雷达系统中的信号处理介绍

文摘   2024-07-30 14:09   贵州  

雷达系统的基本任务是找到与鲁棒性相关的问题的适当解决方案信号处理和信号参数的定义。现在有很多书和论文发表在专门研究雷达系统噪声信号处理的期刊上,但涉及许多关键问题仍未解决。解决这些问题的新方法不仅使我们能够总结调查结果而且还可以在雷达系统中的噪声中获得更好的鲁棒信号处理质量。

本书探讨了复杂雷达系统(CRS)中的鲁棒信号处理问题基于噪声中信号处理的广义方法。信号的广义方法噪声处理是基于一个看似抽象的概念提出的:引入一个额外的不携带任何信号信息的噪声源,以提高CRS的定性性能。理论和实验研究得出的结论是CRS中噪声信号处理的广义方法允许制定决策基于确定均值和方差的联合充分统计量的规则似然函数。经典和现代信号处理方法的使用使我们能够仅定义似然函数(或泛函)均值的充分统计量。

与其他信息相比,关于似然函数统计特征的额外信息的存在使得CRS中鲁棒信号处理的定性性能更好经典和现代理论的最优信号处理算法。广义方法信号处理使我们能够扩展潜在抗噪性集的众所周知的边界基于经典和现代信号处理理论。基于广义的CRS的使用噪声中的信号处理方法使我们能够获得更好的检测性能,特别是与基于最优和渐近最优信号构建的CRS相比经典和现代信号处理理论的处理算法。

为了更好地理解广义方法的基本陈述和概念,雷达系统是电气工程领域的重要组成部分一般来说,工程课程的重点通常是电气使用的基本工具工程师,如电路设计、信号、固态、数字处理、电子设备、电磁学、自动控制、微波等。在电气工程的现实世界中然而,在实践中,这些只是构成某种类型的技术、零件或子系统用于有用目的的系统。

雷达系统设计涉及多个方面。然而,在新的雷达系统能够在制造过程中,必须进行概念设计以指导实际开发,采取考虑到雷达系统必须满足客户和用户友好的要求。概念设计涉及根据以下内容确定雷达系统的特征雷达方程和相关方程以及子系统的一般特征,如可能使用的发射机、天线、接收机、信号处理等。没有系统方法,就无法形成概念设计。另一个重要步骤是定义结构雷达中用于实现现代鲁棒信号的计算机子系统处理算法。

应该指出的是,至少有两种方法可以产生新的CRS。该方法基于利用一些新发明、新技术、新装置的优点,或新知识。二战早期微波磁控管的发明就是一个例子磁控管出现后,雷达系统的设计与以前不同。这个另一种可能更常见的概念雷达系统设计方法是确定新雷达系统必须执行的功能,检查可实现的各种方法仔细评估每种方法,然后选择最符合要求的方法在所施加的运营和财政限制范围内的需求。这本书详细讨论了这两个基于系统方法设计雷达系统的方法。设计CRS的一个重要任务是使用鲁棒的信号处理算法和精确的信号参数的定义。为此,实验研究的理论和方法随机过程的统计估计理论被吸引来设计CRS例如,可用于分析规律,以设计和构建最优和准最优随机过程的统计参数。与此同时,人们给予了极大的关注统计参数定义函数的系统误差和随机误差研究考虑时间间隔和噪声水平。

对测量和估计随机过程主要统计参数的各种程序和方法的详细分析,如均值(或数学期望)、方差、相关(协方差)函数、功率谱密度、概率密度函数、尖峰给出了能谱等。模拟和离散测量程序和方法并对这些程序和方法所特有的误差进行了研究。此外,考虑了数字仪表的结构框图。最优结构框图用于定义相关性的数学期望(均值)、方差和参数的度量讨论了协方差函数。前面提到的估计值和偏差的方差测量参数。确定了一种在CRS中使用的鲁棒信号处理下测量非平稳随机过程的数学期望(均值)和方差的方法。

本书探讨了复杂雷达系统(CRS)中的鲁棒信号处理问题描述了它们的特征。主要数字信号处理操作的合成和分析的传统问题和噪声中鲁棒信号处理的新问题,本文提出了相干滤波下噪声信号处理的广义方法书。CRS中功能过程的适应和控制问题也是新问题通过问题陈述和解决这些问题的方法。自动化方面的成功请允许我们做出明确的概括,以促进进一步的发展。从现代角度设计CRS时,支持相互关系非常重要个体鲁棒信号处理算法与多管齐下攻击设计CRS并行运行的全方位算法与鲁棒信号处理的选择算法。在这方面,本书主要关注与系统设计相关的问题。

在这本书中,鲁棒信号处理算法的复杂性和实现难度由下式定义具体的系统方法,使我们能够现实地确定CRS的要求。为信息和控制目的构建CRS是一个多阶段、长期的过程。系统建设的重要阶段之一是设计。那么,真正的问题本质上在于提高设计质量,同时缩短系统建设时间。为了解决这个问题,广泛使用基于科学的CRS构建方法,同时考虑到CRS的特点和功能条件起着重要作用。

一个重要的问题是信号参数的定义。定义信号的过程参数与随机过程的理论和实验研究方法有关。随机过程的实验研究应用于以下情况:

•当我们不分析线性和非线性系统的信号变换时具有关于输入随机过程统计的先验信息产生输入随机过程的物理源。

•需要检查应用于CRS研究的理论方法的正确性。

•CRS中物理过程的数学描述既繁琐又不切实际。基于统计估计理论,对设计最优和准最优测量系统以定义CRS信号参数的统计规律进行了分析这本书。信号的系统误差和随机误差分析也受到了广泛关注参数定义是观测时间和噪声功率的函数。实验程序与其他方法相比,CRS随机过程的研究要困难得多确定性过程的实验研究。

•为了完整地描述随机过程,各种信号参数的广泛证据是必需的。

•在实践中,不可能对单个信号参数进行测量根据他们的定义。

必须指出的是,与前两个问题相比,最后一个问题是罕见的。大数定律是定义特征的实验方法的核心在CRS中使用的鲁棒信号处理下的随机过程。根据这项法律事件的概率可以通过相应的事件出现频率来改变数学期望值可以通过平均值来改变。在实践中,鉴于大量通过测试,我们可以得出结论,事件的概率及其特征以这种方式接近真实值。然而,在某些情况下,我们只需要使用数量有限的测试。对于这些情况,我们应用与以下相同的数学公式大量的测试。因此,另一个问题是,定义基于测试获得的特征估计值,并将该估计值与潜在实现的特征进行比较提高了测量装置的精度。

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