Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Отчет по лабораторной работе №2
Вариант 21(1)
Журавлев А.С. МП-57М
|
№ вар. |
|
|
Fd |
50 |
|
Fs |
5 |
Задание 1. Исследование характеристик обнаружителя когерентной пачки
1.1 Схема обнаружителя когерентной пачки
getSignal
визуализация
btFilter
aDetect
Пороговое устройство,
счетчик
getSignal.m – функция формирования пачки радиоимпульсов для устройства когерентной обработки (амплитуда импульсов постоянна в пределах пачки);
btFilter.m – функция, моделирующая работу фильтра, согласованного с пачкой радиоимпульсов;
aDetect.m – функция, моделирующая работу амплитудного детектора.
1.2 Когерентная обработка пачки без флуктуаций
Определим вероятность ложной тревоги, при заданном пороговом значении в 20,4 - F = 0.0980 < 0.1 - > порог нас устраивает.
Определим вероятность ложной тревоги, при заданном пороговом значении в 24,4 - F = 0.0190 > 0.01 - > порог нас не устраивает, увеличим до 25, F = 0.01.
|
=0,1 (порог 20,4) |
=0,01 (порог 25) |
||||
|
Рекомендуемое |
Фактическое |
Рекомендуемое |
Фактическое |
||
|
0.01 |
0.0099 |
0.2860 |
0.01 |
0.0097 |
0.1080 |
|
0.02 |
0.0201 |
0.5840 |
0.02 |
0.0192 |
0.2360 |
|
0.03 |
0.0309 |
0.7220 |
0.03 |
0.0296 |
0.4140 |
|
0.04 |
0.0392 |
0.8380 |
0.04 |
0.0408 |
0.5880 |
|
0.05 |
0.0521 |
0.9100 |
0.05 |
0.0514 |
0.7320 |
|
0.06 |
0.0564 |
0.9580 |
0.06 |
0.0578 |
0.8440 |
|
0.07 |
0.0747 |
0.9740 |
0.07 |
0.0693 |
0.9140 |
|
0.08 |
0.0768 |
0.9860 |
0.08 |
0.0798 |
0.9580 |
|
0.09 |
0.0911 |
0.9980 |
0.09 |
0.0875 |
0.9800 |
|
0.1 |
0.0976 |
0.9980 |
0.1 |
0.0901 |
0.9900 |
Чем больше отношение сигнал/шум, тем большая вероятность правильного обнаружения сигнала. График с F=0.01 ниже, чем с F=0.1, ввиду того, что накладываются дополнительные требования на вероятность ложной тревоги, из-за которой увеличивается порог, а вероятность правильного обнаружения снижается.
1.3 Когерентная обработка пачки с медленными флуктуациями
|
=0,1 (порог 20,4) |
=0,01 (порог 25) |
||||
|
Рекомендуемое |
Фактическое |
Рекомендуемое |
Фактическое |
||
|
0.01 |
0.0090 |
0.300 |
0.01 |
0.0093 |
0.114 |
|
0.02 |
0.0206 |
0.444 |
0.02 |
0.0167 |
0.182 |
|
0.03 |
0.0271 |
0.562 |
0.03 |
0.0303 |
0.320 |
|
0.04 |
0.0365 |
0.632 |
0.04 |
0.0363 |
0.434 |
|
0.05 |
0.046 |
0.662 |
0.05 |
0.0460 |
0.510 |
|
0.06 |
0.0558 |
0.710 |
0.06 |
0.0545 |
0.55 |
|
0.07 |
0.0626 |
0.724 |
0.07 |
0.0604 |
0.572 |
|
0.08 |
0.0751 |
0.762 |
0.08 |
0.0765 |
0.660 |
|
0.09 |
0.0789 |
0.778 |
0.09 |
0.0782 |
0.652 |
|
0.1 |
0.0923 |
0.8 |
0.1 |
0.0880 |
0.678 |
По сравнению с нефлуктуирующим сигналом, вероятность правильного определения уменьшилась для обоих случаев вероятностей ложной тревоги. Вывод о конкретном графике тот же, что и в п.2.
1.4 Примеры эпюр
=0 F=0.1 без флуктуаций
=0,5 F=0.1 без флуктуаций
=0 F=0.01 флуктуирующий сигнал
=0,5 F=0.01 флуктуирующий сигнал
(Временные диаграммы, иллюстрирующие работу обнаружителя когерентной пачки радиоимпульсов: а – входной сигнал в смеси с шумом, отношение сигнал/шум, б – сигнал после обработки коррелятором (фильтром, согласованным с пачкой), в – сигнал после амплитудного детектора.)
Задание 2. Исследование характеристик обнаружителя некогерентной пачки
2.1 Схема обнаружителя некогерентной пачки
Пороговое
устройство,
некогерентный
накопитель,
счетчик
визуализация
getSignal2
impFilter
aDetect
getSignal2.m – функция формирования пачки радиоимпульсов для устройства некогерентной обработки (с возможностью изменения амплитуды импульсов в пределах пачки):
impFilter.m – функция, моделирующая работу фильтра, согласованного с отдельным радиоимпульсом;
aDetect.m – функция, моделирующая работу амплитудного детектора.
2.2 Некогерентная обработка пачки при наличии медленных флуктуаций.
Определим вероятность ложной тревоги, при заданном пороговом значении в 30 - F = 0.049 < 0.1 - > порог нас устраивает.
