Накопление пачки некогерентных сигналов

 

Нами был рассмотрен вопрос когерентного накопления пачки радиоимпульсов, т.е. сигналов, фазы которых жестко связаны между собой. Некогерентное накопление заключается в суммировании импульсов после детектора, т.е. при обработке сигнала в виде пачки радиоимпульсов с независимыми начальными фазами.

Рис. 4.7. Кривые, связывающие значение пороговой энергии одного импульса прямоугольной пачки с числом импульсов М: а – для линейного (сплошная) и квадратичного (пунктир) суммирования (D=0,5, F=10-10), б – для некогерентного (сплошная) и когерентного (пунктир) суммирования (D=0,5, F=10-10)

He приводя сложных формул, покажем выигрыш от некогерентного суммирования М импульсов по сравнению со случаем одного радиоимпульса. Кривые для оценки выигрыша некогерентного суммирования нефлюктуирующей пачки с прямоугольной огибающей приведены на рис. 4,7,а. Эти кривые построены при фиксированных значениях .

По оси ординат отложено число суммируемых импульсов М от 1 до 10, по оси абсцисс – необходимое превышение энергии одного импульса Э_и над спектральной плотностью шума на входе оптимального фильтра. Величина превышения 13,5 дБ при М = 1 соответствует точке F = 10^-10 , D=0,5 кривой обнаружения одиночного импульса со случайной начальной фазой.

Штриховая кривая показывает зависимость числа суммируемых импульсов М при квадратичном суммировании от необходимого превышения энергии одного импульса над спектральной плотностью шума. Сплошная кривая соответствует линейному суммированию. Незначительная разница между кривыми показывает, что для малого уровня ложной тревоги и большой вероятности правильного обнаружения пороговый сигнал при квадратичном и линейном суммировании практичеcки одинаков. Суммирование большого числа импульсов понижает пороговый уровень энергии каждого импульса в пачке. Например, при переходе от одного к 10 импульсам в пачке пороговый уровень снижается на 8 дБ, при переходе к 100 – на 15,5 дБ.

Некогерентное накопление проигрывает когерентному, что поясняется кривыми для D= 0,9, F = 10^-7, приведенными на рис. 8, б. Сплошная кривая соответствует некогерентному накоплению. Заметим, что она совпадает с кривыми рис. 4.7, а. Это означает, что относительное изменение пороговой энергии при изменении вероятностей D и F практически не зависит от числа импульсов в пачке. Когерентному накоплению соответствует штриховая кривая. Возможность обнаружения в этом случае определяется

Рис. 4.8. Потери энергии в децибелах при некогерентном интегрировании по сравнению с когерентным, D=0,9, F=10-7

отношением энергии всей пачки к спектральной плотности N₀, поэтому при переходе от одного импульса к М пороговая энергия уменьшается в М раз. Потери энергии при некогерентном накоплении по сравнению с когерентным показаны на рис. 4.8 (расчет выполнен для D=0,9, F = 10^-7). С увеличением числа импульсов в пачке потери возрастают. Например, для М = 10 потери равны всего 2 дБ, а при М = 1000 потери составляют уже около 9 дБ. Вместе с тем применение некогерентного накопления импульсов целесообразно, если нельзя копить когерентно.

Рис. 4.9. Схема обработки некогерентной пачки импульсов

Возможная схема обработки некогерентной пачки импульсов представлена на рис. 4.9, где ДО – детектор огибающей пачки, ФПО – фильтр последетекторной обработки, осуществляющий весовое суммирование (накопление) пачки импульсов.