ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ЕСТЕСТВЕННЫЕ ПОМЕХИ Внутренние шумы из "Методы борьбы с помехами в оптико-электронных приборах " Принятие решения о наличии сигнала при одинаковом весе ошибок основывается на вычислении отношения правдоподобия и сравнении его с некоторым порогом срабатывания, определяемым отношением априорных вероятностей отсутствия q и наличия р сигнала,. Если A qfp, то принимается решение о наличии сигнала, Таким образом, задача обнаружения сигнала сво-дится не к определению отношения сигнал-помеха, а к вынесению конкретного решения типа да или нет . [c.29] При различных весах (стоимостях) вероятностей ошибок стоимость пропуска сигнала должна быть выше. Для минимизации среднего риска решение о наличии сигнала принимается при А /рпр/7, где рлс и рпр—стоимости (веса) лажного срабатывания и пропуска сигнала соответственна. [c.29] Существуют несколько критериев обнаружения [84,. 90], однако следует указать, что при их использовании структурная схема системы обнаружения сигнала на-фоне помех остается неизменной, а меняется лишь пороговое значение отношения правдоподобия. [c.29] Часто для оценки помехозащищенности ОЭП, применяемых для обнаружения, определяются вероятности-наличия или отсутствия сигнала при наличии помех. Гипотезы, соответствующие наличию сигнала или его отсутствию, взаимно исключают друг друга, т. е. образуют полную систему событий. В таких случаях очень удобным для оценки эффективности метода обнаружения сигналов на фоне помех является семейство характеристик обнаружения, выражающих зависимость между вероятностью правильного обнаружения сигнала D], вероятностью ложной тревоги F и параметром обнаружения на входе прибора [84, 90, 95]. [c.29] Здесь Хо — порог срабатывания прибора. Значение л о обычна выбирается непосредственно по заданному значению Р. Это исключает необходимость учета априор-ных данных о наличии сигнала при первоначальном выборе и расчете параметров ОЭП. [c.30] Передаваемые сигналы 5 и принимаемые сообщения X являются, как правило, функциями не одного, а нескольких аргументов. Так, яркость излучателя-цели может быть функцией длины волны, пространственных координат, времени, поляризации излучения. То же самое можно сказать и о принимаемом сигнале х — облученности на входном зрачке прибора. Поэтому многомерный анализ приведенных выражений, являющихся критериями качества ОЭП, весьма сложен, а зачастую практически неосуществим. [c.30] На практике часто стремятся оценить не совокупную помехозащищенность (т. е, помехозащищенность по всем отличительным признакам сигнала и помех, например по оптическому спектру, энергетическим характеристикам), а ее значение или эффективность для какого-либо одного вида селекции сигнала — спектральной, временнбй, пространственной и т. д. При этом функции 5, л и другие являются одно- или двумерными. [c.30] Для оценки помехозащищенности по энергетическому критерию часто пользуются отношением сигнал-шум1 (или сигнал-помеха), минимальное требуемое значение которого можно определить по характеристикам обнаружения. С этим значением на практике сравнивается, отношение сигнал-шум, рассчитываемое для конкретных условий работы и конкретных параметров ОЭП. В монографии [90] подробно рассмотрен вопрос об универсальности этого критерия качества ОЭП. Для импульсных ОЭП в качестве критерия иногда используют отношение сигнал-шум (отношение амплитуды сигнала к среднему квадратическому значению шума на выходе прибора), приведенное к эквивалентной шуму облученности входного зрачка прибора. В следящих ОЭП это отношение берется для определенной угловой скорости слежения. [c.31] Оценка отдельных параметров, входящих в (1.6) и методы их определения и расчета описаны в 78, 95]. [c.33] Для оценки качества пространственной фильтрации в [33] введено понятие размерной селективности ОЭП— способности по-разному реагировать на излучатели различных размеров. Обычно при оценке размерной селективности принимается, что размеры наблюдаемого или обнаруживаемого объекта-цели меньше размеров помех или неоднородностей фона. Степень подавления сигналов от источников конечной протяженности по сравнению с подавлением сигналов точечных источников в [33] предложено оценивать коэффициентом размерной селективности =/о (5)//о (5э), где /о(5) — сигнал на выходе пространственного фильтра от модели излучателя площадью 5 /о(5э) — сигнал от модели (той же формы и яркости), площадь изображения которой соответствует площади элемента разрешения прибора. [c.33] Здесь р (5 ) —вероятность появления неоднородности фона или помехи площадью 8 . [c.33] Упрощенную оценку размерной селективности очень часто ведут с помощью передаточной функции всего прибора. Определение этой функции как произведения передаточных функций отдельных звеньев прибора (оптической системы, приемника, электронного тракта и др.) возможно лишь тогда, когда весь прибор и отдельные звенья работают в линейном режиме. Однако-и в этом случае определение общей передаточной функции бывает затруднено из-за различной физической природы отдельных звеньев. Оптическая передаточная функция как минимум двумерна, а передаточные функции электронных звеньев одномерны. Переход от многомерных пространственно-частотных передаточных функций к одномерным временно-частотным описан в [90 95]. [c.34] Для оценки качества временнбй селекции сигнала на фоне помех в ОЭП применимы критерии, нашедшие впервые широкое распространение в радиолокации [84]. Как уже отмечалось, для систем обнаружения основными показателями качества являются условные вероятности правильного обнаружения D и ложной тревоги F, а критерием оптимального обнаружения служит критерий максимума отношения правдоподобия, являющийся следствием более общего критерия — минимума среднего риска. Для оценки качества временнбй селекции величины D, F, г рассматриваются как функции только одного переменного—времени. [c.34] К сожалению, влияние условий работы на большинство ОЭП и их основные элементы изучено недостаточно. В какой-то степени известно влияние температуры на параметры отдельных звеньев ОЭП, главным образом на параметры йриемников излучения и электронного тракта. Гораздо меньше изучено влияние температуры на оптические элементы, которое хотя и носит характер систематического, а не случайного воздействия, однако иногда учитывается как составляющая общего внутреннего шума. Явно недостаточно изучено влияние вибраций, приводящих, например, к возникновению микрофонного шума в электронных и броуновского шума (движения) в механических элементах приборов 180]. [c.35] Следует отметить, что конструктивные меры и средства борьбы с шумами, возникающими при воздействии указанных эксплуатационных факторов, опробованы на практике и изучены лучше, чем способы их аналитического описания. Во многих случаях эффективность конструктивных мер борьбы с ними достаточно высока, хотя и опирается скорее на практический опыт разработчика, а не на строгую теорию. [c.35] Не останавливаясь подробно на физической природе и механизме действия отдельных видов шумов приемников излучения, подробно описанных в литературе (см., например, [32, 80, 85]), приведем формулы спектральной плотности МОЩНОСТИ основных их составляющих (табл. 2.1). [c.36] По месту и причине возникновения, по физической природе и характеру эти шумы подразделяют на несколько групп. [c.36] Радиационный ( )отонный) шум определяет минимально достижимый уровень регистрируемого потока излучения. Он возникает из-за флуктуаций числа фотонов, поступающих на чувствительный слой приемника. Шум (см. табл. 2.1) определяется как излучением фона, так и частей самого приемника. [c.36] В тепловых приемниках излуче ния существенную роль играет температурный шум, возникающий из-за флуктуаций температуры чувствительного слоя. Причины их могут заключаться в неста.бильности теплообмена между чувствительной площадкой и окружающей средой или другими элементами конструкции приемника. [c.36] Вернуться к основной статье