Алешин Г.В., Богданов Ю.А. Эффективность сложных радио-технических систем

Подождите немного. Документ загружается.

171

Требуется сравнить эффективность указанных датчиков с учетом специфики сигнала -

ЭМИ Земли, условий применения, характера помех, назначения системы и перспектив развития

методики и средств исследований.

Радиометры

Особенность радиометров в том, что для повышения чувствительности используется

фильтрация сигнала в узкой полосе после квадратичного детектора совместно с тепловым шу-

мом, интенсивность которого существенно превышает интенсивность сигнала, а энергетический

спектр шума практически не отличается от энергетического спектра сигнала. Высокая прини-

маемая радиочастота и узкая полоса пропускания радиоприемника дают возможность применять

антенну с узкой диаграммой направленности, то есть, использовать предварительное усиление и

селекцию антенной шумового сигнала, который измеряется. Такой возможности нет для приема

естественных ЭМИ Земли, поскольку требуется оценка его параметров в широкой полосе час-

тот, начиная с единиц-десятков Гц. На таких частотах все антенны можно считать слабонаправ-

ленными, или элементарными вибраторами, у которых

<< 1,где L – длина раскрыва ан-

тенны, а

- длина волны. Фильтрация узкой полосой естественных ЭМИ Земли на большой

частоте (f>300 МГц) вполне реальна, однако она малоинформативна для измерений естествен-

ных излучений Земли, тем более что составляющие сигнала на этих частотах сильно затухают.

Радиометр должен обладать значительным усилением и узкой полосой пропускания. И то, и дру-

гое требует соответствующих аппаратурных затрат. Известной проблемой является калибровка

усиления.

Принцип действия радиометра состоит в том, что после квадратичного детектора

производится узкополосная фильтрация квадрата смеси сигнала и превосходящего шума, про-

порционального ее первоначальной мощности. Она сглаживает такую смесь сигнала с шумом,

до тех пор, пока дисперсии, или мощности сигнала и шума, не станут достаточно значительны-

ми и стабильными, и пока разность мощностей сигнала и помехи не станет большой по сравне-

нию с чувствительностью измерителя уровня.

В модуляционном радиометре калибровка усиления и сам усилитель значительно упро-

щаются, устраняется «дрейф нуля», за счет усложнения высокочастотной части аппаратуры.

Любой радиометр фактически селектирует средний уровень мощности сигнала на фоне среднего

калиброванного уровня мощности помех.

Цифровая узкополосная фильтрация также успешно справляется с таким недостатком ра-

диометра, например, как дрейф нуля. Однако, она целесообразна лишь после предварительной

фильтрации сигнала фильтром с полосой пропускания П

пр

и значительного предварительного

усиления, когда порог чувствительности АЦП будет существенно меньше уровня сигнала. При

этом время опроса процесса со стороны АЦП должно быть не меньше величины, обратной по-

лосе 2П

пр

Таким образом, радиометрический способ оценки какой-либо составляющей энергетиче-

ского спектра сигнала возможен, если за достаточно большой интервал времени помеха будет

стабильной, что иногда трудно гарантировать.

Многоканальная обработка сигнала

Возможен и многоканальный прием сигнала, когда равномерно расстроенные перекры-

вающиеся на уровне 0,5 по мощности каналы заполняют весь диапазон частот.

Достоинства многоканальной обработки сигнала

1.Можно получить представление об энергетическом спектре сигнала при любой помехе.

2.Многоканальный приемник легко сделать адаптивным к сигналу и помехе. Легко при

необходимости сделать фильтр режекторным с адаптацией к помехе. Наличие многоканального

с параллельными каналами адаптивного режекторного фильтра позволяет, не только проводить

быстрый параллельный анализ спектра сигнала, но и осуществлять мгновенную режекцию всех

узкополосных помех в рабочем диапазоне волн;

3.Наличие узкополосных фильтров позволяет с большой точностью определять и отобра-

жать на индикаторе частоты узкополосных помех;

4.Наличие отдельных выходов с узкополосных фильтров и их параллельная связь с мик-

ропроцессором позволяет получать дополнительную информацию про размещение пластов Зем-

ли / /.

172

Недостатки многоканальной обработки сигнала.

Платой за такие преимущества является аппаратурная избыточность, то есть, сложность

схемы и ее настройки, дороговизна, а также многозначность измерений при большом уровне

сигнала.

