Реализация оптимального алгоритма устранения неоднозначности фазовых измерений
Методы определения направления на источник излучения. Определение азимута на основании оптимального алгоритма. Поиск области применения метода восстановления вектора неоднозначности. Построение модели фазового пеленгатора с плоской антенной решеткой.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.06.2018 |
| Размер файла | 236,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Реализация оптимального алгоритма устранения неоднозначности фазовых измерений
Губаренко М. А.
Рассмотрен метод определения направления на источник излучения. Азимут и угол места определены на основании оптимального алгоритма. Восстановлена неоднозначность фазовых измерений. В статье определена область применения рассмотренного метода восстановления вектора неоднозначности.
Ключевые слова: фаза, оптимальный алгоритм, неоднозначность фазы, область применения.
Determination the direction in the line of emission source is considered in the article. Azimuth and tilt angle are defined by the use of optimal algorithm. Ambiguity of phase measuring is restored. Article determines field of application considered method of restoring the vector.
Keywords: phase, optimal algorithm, ambiguity of phase, field of application.
Источниками радиосигналов могут быть объекты радиолокационного наблюдения, отражающие радиоволны, либо различного рода радиопередатчики. Информация о направлении прихода к пеленгатору излученной волны содержится в положении её фазового фронта. Нормаль к фазовому фронту в однородной среде распространения радиоволн совпадает с направлением на источник излучения.
Диаграмма направленности приемной антенны зависит от назначения фазового пеленгатора. В следящих пеленгаторах, предназначенных для работы по выбранным источникам сигналов, применяются направленные антенны. Применение таких антенн, с одной стороны, увеличивает соотношение сигнал/собственный шум приемных устройств, с другой ограничивает измеряемую разность фаз интервалом 360 градусов.
Использование радиопеленгаторов в составе систем радиоэлектронной борьбы сопряжено с некоторыми техническими трудностями. В частности с априорной неопределенностью несущей частоты. В рамках данной работы будем считать, что несущая частота была определена ранее и может быть использована в расчетах.
Использование разности фаз приемных антенн фазового пеленгатора позволяет определить направление на источник излучения. Существуют различные алгоритмы для определения азимута и угла места. Основное отличие методов заключается в способе поиска векторов неоднозначности.
Алгоритм максимального правдоподобия (оптимальный алгоритм) имеет наибольшую вероятность правильного устранения неоднозначности и требует больших вычислительных ресурсов.
Квазиоптимальный алгоритм устраняет неоднозначность фазовых измерений с меньшей вероятностью. Собственные области векторов неоднозначности аппроксимируются параллелепипедами, что упрощает процедуру поиска векторов, однако снижает вероятность правильного устранения неоднозначности.
В работе построена модель двухкоординатного фазового пеленгатора с плоской антенной решеткой. Для нахождения вектора неоднозначности фазовых измерений реализована модификация алгоритма максимального правдоподобия при условии, что поиск вектора неоднозначности ведется перебором всех возможных вариантов.
Будем считать, что погрешности фазовых измерений подчиняются нормальному закону распределения вероятностей, имеют нулевые средние значения. На основании этого [1, с. 168] вычислена корреляционная матрица фазовых ошибок . Рассмотрено решение системы уравнений правдоподобия:
где весовые векторы вычислены через матрицу , обладающую свойством . Эта матрица введена В. И. Беловым в работе [2, с. 98]. Весовые векторы [1, с. 166] найдены из следующих равенств:
Вектор неоднозначности выбирается таким, чтобы функция правдоподобия , описанная в [1, с. 165], достигала главного максимума. Там же показано, что для сокращения объема вычислений достаточно найти минимум показателя степени в функции правдоподобия, что и сделано в настоящей работе.
Далее выполнен поиск вектора неоднозначности для которого функция достигает минимального значения. Выбраны 5 антенных баз [3, с. 8], характеризующихся векторами относительных баз [4, с. 186]. Тогда очевидно, что вектор может находиться в диапазоне от . Выполнен поиск целочисленного вектора с шагом , построена зависимость от рассмотренных векторов :
фазовый излучение неоднозначность
Рис. 1 График функции
На рисунке 1 - порядковый номер вектора неоднозначности, для которого вычислено значение функции .
Согласно графику достигает минимума для некоторого вектора . Этот вектор выбран в качестве искомого вектора неоднозначности. Используя этот вектор, восстановлена полная фаза принятой волны [1, с. 165] и найдены направляющие косинусы . Далее найдены азимут б и угол места в:
Алгоритм протестирован для азимута и угла места . Выявлено, что при частотах принимаемой волны просматриваются не все вектора неоднозначности. Это приводит к нахождению вместо глобального максимума одного из локальных минимумов показателя степени функции правдоподобия.
