної антени. Враховуючи, що розподіл з дискретною апертурою еквівалентно розподілу з безперервною апертурою, якщо елементи розташовані з інтервалом в половину довжини хвилі <IMG SRC=dopc617150.zip NAME=graphics44 ALIGN=BOTTOM WIDTH=78 HEIGHT=55 BORDER=0> , Ефективність просторового когерентного накопичення сигналу може бути пов'язана з широко поширеною характеристикою-коефіцієнтом спрямованої дії антени <IMG SRC=dopc617151.zip NAME=graphics45 ALIGN=BOTTOM WIDTH=21 HEIGHT=24 BORDER=0> : <IMG SRC=dopc617152.zip NAME=graphics46 ALIGN=BOTTOM WIDTH=371 HEIGHT=88 BORDER=0> , звідки <IMG SRC=dopc617153.zip NAME=graphics47 ALIGN=BOTTOM WIDTH=157 HEIGHT=58 BORDER=0> . Таким чином, ефективність просторового когерентного накопичення сигналу за величиною близька до коефіцієнта посилення антени G <IMG SRC=dopc617154.zip NAME=graphics48 ALIGN=BOTTOM WIDTH=149 HEIGHT=33 BORDER=0> , який при відносному рівні бічних пелюсток, назад пропорційному коефіцієнту спрямованої дії, виявляється удвічі менше останнього: <IMG SRC=dopc617155.zip NAME=graphics49 ALIGN=BOTTOM WIDTH=71 HEIGHT=56 BORDER=0> , <IMG SRC=dopc617156.zip NAME=graphics50 ALIGN=BOTTOM WIDTH=82 HEIGHT=54 BORDER=0> . ЛІТЕРАТУРА <OL><LI> Охріменко А.Є. Основи вилучення, обробки і передачі інформації. (В 6 частинах). Мінськ, БДУІР, 2004. <LI> Девятко Н.Д., Голант М.Б., Реброва Т.Б.. Радіоелектроніка та медицина. -Мн. - Радіоелектроніка, 2002. <LI> Медична <a href="техніка" title="техніка">техніка</a>, М., Медицина 1996-2000 р. <LI> Сіверс А.П. Проектування радіоприймальних пристроїв, М., Радіо і зв'язок, 2006. <LI> Чердинцев В.В. Радіотехнічні системи. - Мн.: Вища <a href="Школа" title="Школа">школа</a>, 2002. <LI> Радіотехніка та електроніка. Межведоств. темат. наук. збірник. Вип. 22, Мінськ, БДУІР, 2004. </OL></LI></LI></LI></LI></LI></LI>
	</div>

Будь ласка, не зберігайте тестовий текст.
Ваш ip: 13.58.57.131 буде збережений.

категорії
за типом
за алфавітом
завантажені