Многозначность измерений принципиально присуще многоканальной схеме, поскольку

каналы обязаны быть перекрывающимися. Однако этот недостаток можно устранить специаль-

ными схемами, либо даже использовать эту связь между каналами для уточнения оценки.

Широкополосный прием

Если отказаться от узкополосной фильтрации, то соответственно понизятся чувствитель-

ность прибора и возможность селекции сигнала на фоне короткоимпусных (широкополосных)

помех. Поскольку собственные флуктуационные тепловые шумы приемника имеют равномерно

распределенную спектральную плотность шума Ν

до частоты 10

Гц, то чувствительность

прибора снизится по сравнению с радиометром с полосой П

пр

раз. Так как полоса

может быть

Гц1≈

, то отношение

пр

может достигать 10-13 порядков. В широкополос-

ном приемнике можно рассчитывать только на большие уровни сигнала. Тогда сужаются воз-

можности прибора по дальности (по приему сигнала с больших глубин). Целесообразен ком-

промиссный вариант, когда например, П

пр

≤

50 МГц. Это соответствует чувствительности

прибора Р

minс

в полосе основной энергии ЭМИ Земли

minc

= кТ

(Ш-1+t

)П

пр

=4.10

21−

*5.5.10

=10

12−

(Вт), где Ш = 5 - коэффициент шума,

=1-коэффициент различимости, t

=1-относительная шумовая температура антенны.

При согласованном импедансе антенны

=330 Ом

minc

=2.10

5−

Достоинством прямого широкополосного приема сигнала является возможность получе-

ния любого желаемого признака из перечисленных ранее, в том числе и при цифровой обработке

сигнала. Недостатки: низкая чувствительность и помехоустойчивость, трудности создания и со-

гласования антенны.

Пространственно-когерентная обработка сигнала

Чувствительность и помехоустойчивость можно повысить, если реализовать пространст-

венно-когерентную обработку сигнала, или базовый метод измерений направления прихода сиг-

нала (рис.10.3.1), как это делается в радиоастрономии.

На рис.10.3.1 обозначено: 1,2- антенны основного и базового пунктов приема сигнала, 3,4

–полосовые фильтры, 5 – линия задержки, 6 – перемножитель сигналов, 7 – интегратор.

В отличие от радиоастрономических методов, где используется узкая полоса пропуска-

ния приемников в пунктах 1 и 2 (рис.10.3.1), разнесенных на расстояние Б (база), в данном слу-

чае должна использоваться достаточно широкая полоса П

пр

. Использовать узкую полосу про-

пускания приемников проблематично, поскольку спектр сигнала и помех не определен. Здесь

используется не измерение разности фаз (или задержки) сигналов в базовых пунктах, а измере-

ние, так называемой, функции когерентности, когда задержка не превосходит времени корреля-

ции сигнала.

Поскольку предполагается, что сигнал (ЭМИ) носит многоимпульсный хаотический ха-

рактер, то возможно получение корреляционной функции с малым временем корреляции t

кор

Пространственно распределенные помехи будут подавляться при этом в t

max3

кор

раз. Ясно,

что если для двух угловых направлений разность времен задержки сигнала меньше времени

корреляции, то сигнал находится в данном угловом секторе, где будет полная корреляция и поя-

вится сигнал на выходе. С других направлений и сигнал, и помеха будут подавляться.

173

Рис.10.3.1

Это равносильно сужению диаграммы направленности системы в

кор

сt

раз, поскольку

max3

, и, следовательно, равносильно повышению помехоустойчивости по отношению к

пространственно распределенной помехе. В данном случае шумы неортогональности (взаимно-

корреляционные функции) сигнала и помех можно считать малыми. Такая возможность повы-

шения помехоустойчивости покупается необходимостью изменения задержки сигнала в блоке 5

(рис.10.3.1) для поиска корреляции, что означает необходимость сканирования направления

приема сигнала по углу

Если время корреляции изменяется во времени, то и ширина углового сектора, с которого

производится прием, также будет меняться.

Таким образом, рассматриваемая система наблюдения (измерения), узкополосный аналог

которой называется пространственно-когерентной системой, целесообразна лишь тогда, когда

max3

кор

>>1. При равенстве этого отношения, например, десяти это означает, что ширина

принимаемого спектра сигнала

fΛ

также должна быть увеличена в 10 раз.

