Публікація: Удосконалення слідкувальних методів обробки сигналів систем радіоакустичного зондування атмосфери
Завантаження...
Дата
2016
Автори
Назва журналу
ISSN журналу
Назва тома
Видавництво
Анотація
В дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-прикладна задача вдосконалення слідкувальних методів обробки сигналів систем радіоакустичного зондування атмосфери, що враховують перетворення, яким піддається радіосигнал при поширенні в локаційному радіоакустичному каналі, виконують оптимальну лінійну обробку отримуваних оцінок параметрів атмосфери та забезпечують підвищення точності та оперативності вимірювання параметрів атмосфери.
Проаналізовано існуючі системи РАЗ атмосфери та використовувані в них методи обробки розсіяних на акустичній посилці сигналів. Показано, що застосовувані нині в системах РАЗ алгоритми обробки сигналів не адекватні процесам, що відбуваються в локаційному каналі, і характеризуються систематичною похибкою оцінки температури повітря. По-перше, не враховується зміна форми (структури) випромінюваного сигналу при розсіянні на звуковій посилці, по-друге, не береться до уваги залежність енергії розсіяного радіосигналу від величини швидкості звуку.
Запропонований в дисертації слідкувальний алгоритм обробки розсіяних сигналів систем РАЗ враховує перетворення, яким піддається радіосигнал при поширенні в локаційному радіоакустичному каналі, виконує оптимальну лінійну обробку отримуваних оцінок параметрів атмосфери та забезпечує підвищення
точності та оперативності вимірювання параметрів атмосфери. Суть роботи алгоритму полягає в обчисленні кореляційних інтегралів між прийнятою реалізацією відбитого радіосигналу і двома опорними коливаннями, сформованими з використанням функції розсіяння. Такий метод обробки дозволяє усунути систематичні похибки у вимірюванні параметрів атмосфери радіоакустичними системами, пов'язані зі зміною параметра розстроювання умови Брегга на трасі поширення зондуючих сигналів.
Виконано аналіз властивостей дискримінаційної характеристики пристрою, що реалізує слідкувальний алгоритм. Показано, що форма дискримінаційної характеристики визначається характеристиками пари поточних опорних сигналів. Залежно від значень параметрів розстроювання умови Брегга пари опорних сигналів може змінюватись як довжина, так і крутизна лінійної ділянки дискримінаційної характеристики.
Проведено аналіз розробленого слідкувального методу за умови використання простих зондувальних сигналів з прямокутними огинаючими. Діапазон зміни оцінюваного параметра, в межах якого алгоритм є працездатним становить ].,.[1010−, що відповідає діапазону зміни температури повітря 400С.
В роботі запропоновано використовувати метод оптимальної лінійної фільтрації для обробки послідовності оцінок параметрів атмосфери. Показана їх ефективність. Проведено аналіз і вибір моделей оптимальної лінійної фільтрації. Показано, що серед детермінованої та стохастичних моделей в якості моделі мінливого параметра оптимального лінійного фільтра системи РАЗ доцільно використовувати стохастичну модель з незалежними першими приростами.
Запропонована методика оцінки потенційної якості результатів вимірювання параметрів сигналів та атмосфери слідкувальним методом. Показано, що потенційна точність вимірювання температури запропонованим методом залежить від значення параметра розстроювання умови Брегга, при якому формується прийнятий радіосигнал. Зі збільшенням розстроювання умови Брегга потенційна точність спочатку зростає, а потім має тенденцію до спаду. Зростання потенційної точності на початку говорить про те, що при наявності розстроювання умови Брегга потенційна точність вище, ніж при виконанні умови Брегга.
The problem of improving of tracking signal processing techniques of atmospheric radio acoustic sounding systems is solved in thesis. Suggested technique take into account transformations of radio signal that happen when signal propagates in the locational radio acoustic channel, performs optimum linear processing of the estimates of the atmospheric parameters and provides increasing of the accuracy and efficiency of atmospheric parameters measurement.
Suggested in thesis tracking method of scattered signals processing takes into account the transformations that happen when signal propagates in the locational radio acoustic channel, performs optimum linear processing of the estimates of the atmospheric parameters and provides increasing of the accuracy and efficiency of atmospheric parameters measurement. The point of the algorithm is to calculate the correlation integrals between the received radio signal and two reference vibrations that was generated using the scattering function. Such processing method makes it possible to eliminate systematic errors in the measurement of the atmosphere parameters using radio acoustic systems that are associated with the change of Bragg condition detuning parameter along the propagation path of the sounding signals.
Thesis proposes to use the mechanism of optimal linear filtering for processing the sequence of estimates of atmospheric parameters. There is demonstrated their efficiency. There are done the analysis and the choice of models of optimal linear filtering. It is shown that among the deterministic and stochastic models there is advisable to use the stochastic model with independent first incremental as a changed parameter model of the optimal linear filter in the radio acoustic systems.
The method of assessing of the potential accuracy of atmospheric parameters measurements is suggested.
Опис
Ключові слова
радіоакустична слідкувальна система, акустичний канал, потенційна точність, синтез сигналів, оптимальна лінійна обробка, кореляційна обробка, the tracking radioacoustic system, the acoustic channel, the potential accuracy, the synthesis of signals, optimum linear processing, the correlation processing
Бібліографічний опис
Куля Д. М. Удосконалення слідкувальних методів обробки сигналів систем радіоакустичного зондування атмосфери : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.12.17 "Радіотехнічні та телевізійні системи" / Д. М. Куля ; М-во освіти і науки України, Харків. нац. ун-т радіоелектроніки. – Харків, 2016. – 23 с.