2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、非相參積累的最佳加權(quán)檢測(cè)器 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),第三講 主要內(nèi)容,§1 非相參脈沖串的似然比檢測(cè),NP準(zhǔn)則:在允許一定虛警概率條件下,使漏警概率達(dá)到最小,或使檢測(cè)概率達(dá)到最大。,優(yōu)化函數(shù)(總錯(cuò)誤函數(shù)):,如果輸入為:,則x(t)的概率分布密度函數(shù)為:,如果輸入為:,則x(t)的概率分布密度函數(shù)為:,則根據(jù)觀測(cè)空間的劃分,虛警概率為:,檢測(cè)概率為:,則總錯(cuò)誤概率為:,則劃分到H1的點(diǎn)應(yīng)該滿足:,則劃分到H0的點(diǎn)應(yīng)該滿足

2、:,即:,基于似然比的最佳檢測(cè)系統(tǒng),§1 非相參脈沖串的似然比檢測(cè),一、單次信號(hào)的似然比檢測(cè) 回波中頻信號(hào),§1 非相參脈沖串的似然比檢測(cè),一、單次信號(hào)的似然比檢測(cè) 回波復(fù)包絡(luò)信號(hào),離散化,§1 非相參脈沖串的似然比檢測(cè),一、單次信號(hào)的似然比檢測(cè) 噪聲,§1 非相參脈沖串的似然比檢測(cè),§1 非相參脈沖串的似然比檢測(cè),§1 非相參脈沖串的似然比

3、檢測(cè),(1)式可轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪恍问?,這是因 , 為隨機(jī)相位,0~2?均勻分布,§1 非相參脈沖串的似然比檢測(cè),二、脈沖串的似然比檢測(cè),§1 非相參脈沖串的似然比檢測(cè),二、脈沖串的似然比檢測(cè),§1 非相參脈沖串的似然比檢測(cè),二、脈沖串的似然比檢測(cè),§1 非相參脈沖串的似然比檢測(cè),1、當(dāng) 較小時(shí),,判決式變?yōu)椋?為天線方向圖四次方調(diào)制,所以

4、 為接收機(jī)平方律檢波輸出包絡(luò)進(jìn)行天線方向圖四次方加權(quán),達(dá)到最優(yōu)性能。,§1 非相參脈沖串的似然比檢測(cè),2、當(dāng) >>1 時(shí),,為線性檢波輸出經(jīng)天線二次方加權(quán),判決式變?yōu)椋?§1 非相參脈沖串的似然比檢測(cè),3、實(shí)現(xiàn):,§2 雙極點(diǎn)濾波器,一、原理: 該濾波器的脈沖響應(yīng)時(shí)間函數(shù) 近似為最佳加權(quán),§2 雙極點(diǎn)濾波器,§2 雙極點(diǎn)濾波器,差分方程,Z

5、變換,雙極點(diǎn)為:,§2 雙極點(diǎn)濾波器,取 ,且 ,Z1,Z2為一對(duì)共軛極點(diǎn),其響應(yīng)最接近天線四次方加權(quán),傳遞函數(shù)為:,§2 雙極點(diǎn)濾波器,由K1和K2得到:,§2 雙極點(diǎn)濾波器,H(Z)的反變換為濾波器的脈沖響應(yīng):,§2 雙極點(diǎn)濾波器,二、最佳K1,K2,代?0入K1,K2中,由輸出S/N最大,得K1和K2之最佳值,§

6、;2 雙極點(diǎn)濾波器,二、最佳K1,K2,§2 雙極點(diǎn)濾波器,搜索得(S/N)max時(shí),?=0.63,n?dTr=2.2;令3dB波束內(nèi)脈沖數(shù)為n,則:,§2 雙極點(diǎn)濾波器,表一、n,K1,K2,(S/N)o,(S/N)opt值,§2 雙極點(diǎn)濾波器,這里(S/N)o與(S/N)opt僅差0.15dB,這是由于 h(j) 和 有微小差異造成。雙極點(diǎn)濾波器可在模擬進(jìn)行,

7、省去A/D,但精確的K1、K2難實(shí)現(xiàn)。如用數(shù)字實(shí)現(xiàn),K1、K2 應(yīng)為12位精度較好,§2 雙極點(diǎn)濾波器,三、角精度過(guò)門(mén)限估計(jì)器測(cè)角法最大值估計(jì)器: ?Amax為輸出幅度最大值時(shí)之角度,§3 各種檢測(cè)其性能比較,§4 影響積累檢測(cè)器性能的因素,一

8、、幅度分層數(shù)的影響,? 當(dāng) A/D位數(shù)大于4位后,損失很小,§4 影響積累檢測(cè)器性能的因素,一、幅度分層數(shù)的影響,a為信噪比, 為分層后信號(hào)中信息量與全部信息量之比;可見(jiàn)A/D>4bits,損失極小。,§4 影響積累檢測(cè)器性能的因素,二、天線波束形狀的影響,天線方向圖函數(shù) G(?),高斯形,3dB夾角為?0,信號(hào):,§4 影響積累檢測(cè)器性能的因素,三、目標(biāo)起

9、伏的影響 1、起伏分類,(一)Swerling I 型(scan to scan),§4 影響積累檢測(cè)器性能的因素,三、目標(biāo)起伏的影響 1、起伏分類,(二)Swerling II 型(pulse to pulse),§4 影響積累檢測(cè)器性能的因素,三、目標(biāo)起伏的影響 1、起伏分類,(三)Swerling III 型(scan to scan),§4 影響積累檢測(cè)器性能的因素,三