Например, при базе Б=10

(м), t

max3

=1/3 (мкс) и ширину спектра следует выбирать

f∆

=3,0

МГц.

Для такого метода измерений необходимы электросвязь между базами и управляемые ли-

нии задержки.

Указанная система эффективна, если отношение величины базы к радиусу корреляции

сигнала достаточно велико.

Особенно целесообразна она для вертолетного (или автомобильного) варианта системы,

где может быть обеспечена оперативность измерений. Точность удержания базы (

) опреде-

ляет качество фильтрации и точность пеленгации направления сигнала.

При относительной точности удержания базы

−

≈

или хотя бы при ее значении 1/20

применение такой корреляционной системы уже целесообразно.

Такой корреляционной системе присущи следующие недостатки:

1)усложнение аппаратуры,

2)при увеличении базы уменьшается «пространственная когерентность», так как будет больше

влиять эффект рефракции электромагнитных волн на границах слоев (пластов) Земли и про-

странственная неравномерность сигнала,

174

3)при вертолетной цифровой (отложенной) пеленгации требуется также стабильность шкалы

времени.

Корреляционная система наблюдает динамику корреляционной функции, или функции

когерентности, уровень сигнала вдоль глубинной трассы между базами по всем глубинным на-

правлениям и наблюдает две временные реализации сигнала на двух базах.

Достоинства:

1) как ни одна система с другим способом она осуществляет подавление пространственных по-

мех более чем в t

max3

кор

раз,

2) «просмотр» всей трассы за время цикла Т=

кор

max3

может быть оперативным, где

- время

наблюдения одного углового сектора,

3)надежность выполнения ряда задач несколько растет, так как число датчиков удваивается, их

можно применять и самостоятельно, по одному,

4)при постановке вместо фильтра низких частот (ФНЧ) эквалайзера, или многоканального

фильтра, можно автоматически оценивать динамику энергетического спектра сигнала и при

сильном сигнале дополнительно подавлять помехи,

5)при малогабаритном исполнении аппаратуры возможно применение малых летательных аппа-

ратов.

С целью устранения динамического эффекта при сканировании и с целью подавления по-

мех в указанное число раз, время осмотра одного направления

∆

должно быть не меньше T.

Принцип счета пересечений уровнем сигнала заданного порога.

В приборе, построенном по принципу счета пересечений уровнем сигнала заданного по-

рога за время Т, также оценивается уровень сигнала, поскольку имеется монотонная зависи-

мость числа пересечений от уровня сигнала. Для нормально распределенного сигнала у Страто-

новича / 2 / имеется следующая зависимость

)

exp(

πσ

n −=

где R

=-[

)(

′′

)(

- функция корреляции с дисперсией

, b – порог,

Режим, когда b=0, является для этого прибора наилучшим, если нет сильных помех.

Если помеха на выходе сильней сигнала, то прибор будет измерять не сигнал, а ее интен-

сивность. При соизмеримой с сигналом помехе число пересечений уровня порога за время Т

может быть большим или меньшим, чем при отсутствии помехи. Это вносит погрешность изме-

рений уровня сигнала. Ожидается, что число пересечений сигналом порога за время Т будет рас-

ти с увеличением полосы пропускания прибора, поскольку ширина реального спектра была ши-

ре нее. Полоса пропускания такого прибора должна быть достаточно большой, чтобы ошибка

дискретности была меньше.

Такой прибор несколько сложней широкополосного датчика поля, так как содержит ком-

паратор, преобразователь импульсов и цифровой частотомер. Однако если каждый из них тех-

нологически отработан и серийность его высока, то он может стать недорогим узлом. Поэтому

целесообразна реализация данного способа для случаев значительных уровней сигнала.

Способ компенсации помех, или дифференциальный способ приема сигнала.

При этом способе имеется две антенны, два прибора. Один для приема смеси сигнала с

шумом, а другой – для приема только помехи. Имеется вычитающее устройство, где из смеси

сигнала с помехой первого прибора вычитается помеха, принимаемая вторым прибором. При

этом важно, чтобы помеха второго прибора была как можно более близка к помехе, принимае-

мой первым прибором.

Достоинством способа является сравнительная простота принципа, но он сложен в его

реализации.