Определим вероятность ложной тревоги, при заданном пороговом значении в 35- F = 0.004 < 0.01 - > порог нас устраивает.
|
=0,1 (порог 30) |
=0,01 (порог 35) |
||||
|
Рекомендуемое |
Фактическое |
Рекомендуемое |
Фактическое |
||
|
0.025 |
0.0241 |
0.334 |
0.025 |
0.0250 |
0.130 |
|
0.05 |
0.0558 |
0.466 |
0.05 |
0.0506 |
0.290 |
|
0.075 |
0.0766 |
0.624 |
0.075 |
0.0642 |
0.426 |
|
0.1 |
0.0954 |
0.658 |
0.1 |
0.1000 |
0.554 |
|
0.125 |
0.1334 |
0.752 |
0.125 |
0.1099 |
0.600 |
|
0.15 |
0.1602 |
0.760 |
0.15 |
0.1340 |
0.670 |
|
0.175 |
0.1675 |
0.808 |
0.175 |
0.1812 |
0.680 |
|
0.2 |
0.2043 |
0.806 |
0.2 |
0.2011 |
0.702 |
|
0.225 |
0.2228 |
0.840 |
0.225 |
0.2260 |
0.740 |
|
0.25 |
0.2379 |
0.864 |
0.25 |
0.2515 |
0.754 |
Чем больше SNR, тем выше вероятность правильного обнаружения. Чем меньше значение вероятности ложной тревоги нам необходимо, тем меньшую вероятность правильного обнаружения мы получим.
При когерентной обработке используется фильтр, согласованный со всей пачкой, а при некогерентной - СФ с одиночным радиоимпульсом и затем только сложение импульсов, избавленных от случайной фазы несущих. Операция амплитудного детектирования сопровождается энергетическими потерями (потерями некогерентного накопления). В когерентной пачке накопление сигнала производится до детектора, поэтому потери детектирования практически отсутствуют
Ввиду этого, при использовании некогерентной обработки, получаем меньшую вероятность правильного обнаружения, при тех же значениях SNR.
2.3 Некогерентная обработка пачки при наличии быстрых флуктуаций.
|
=0,1 (порог 30) |
=0,01 (порог 35) |
||||
|
Рекомендуемое |
Фактическое |
Рекомендуемое |
Фактическое |
||
|
0.025 |
0.0226 |
0.298 |
0.025 |
0.0250 |
0.072 |
|
0.05 |
0.0436 |
0.558 |
0.05 |
0.0466 |
0.274 |
|
0.075 |
0.0649 |
0.728 |
0.075 |
0.0663 |
0.486 |
|
0.1 |
0.0955 |
0.856 |
0.1 |
0.105 |
0.644 |
|
0.125 |
0.1179 |
0.904 |
0.125 |
0.1132 |
0.742 |
|
0.15 |
0.1348 |
0.918 |
0.15 |
0.1294 |
0.814 |
|
0.175 |
0.1531 |
0.968 |
0.175 |
0.1756 |
0.844 |
|
0.2 |
0.1954 |
0.97 |
0.2 |
0.1882 |
0.916 |
|
0.225 |
0.2127 |
0.982 |
0.225 |
0.2121 |
0.94 |
|
0.25 |
0.2398 |
0.986 |
0.25 |
0.2375 |
0.936 |
Чем больше SNR, тем выше вероятность правильного обнаружения. Чем меньше значение вероятности ложной тревоги нам необходимо, тем меньшую вероятность правильного обнаружения мы получим.
По сравнению с графиком п.2.2. заметно лучшее значение вероятности правильного обнаружения, в связи с тем, что имеются быстрые флуктуации, при детектировании которых, как известно, из семинара 3, необходимо меньшее значение SNR.
2.4 Примеры эпюр
=0 F=0.1 медленнофлуктуирующий сигнал
=0.15 F=0.1 медленнофлуктуирующий сигнал
=0 F=0.01 быстрофлуктуирующий сигнал
=0.15 F=0.01 быстрофлуктуирующий сигнал
Ответы на вопросы для контроля:
ложная тревога – ситуация, когда принимается решение о наличии сигнала, когда в действительности сигнал отсутствует;
пропуск сигнала – ситуация, в которой при наличии сигнала принимается решение, что его нет.
Вероятности этих ошибок называются вероятностями ложной тревоги и пропуска сигнала . Часто вместо используют другую характеристику - вероятность правильного обнаружения .
Заключается в требовании минимума вероятности пропуска сигнала (максимума вероятности правильного обнаружения) при заданном значении вероятности ложной тревоги.
Пачечный сигнал получается при радиолокационном круговом обзоре, осуществляемом последовательным перемещением луча антенны в пространстве. Импульсы отраженного сигнала поступают на вход приемника радиолокационной станции (РЛС), когда объект находится в пределах луча антенны. Период следования пачек, равный времени обзора пространства, обычно много больше длительности пачки. Обычно обнаружение ведется в пределах каждой пачки.
Число импульсов в пачке можно оценить формулой
.
Здесь - ширина диаграммы направленности антенны РЛС по уровню половинной мощности; - угловая скорость движения (вращения) антенны; - период следования зондирующих импульсов.
Когерентные и некогерентные.
В когерентной пачке радиоимпульсов начальная фаза несущей каждого радиоимпульса является детерминированной функцией времени.
В некогерентной пачке начальные фазы несущей радиоимпульсов неизвестны, часто случайны.
медленно флуктуирующий сигнал, имеющий место при ; в этом случае ;
быстро флуктуирующий сигнал при ; в этом случае (N - число импульсов в пачке).
Из всех параметров обнаружителя вводится только уровень порога, величина которого определяется заданной вероятностью ложной тревоги. Остальные параметры обнаружителя задаются параметрами сигнала, определенными ранее.
Далее под одиночным экспериментом подразумевается обработка отдельной пачки радиоимпульсов, а результатом опыта являются статистические данные по заданному количеству экспериментов (числу обработанных пачек) – вероятность ложной тревоги и вероятность правильного обнаружения .