1.3. Обработка сигналов в радио- и гидролокационных системах
В обычной системе активной радиолокации излучаемый сигнал представляет собой импульсы высокочастотных синусоидальных колебаний. Если цель присутствует, то от нее отражается сигнал. Принятое колебание представляет собой смесь отраженного сигнала и мешающих сигналов — помех и шумов. В простейшем случае единственным источником помех является аддитивный гауссов шум приемника. В более общем случае дополнительно существуют помехи от внешних источников шумов или из-за отражений от других целей. В задаче обнаружения приемник обрабатывает входное колебание, чтобы решить, присутствует или отсутствует цель в некотором заданном районе. В задаче оценки параметра приемник обрабатывает это колебание, чтобы измерить некоторые характеристики цели, например, дальность, скорость движения или ускорение. Для нас представляют интерес вопросы обработки сигналов в рамках этой задачи.
В задаче, связанной с обработкой сигналов, возникает ряд вопросов.
1. Необходимо описать отражательные характеристики цели. Другими словами, если излученный сигнал есть 
то каким должен быть отраженный сигнал?
2. Требуется описать влияние каналов передачи на сигналы.
3. Необходимо определить характеристики помех, учитывая при этом, что, помимо шумов приемника, могут быть отражения от других целей или от местных предметов и внешние источники шумов.
4. После разработки количественной модели, учитывающей условия обстановки, необходимо синтезировать оптимальный (или субоптимальный) приемник и определить его помехоустойчивость.
Эти вопросы рассматриваются во второй половине книги. В гл. 8 с качественной стороны обсуждается задача радио- и гидролокации. В гл. 9 изложена задача обнаружения медленно флуктуирующей точечной цели, находящейся на некотором расстоянии и имеющей некоторую скорость. Сначала предполагается, что единственной помехой является аддитивный белый гауссов шум, и для этого случая синтезируется оптимальный приемник и вычисляется его помехоустойчивость. Затем рассматривается случай небелого гауссова шума, синтезируется оптимальный приемник и
определяется его помехоустойчивость. Для получения полных решений в случае небелой помехи используется теория комплексных переменных состояния.
В гл. 10 рассмотрена задача оценки параметров медленно флуктуирующей точечной цели. Вначале исследуется задача оценки дальности и скорости одиночной цели, когда помехой является аддитивный белый гауссов шум. Исходя из функции правдоподобия, осуществляется синтез структуры оптимального приемника. Затем исследуется помехоустойчивость полученного приемника и устанавливается, каким образом характеристики сигнала влияют на точность оценки. В заключение приводится задача обнаружения цели в присутствии других мешающих целей.
В гл. 9 и 10 рассмотрена цель простейшего типа. Принимаемый сигнал моделируется в виде известного сигнала с неизвестными случайными параметрами. Основные исходные сведения, необходимые для решения данной задачи, были изложены в § 4.4 первого тома, так что эти главы можно читать непосредственно после гл. 4 первого тома.
В гл. 11 описан случай точечной цели, флуктуирующей в процессе отражения от нее импульса, излученного передатчиком. В этом случае принятый сигнал необходимо моделировать в виде выборочной функции случайного процесса.
В гл. 12 рассмотрен случай медленно флуктуирующей цели, которая распределена (т. е. имеет некоторую протяженность) по дальности. И на этот раз подходящей моделью принятого сигнала является выборочная функция случайного процесса. В обоих случаях необходимые исходные сведения для решения задачи можно почерпнуть из гл. 2—4 третьего тома.
В гл. 13 изложен случай флуктуирующих протяженных целей. Эта модель полезна при исследовании отражений от местности в радиолокационных системах и реверберации в гидроакустических системах. Она пригодна также для решения некоторых задач радиоастрономии и связи, где имеет место механизм рассеяния радиоволн. Как и в гл. 11 и 12, принятый сигнал здесь моделируется в виде выборочной функции случайного процесса. Во всех этих главах рассматриваются случаи, для которых мы можем синтезировать оптимальные приемники и анализировать их помехоустойчивость.
На протяжении всего изложения подчеркивается сходство между задачей радиолокации и задачей цифровой связи. В различных главах книги можно найти подробное рассмотрение вопросов цифровой связи по флуктуирующим каналам. Поэтому этот материал будет представлять интерес не только для тех, кто занимается вопросами обработки радио- или гидролокационных сигналов, но и для инженеров радиосвязи.
В заключение, в гл. 14, систематизированы основные результаты рассмотрения задач радио- и гидролокации и в общих чертах изложено содержание следующей книги, посвященной вопросам
пространственно-временной обработки сигналов [3]. Кроме основного текста книги, имеется приложение, куда вынесен необходимый вспомогательный материал по комплексному представлению сигналов, систем и процессов.
Список литературы
(см. скан)