Недостаток – трудно достичь идентичности каналов и точной компенсации. К тому же

компенсация помех не может быть оперативным делом, поскольку выносной антенной первого

прибора необходимо добиться, чтобы:

1)не было в нем сигнала, а была только подавленная помеха,

175

2)сигнальная антенна первого прибора должна быть вначале в положении, когда сигнал мал, и

есть помеха,

6) подбором усиления каналов добиться компенсации помехи,

5)довернуть сигнальную антенну (незначительно, чтобы не нарушить компенсацию) в рабочее

положение,

6)возможно, необходима подстройка, особенно, когда есть фединги.

Поэтому дифференциальный метод (компенсации) помех для данного сигнала не следует

считать перспективным.

Цифровая обработка сигнала в соответствующем сечении системы

При любом выбранном способе приема сигнала цифровая обработка сигнала в соответст-

вующем сечении прибора или системы предпочтительней аналоговой обработки, поскольку:

1)она производится оперативно,

2)обработка производится по гибким универсальным программам,

3)цифровая техника (аппаратурное обеспечение), как и стандартное программное обеспечение,

достаточно технологически отработаны и сравнительно недороги,

4)память практически не ограничена по объему и по времени,

5)информация находится в форме, удобной для ее обработки, хранения, преобразования и пере-

дачи.

Однако для качественного АЦП смеси сигнала с помехой ее динамический диапазон и

чувствительность должны быть высокими, а тактовая частота, или темп оцифровки, должна

быть более чем в два раза больше, чем максимальная частота спектра. Поэтому фильтровать и

усиливать сигнал следует перед АЦП. Это необходимо также из условий подавления внеполос-

ных помех и борьбы с блокировкой, интермодуляцией и перекрестными помехами.

Эффективные системы для обработки ЭМИ Земли для различных применений.

Под эффективностью систем, как и ранее, понимается степень улучшения их обобщенно-

го показателя качества, исчисляемая либо как интенсивная физическая величина, либо на уровне

экспертных оценок. Обобщенный показатель качества в любой форме должен содержать все

основные показатели системы, отражающие ее технические характеристики. Ранее показано, что

самым объективным для получения лучшей системы является условный критерий предпочтения

(УКП). Однако если системные функциональные связи показателей качества с техническими

параметрами не разработаны или мало разработаны, то можно использовать лексикографиче-

ские методы оптимизации, критерий Парето или метод последовательных уступок.

В любом случае по мере изучения свойств сигнала (ЭМИ Земли) в дальнейшем должны

отыскиваться такие способы его селекции, из которых одним из лучших следует считать про-

странственно-корреляционный, если можно обеспечить базу, значительно превосходящую ради-

ус корреляции сигнала. При этом разнесение приборов может влиять на уровень сигнала в ос-

новном приборе или в базе. Поэтому требуется также нормировка его корреляционной функции.

Если допускается материальная избыточность и сложность реализации системы за счет

серийности производства, то наилучшим в данных условиях применения мог бы стать многока-

нальный по частоте метод обработки сигнала или комбинированный метод в сочетании с прин-

ципом его пространственно-временного разнесения.

Однако необходимы исследования эффективности систем также на уровне функциональ-

ных элементов. Поэтому с учетом перспективности методов обработки сигнала ЭМИ Земли,

изложенных выше, несмотря на большую вариабельность их отличительных признаков, следует

учесть современную тенденцию к модульности реализации функциональных элементов:

1) экспериментальный и в дальнейшем рабочий образцы приборов должны быть построены по

модульному принципу, что позволяет обеспечить технологичность функциональных элементов и

преимущества в эксплуатации,

2) состав модулей определяется либо эвристически, по выбранному квазиоптимальному прин-

ципу действия прибора, либо точно в результате решения задач оптимизации.

