3. Анализ возможностей улучшения характеристик

комбинированных средств обнаружения

за счет совместной обработки непрерывных сигналов

Использование микропроцессорных устройств предоставляет возможность улучшения ТТХ КСО не только за счет усложнения ал­горитмов обработки в отдельных СО, но и за счет усложнения обще­го алгоритма обработки сигналов в КСО.

В наиболее общем виде процесс функционирования произ­вольного СО заключается (рис.7.8) в формировании на выходе чув­ствительного элемента (ЧЭ) электрического сигнала от производи­мых на него физических воздействий, последующей обработки этого сигнала с помощью электронного блока обработки (ВО) для выделе­ния полезных (от нарушителя) и подавления помеховых сигналов. Сигнал U с выхода блока обработки поступает на вход дискримина­тора Д, где при попадании этого сигнала в заданный интервал зна­чений формируется сигнал тревоги СО. В простейшем случае дис­криминатор является пороговым элементом, формирующим бинар­ный сигнал тревоги при превышении сигналом U заданного уровня. Очевидно, что сигнал U на выходе БО до дискриминатора, вынося­щего решение о наличии нарушителя, содержит в себе больше ин­формации, чем сигнал на выходе Д. Таким образом, с точки зрения построения КСО определенная часть информации, выделяемой БО, теряется на этапе дискриминации для КСО, функционирующей на основе анализа только бинарных сигналов тревоги от отдельных СО.

Вероятность ложной тревоги Р\ связана с возможностью пре­вышения сигналом от помехового воздействия порога П|. Вероят­ность обнаружения Р* не равна единице в связи с возможностью то­го, что сигнал от нарушителя не достигнет порога П].

В случае двух СО (N=2), объединяемых в КСО по традицион­ной схеме логической обработки И, область принятия решения о на­личии нарушителя можно изобразить в координатах (заштрихо­вано на рис. 7.10).

В случае, когда сигналы Ui и U2 для обоих СО едва превзойдут соответствующие пороги ГЬ и ГЬ, будет сформирован общий сигнал тревоги (точка 1 на рис.7.10). В случае же, если один из сигналов (Ui) попал в область вероятного наличия нарушителя, а другой (U₂) не дошел до порогового уровня (точка 2 на рис.7.10), общий сигнал тревоги сформирован не будет, хотя ясно, что наличие нарушителя во втором случае гораздо более вероятно. Таким образом, целесо­образно введение определенных градаций по достоверности нали­чия нарушителя для каждого СО, сглаживающих границы принятия решения по сигналам 1^ и U₂ для КСО.

а	0.98	1.63	2.58	3.29
Р2И	0,7	0.9	0.99	0.999

Исходя из изложенного, можно построить зависимости дости­гаемого выигрыша от отношения сигнал/шум на выходе отдельного СО для различных значений обеспечиваемой вероятности обнару­жения Р_2И (рис. 7.12).

Из графиков видно, что наибольший выигрыш от применения алгоритма КСО (7.23) по сравнению с традиционным при использо­вании одних и тех же СО достигается для больших значений отно­шений сигнал/шум отдельных СО и для высокой вероятности обна­ружения КСО в целом.

ваемого значения вероятности обнаружения КСО. Таким образом, применение алгоритма КСО (7.23) позволяет добиться существенно­го улучшения помехоустойчивости КСО за счет рационального ис­пользования характеристик сигналов на выходе СО. При этом поло­жительный эффект достигается даже для КСО, в состав которой входит только два СО. Дополнительные исследования показывают, что выигрыш того же порядка достигается и по сравнению со схемой логической обработки ИЛИ и возрастает при увеличении числа СО, входящих в состав КСО (N).

3. Линейный алгоритм построения КСО (7.23) был получен в предположении равенства дисперсий a_Si=a_Pj для нормальных рас­пределений (7.21). В связи с этим интересно сравнить в случае их несовпадения (a_Si*a_Pi) точный алгоритм (7.22) с приближенным

(7.23), т.е. определить, можно ли пользоваться вместо точного алго­ритма (7.22) более простым (7.23) и каковы будут при этом потери.

На рис. 7.14 приведены зависимости вероятности пропуска (1-Р) от

вероятности ложной тревоги Р для точного (7.22) алгоритма (штри­ховая линия) и линейного (7.23) алгоритма (сплошная) для ряда зна­чений параметров а и а. Таким образом, есть основания предпола­гать, что при высоких отношениях сигнал/шум на выходе отдельных СО (более 5) основной вклад в выигрыш оптимального алгоритма по сравнению с традиционными схемами логической обработки вполне обеспечивается его заменой на линейный, хотя для конкретных практических приложений требуется дополнительная проверка и сравнение алгоритмов для конкретных зависимостей w_si(Ui) и w_p,(Uj).

3. Алгоритм обработки (7.23) не меняется при одновременном увеличении или уменьшении всех коэффициентов усиления в одно и то же число раз (при соответствующем изменении также и значе­ния порогового уровня СД То же самое относится к общему алго­ритму (7.20).

4. Алгоритмы (7.20) и (7.23) дают возможность плавной регу­лировки вероятности обнаружения (путем изменения параметров С или Ci), автоматически обеспечивая при этом минимальную вероят­ность ложной тревоги (на имеющемся уровне информации).