3. Цифровые обнаружители
Широкое применение находят схемы цифрового двухпорогового накопления. В устройстве на рис. 5 для этого используется двухуровневое (бинарное) аналого-цифровое преобразование (АЦП), продетектированного напряжения путем временной дискретизации и сравнения с некоторым (первым) пороговым уровнем. Получаемая последовательность нулей и единиц заполняется за несколько периодов посылки k с помощью регистров со сдвигом. Результаты наблюдения для фиксированных дальностей в разных периодах посылки сопоставляется. Логическое устройство «n из k» подсчитывает число единиц i в k
периодах посылки. Число i сравнивается со вторым пороговым уровнем n. При условии i ≥ n логическое устройство выдаёт единицу (решение о наличие цели), в противном случае - ноль. Логическое устройство и регистры РС заменяют сумматор и громоздкую линию задержки.
-
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
-
0
0
1
2
1
0
1
-
0
0
0
1
0
0
0
Рис. 5.
Качество обнаружения выражается через
вероятности превышения первого порога
точно i и
непревышения (k-i)
импульсов за k
периодов посылки при наличии и отсутствии
сигнала. Если D0
- условная вероятность превышения
первого порога в одном периоде посылки
при пачечном сигнале, то в предположении
независимости испытаний искомую
вероятность можно найти по формуле
Бернулли в виде
.
Здесь
Например,
Условная вероятность правильного обнаружения D - это вероятность достижения i = n или превышения i > n второго порога при наличии сигнала
Условная вероятность ложной тревоги F - вероятность достижения или превышения второго порога в отсутствии сигнала. Если F0 – соответствующая вероятность превышения первого порога, то
При
F0<<1
она составит FCknF0n,
так что
При найденном F0
значение D0
находится из кривых обнаружения.
В
отсутствии флюктуаций отраженного
сигнала для каждого k существует
оптимальное значение nопт(k),
обеспечивающее минимальные потери по
сравнению с когерентным накоплением.
Это значение иногда аппроксимируют
зависимостью
.
На рис. 6 приведены потери двухуровневого
накопления (для случаев: n=1
и
)
и равновесного квадратичного некогерентного
накопления (аналоговая обработка) при
D=0,9, F=10-7
по сравнению с когерентным. В
связи с дополнительными потерями
двухуровневого накопления в ряде случаев
целесообразен переход к многоуровнему
некогерентному накоплению, позволяющему
получить такие же результаты, что и при
оптимальном некогерентном накоплении.
Таким образом, цифровое накопление при оптимальной реализации обеспечивает близкие к аналоговому накоплению результаты и позволяют осуществлять обработку сигналов и РЛИ на современной элементной базе.