Такими модулями могут быть:

а) модуль датчиков полей и тензометров (желательно с их электронным коммутатором),

б) модуль защиты по уровню, фильтрации и усиления,

в) модуль АЦП и интерфейсов,

г) модуль счета импульсов с индикаторами,

д) модуль цифро-аналогового измерения статистических моментов сигнала,

176

е) модуль задержек и формирования АКФ,

ж) входные и выходные устройства модулей должны быть стандартные, унифицирован-

ные с согласованными протоколами,

3) сигнал (ЭМИ Земли) и помеха – широкополосные процессы с большой степенью свободы,

поскольку оценке подлежат статистические моменты,

4) полоса частот изучаемого сигнала от 1кГц до 5 МГц,

5) априорные различия сигнала и помех,

а) направление излучения,

б) ширина спектра,

в) радиус корреляции,

6) состав модулей датчиков,

а) датчики магнитного поля,

б) датчики электрического поля (в перспективе),

в) тензометры (в перспективе),

7) модуль защиты, или стабилизации, по уровню, по фильтрации и по усилению нуждается в

периодической, лучше автоматической, регулировке и калибровке усиления,

8) в пакете программ должны быть предусмотрены программы для определения статистических

характеристик процессов, энергетического спектра и корреляционных функций.

Таким образом, опыт оптимизации систем и знание оптимальних принципов их построе-

ния позволяет представить различные принципы построения требуемых систем даже в условиях

значительной неопределенности в знании свойств сигнала.

177

Заключение

При всей пестроте задач оптимизации РТС на всех иерархических уровнях нетрудно

заметить общее, что их объединяет. Это принципы оптимальности, постановка и методы

решения задач, стремление к общности их рассмотрения и унификации решения. Несложно

увидеть и другой принцип рассмотрения задач оптимизации, основанный на сепарабельности и

блочном программировании, — это принцип вложения. Основное внимание уделялось

рассмотрению природы оптимума, особенно для новых физических эффектов в системах.

Новизна материала и ограниченный объем книги являются причиной лаконичности

изложения задач и проблематики.

Главными результатами книги являются идеи, основанные на системном понимании

ценностей ИИРТС, на комплексной оценке их качества, что является следствием большого

опыта решения задач оптимизации.

Изложенный материал может служить основанием для систематического изучения

проблематики оптимизации, для научно-исследовательских работ по созданию универсального

математического аппарата оптимизации ИИРТС, пригодного для инженерных применений. Он

может помочь в поиске новых подходов в изучении свойств систем и их качества, а также - в

научно-технической экспертизе систем, для корректности создания эскизных проектов, для

разработок перспективных ИИРТС и для сертификации качества существующих систем.

Основные направления, по мнению авторов, дальнейшего развития изложенных идей

оптимизации сложных РТС:

— создание удобных для применения методов проверки регулярности по Слейтеру;

— создание простых методов синтеза многокритериальных и многопараметрических РТС на

множествах параметров, сигналов и структур;

— решение проблем двойственности и сложности решения для условных критериев

качества;

— создание оптимальных стандартов для РТС любого назначения и для их функциональных

элементов;

--- расширение состава вектора показателей качества ИИРТС при их оптимальном синтезе;

--- универсализация методов оптимизации ИИРТС по условным критериям качества;

--- преодоление проблем, указанных во введении и т. д..

178

Литература

1. Подиновский В.В., Ногин В.Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач.

— М.: Наука, 1982. — 256 с.

2. Гуткин Л.С. Оптимизация радиоэлектронных устройств по совокупности показателей ка-

чества. М.: Сов. Радио, 1974.

3. Амиантов И.Н. Теория связи. М.: Сов. Радио, 1971.

4. Бакут П.А., Большаков И.А. и др. Вопросы статистической теории радиолокации. М.: Сов.

Радио, 1964, т. 1, 2.

5. Вакман Д.Е. Сложные сигналы и тело неопределенности в радиолокации. М.: Сов. Радио,

1966.

6. Вудворд Ф.М. Теория вероятности и теория информации с применением в радиолокации.

М.: Сов. Радио, 1966.

7. Грудинская Г.П. Распространение радиоволн. М.: Высшая школа, 1967.

8. Кук Ч., Бернфельд М. Радиолокационные сигналы. Теория и применение. М.: Сов. Радио,

1971.

9. Лазерные системы передачи данных и их оптимизация. // Радиотехника за рубежом. 1970,

№ 3.

10. Пратт В.К., Стокс, Хинкли. Определение оптимальных характеристик оптических систем

// Труды НИИР, 1970, т. 58, № 10, с. 355—364.

11. Ширман Я. Д. Обнаружение радиолокационных сигналов и измерение параметров. М.:

Сов. Радио, 1969.