10、、目標(biāo)起伏的影響 1、起伏分類,(四)Swerling IV 型(pulse to pulse),§4 影響積累檢測(cè)器性能的因素,2、對(duì)PD的影響,非起伏單次檢測(cè)概率,Swerling I 和 III:慢起伏,波束內(nèi)脈沖相關(guān),PD計(jì)算相同; 多次scan,而計(jì)算平均,§4 影響積累檢測(cè)器性能的因素,2、對(duì)PD的影響,非起伏單次檢測(cè)概率,Swerling II 和 IV:

11、快起伏,單次檢測(cè)的平均檢測(cè)概率:,§4 影響積累檢測(cè)器性能的因素,結(jié)論:1) S/N 高時(shí),I, III比II, IV 差4dB 2) 起伏比非起伏差 2~8 dB,信噪比,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),一、引言? 目標(biāo)分類 ? 非起伏—信號(hào)回波包絡(luò) S=const.,噪聲為Random ? 起伏—信號(hào)回波包絡(luò) S和N 均為Random? 起伏原因

12、 ? RCS起伏:視角變1°,RCS變化10dB; 機(jī)頭、機(jī)尾差30~40dB. RCS隨機(jī) ? S隨機(jī) ? FA ? S隨機(jī),目標(biāo)RCS變化,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),一、引言? 起伏損失: 達(dá)相同性能,起伏比非起伏所需增加的 信噪比,Lf

13、例:? 注: 此處不考慮天線方向圖調(diào)制,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),二、目標(biāo)起伏類型 Swerling四種起伏模型 慢 快指數(shù)模型 I II

14、?²模型 III IV P?0 為輸入信號(hào)噪聲功率比 無(wú)起伏 Swerling 0 型 ——理想模型,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),三、起伏目標(biāo)條件下非相參積累器的檢測(cè)性能模型,,采

15、用直接相加的線性積累器,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),1、Swerling 0 型(不起伏)? v的分布,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),1、Serling 0 型? v的分布,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),v的特征函數(shù) ?v(t) 為,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),v的特征函數(shù) ?v(t) 為,,代入v的表達(dá)式,如果是非獨(dú)

16、立的隨機(jī)變量,這里應(yīng)該是什么?,,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),v的特征函數(shù) ?v(t) 為,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),vN的分布,,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),2、當(dāng)起伏時(shí) P起伏 ? x起伏(相同)Swerling I 型:,同一掃描(波束內(nèi)), N個(gè)信號(hào)非起伏, ?VN(t)滿足(3-1)式。掃描間起伏,則計(jì)算特征函數(shù)的平均值:,§5 起伏目標(biāo)

17、的非相參檢測(cè),2、當(dāng)起伏時(shí) P起伏 ? x起伏(相同)Swerling I 型:,則v的概率密度函數(shù)為:,,不完全Gamma函數(shù),,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),Swerling I型目標(biāo)的檢測(cè)概率和信噪比、非相參積累脈沖數(shù)N的關(guān)系,Pf=10-6。,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),Swerling II 型(快起伏),單脈沖檢波輸出的平均特征函數(shù)

18、,波束內(nèi)N個(gè)脈沖的特征函數(shù),,單次檢測(cè)的特征函數(shù),,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),Swerling II 型(快起伏),反變換得:,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),Swerling III 型(慢起伏),掃描間平均特征函數(shù):,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),Swerling IV 型(快起伏),脈沖間平均特征函數(shù):,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),Swerling IV 型,§

19、5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),1、對(duì)單次檢測(cè)性能 pd>0.3 起伏性能惡化 pd<0.3 起伏性能更好2、Lf與PF關(guān)系不大, 當(dāng)PF=10-2~10-14 時(shí),Lf值不超過(guò)2dB,四、某些結(jié)論,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),3、各種起伏的比較PD?0.3時(shí),I

20、, III損失比II, IV大;PD ?0.3時(shí),III比I好,IV比II好PD <0.3時(shí),情況反之,n=10,Pf=10-8,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),隨N的增加,快起伏性能上升,當(dāng)N?100后,快起伏與0型幾乎相同。,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),積累后,快起伏比慢起伏好的原因,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),積累后,快起伏比慢起伏好的原因? 起伏回波等效于非起伏目標(biāo)加有色噪

21、聲? 積累器相當(dāng)于低通濾波器(虛線)? 慢起伏噪聲部分頻譜為低頻分量,不能被積累消除? 快起伏噪聲部分頻譜多為高頻分量,積累可消除大部分? 因此,將回波從慢起伏?快起伏(如捷變頻),可改善檢測(cè)性能,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),五、起伏目標(biāo)的雙門(mén)限檢測(cè)(一)PD,1、 Swerling 0 型,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),五、起伏目標(biāo)的雙門(mén)限檢測(cè)(一)PD,2、 Swerling I 型,

22、67;5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),五、起伏目標(biāo)的雙門(mén)限檢測(cè)(一)PD,3、 Swerling II 型,* 同樣可得Swerling III, IV型的PD。,§5 起伏目標(biāo)的非相參檢測(cè),五、起伏目標(biāo)的雙門(mén)限檢測(cè)(二) 最佳門(mén)限 步驟:? 給N, PF, PD,選定一個(gè)m,得到Ps,Pf和Yb,進(jìn)一步可以得到 ? 變化m,算出相應(yīng)的? 找出對(duì)應(yīng)的 之m,即為mopt,&

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