12. Лезин Ю.С. Оптимальные фильтры и накопители импульсных сигналов. М.: Сов. Радио,

1969.

13. Князев А.Д. Элементы теории и практики обеспечения электромагнитной совместимости

радиоэлектронных средств. М.: Сов. Радио, 1984.

14. Апорович А.Ф. Статистическая теория электромагнитной совместимости радиоэлек-

тронных средств. Минск. Наука и техника, 1984.

15. Ван Трис. Теория обнаружения, оценок и модуляция. М.: Сов. Радио, 1972, т. 1.

16. Завалишин Н.В., Мучник И.Б. Модели зрительного восприятия и алгоритмы анализа

изображений. М.: Сов. Радио, 1974, 334 с.

17. Фалькович С.Е. Оценка параметров сигналов. М.: Сов. Радио, 1970.

18. Миддлтон Д. Введение в статистическую теорию связи. М.: Сов. Радио, т. 1, 1961; т. 2,

1962.

19. Апорович А.Ф., Алешин Г.В. Некоторые вопросы параметрического синтеза радиотех-

нических систем // Радиотехника. 1975, № 12, с. 1—9.

20. Алешин Г.В. Оптимизация многошкального фазового измерителя запаздывания сигнала.

// Радиотехника. 1986, № 12.

21. Алешин Г.В. Эффективность радиотехнических устройств оценивания параметров сиг-

нала. Харьков. ХВВКИУ РВ, 1992, 104 с.

22. Зуховицкий С.Н., Авдеева Л.И. Линейное и выпуклое программирование. М.: Наука,

1967.

23. Алешин Г.В. Основы построения оптимальных информационно-измерительных радио-

технических систем. ХВУ, 1984, 254 с.

24. Талызин Н.В. и др. Об оптимальных параметрах и экономической эффективности много-

станционной системы спутниковой связи. М.: Радиотехника, 1969, № 11.

25. Кузнецова Д.Г., Намиот Е.Ю. Основные принципы оценки стоимости серийно изготав-

ливаемой электронной аппаратуры. // Вопросы радиоэл,, 1969, № 31, сер. 12.

26. Гличев А.В. Экономическая эффективность технических систем. М.: Экономика, 1971.

27. Беллман Р. Динамическое программирование. М.: ИИЛ, 1960.

28. Бадалов А.Л., Михайлов А.С. Нормы на параметры электромагнитной совместимости

радиоэлектронных средств. Справочник. М.: Радио и связь, 1990, 272 с.

29. Алешин Г.В. Теоретические основы электромагнитной совместимости радиоэлектрон-

ных средств. ХВУ. 1993, с. 30.

30. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и систем. Под ред. Царько-

ва Н.М. — М.: Радио и связь, 1985.

31. Левин Б.Р. Теория случайных процессов и ее применение в радиотехнике. М.: Сов. Ра-

дио, 1960.

32. Макинтайр и др. Оптические элементы и устройства, используемые в лазерных системах

космической связи. ТИИЭР. Т. 58, № 10, 1970, с. 95—108.

179

33. Пратт В.К. Лазерные системы связи. М.: Связь, 1972, с. 232.

34. Луэн С.Э. Анализ точности оптических систем измерения дальности. — ТИИЭР. Т. 58,

№ 10, 1970, с. 221—235.

35. Керр и др. Оптическая связь через атмосферу. ТИИЭР, т. 58, № 10, 1970, с. 305—325.

36. Двайт Г.Б. Таблицы интегралов. М.: Наука, 1973, с. 228.

37. Ratliff F. Mach bands. Quantitative studies on newral networks in the retina. San-Francisco —

London — Amsterdam, 1965.

38. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. М.: Сов. Радио, 1966.

39. Путятин Е.П., Сердюченко В.Я. Математические модели явления краевого контраста ах-

роматического зрения человека (обзор). — В кн.: Проблемы бионики. Вып. 9. Харьков, 1972, с.

219.

40. Шейфис И.И. Способы улучшения качественных показателей видеотракта телевизион-

ный сигналов. М.: Связь, 1967, с. 220.

41. Алешин Г.В., Грабина В.А. Механизм обработки информации в системах с краевым кон-

трастом и некоторые зрительные иллюзии. — В кн.: Проблемы бионики. Вып. 22. Харьков,

1979, с. 60—65.

42. Нечипоренко В.И. Структурный анализ и методы построения надежных систем. — М.:

Сов. Радио, 1968.

43. Даффин Р., Питерсон Э., Зенер К. Геометрическое программирование. М: Мир, 1972.

44. Алешин Г.В., Грабина В.А. Основные особенности системы контрастирования контуров

изображений. — В кн.: Проблемы бионики. Вып. 21. Харьков, 1978, с. 55.

45. Алешин Г.В. Ефективність інформаційно-вимірювальних систем. Харків, ХУПС, 2005,

с.294.

46. Алешин Г.В., Богданов Ю.А. Эффективность сложных радиотехнических систем. Киев.:

«Наукова думка», 2008, 288 с.

180

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1. Основы принятия оптимальных решений при разработке радиотехнических систем 6

1.1. Принятие простых решений о лучшей системе 6

1.2. Иерархичность радиотехнических систем и принятие сложных решений об их параметрах 10

1.3. Проблемы развития и оптимизации радиотехнических систем 15

2. Оптимизация систем нижнего иерархического уровня 17

2.1. Простейшие примеры оптимизации 17

2.1.1. Оптимизация развязывающих фильтров 17

2.2. Оптимизация подсистемы многократного преобразования несущей частоты в приемниках СВЧ

диапазона 21

2.3. Об оптимальном соотношении между шириной диаграммы направленности антенны и дисперсией

углового сопровождения 31

2.4. Оптимизация параметров дискриминаторных измерителей 35

2.4.1. Новая измерительная идеология 35

2.4.2. Системный анализ дискриминаторных измерителей 39

2.4.3. О влиянии точности настройки дискриминатора 41

2.5. Эффективность методов поиска сигнала 45

2.5.1. Особенности панорамных измерителей параметров сигнала 45

2.5.2. Основные источники шумов в системе 48

2.5.3. Сравнительная эффективность систем поиска по углам с учетом несогласованности

пространственного приемника 51

2.5.4. Оптимальные процедуры поиска сигнала по углам 53

2.5.5. Системный анализ эффективности комбинированных методов поиска по углам 56

2.6. Оптимизация многоканального измерителя параметров сигнала 63

2.7. Оптимизация многоэтапных измерителей 66

2.8. Оптимизация многошкальных систем оценивания параметров сигнала 69

3. Оптимизация радиотехнических систем 77

3.1. Оптимизация технических параметров радиотехнических систем 78

3.2. Оптимальный выбор структур каналов измерительной радиотехнической системы 82

3.3. Выбор оптимального сигнала измерительной радиотехнической системы 84

4. Оптимизация совмещенных радиотехнических систем 86

4.1. Постановка и решение задачи оптимизации совмещенной РТС 86

4.2. Оптимизация параметров совмещения РТС 90

4.3. Возможности учета более полного состава технических требований к радиотехническим

системам 91

5. Оптимизация систем навигации и единого времени 93

5.1. Описание структуры и принципа действия СЕВ 94

5.2. Постановка задачи оптимизации СЕВ 94

5.3. Решение задачи оптимизации СЕВ 96

6. Оптимизация лазерной системы передачи информации 101

6.1. Особенности задачи оптимизации лазерных линий передачи информации 101

6.2. Вхождение в связь приемо-передатчика лазерной системы 102

6.3. Среднее время вхождения в связь 104

6.4. Отношение сигнал/шум на выходе системы обработки 108

6.5. Формализация задачи оптимизации лазерной линии связи 108

6.6. Решение задачи оптимизации лазерной линии связи 110

7. Оптимизация систем оконтурирования изображений 114

7.1. Основные особенности системы контрастирования контуров 115

7.2. Общие признаки оконтуривающих систем, объединяемых в один класс 122

7.3. Уточнение механизма обработки информации в системах с краевым контрастом 126

8. Оптимизация специфических показателей качества радиотехнических систем 132

8.1. Оптимизация электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств 132

8.2. Оптимальная стандартизация функциональных элементов радиотехнических систем 139

9. Оптимизация «больших» радиосистем 146

9.1. Оптимизация глобальной системы навигации и единого времени разных классов точности 146

9.1.1. Структурная модель системы единого времени 146

9.1.2. Математическое описание и постановка задачи 146

9.1.3. Решение задачи оптимизации системы единого времени 149