Найти пропущенные вектора, можно уменьшив шаг сетки . Однако это приводит к существенному увеличению времени на поиск вектора. Это обстоятельство ограничивает область применимости метода выбора векторов неоднозначности путем вычисления на каждом возможном векторе. Метод поиска по всей области векторов применим для частот принимаемой волны .
Литература
1. Денисов,В. П., Дубинин Д. В. Фазовые радиопеленгаторы. Томск: издательство ТГУ, 2002, 251 с.
2. БеловВ. И. Теория фазовых измерительных систем Томск: издательство ТГУ, 2007, 148 с.
3. Сколник М. Справочник по радиолокации. М.: Советское радио, 1976, 456 с.
4. Старр А. Радиотехника и радиолокация М.: Советское радио, 1960, 668 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Разработка параллельной программы, которая выполняет умножение матриц на вектор. Вычисление времени выполнения алгоритма. Создание параллельного алгоритма матричного умножения. Реализация последовательного алгоритма Гаусса. Выполнение сортировки данных.
лабораторная работа [1,4 M], добавлен 23.12.2014Концепция фазовых проницаемостей, ее сущность и содержание, методы определения. Определение главных факторов, влияющих на фазовые проницаемости коллекторов нефти и газа, направления использования полученных в результате исследований данных веществ.
курсовая работа [344,0 K], добавлен 04.05.2014Порядок и главные правила измерения величин I0 и Iфон с заданной статистической погрешностью. Определение излучения исследуемого радиоактивного изотопа. Направления и перспективы устранения различных систематических погрешностей в данном эксперименте.
лабораторная работа [149,1 K], добавлен 01.12.2014Определение мощностей подстанции. Расчет первого и второго вариантов электрической сети: параметры, оборудование, баланс. Выбор оптимального варианта сети и расчет режима для него. Регулирование напряжения на подстанции для оптимального варианта.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 28.06.2011Характеристика методов определения концентрации химических элементов в сложных соединениях. Методики определения концентрации железа (III) и выбор оптимального метода его определения в полиэлектролитных микрокапсулах и магнитоуправляемых липосомах.
дипломная работа [942,6 K], добавлен 25.07.2015Лазер - источник электромагнитного излучения видимого, инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов, основанный на вынужденном излучении атомов и молекул, их виды. История создания генераторов электромагнитного излучения; области применения лазеров.
презентация [4,0 M], добавлен 13.05.2013Гидравлический расчет газовой сети, состоящей из участков среднего и низкого давления. Определение основного направления главной магистрали системы. Минимизация используемых трубопроводов. Анализ значения скорости, диаметра и давления в тупиковых ветвях.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 19.12.2014Алгоритм изменения режима работы электрической схемы, содержащей активные и реактивные элементы, которые обеспечивают минимизацию энергии активных потерь при переходе от одного режима работы схемы к другому. Синтез оптимального алгоритма управления.
реферат [320,7 K], добавлен 19.02.2012Рассмотрение алгоритма решения задач о равновесии плоской и пространственной систем сил. Нахождение уравнения траектории точки для заданного момента времени; определение ее скорости, касательного и нормального ускорения, а также радиуса кривизны.
контрольная работа [303,8 K], добавлен 26.04.2012Открытие рентгеновского излучения. Источники рентгеновских лучей, их основные свойства и способы регистрации. Применение рентгеновского излучения в металлургии. Определение кристаллической структуры и фазового состава материала, анализ их несовершенств.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 21.02.2013Методы расчета простых и сложных заземлителей в однородной и неоднородной среде. Обоснование необходимости определения показателей надежности при проектировании заземляющих устройств. Выбор метода контроля основных параметров заземляющих устройств.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 13.06.2012Определение напряженности магнитного поля элементарного вибратора в ближней зоне. Уравнения бегущих волн. Их длина и скорость их распространения в дальней зоне. Направления вектора Пойнтинга. Мощность и сопротивление излучения электромагнитных волн.
презентация [223,8 K], добавлен 13.08.2013Составление на основании законов Кирхгофа системы уравнений для определения токов во всех ветвях схемы. Определение токов во всех ветвях схемы, используя метод контурных токов и на основании метода наложения. Составление баланса мощностей для схемы.
контрольная работа [60,3 K], добавлен 03.10.2012Теория фотометрического метода. Виды фотометрических измерений. Фотометрия как раздел прикладной физики, занимающийся измерениями света. Определение закона Бугера-Ламберта. Методы фотометрического анализа. Основные приёмы фотометрических измерений.
реферат [55,2 K], добавлен 09.03.2010Характеристика корпускулярного, фотонного, протонного, рентгеновского видов излучения. Особенности взаимодействия альфа-, бета-, гамма-частиц с ионизирующим веществом. Сущность комптоновского рассеивания и эффекта образования электронно-позитронной пары.
реферат [83,8 K], добавлен 08.11.2010Определение погрешностей средства измерений, реализация прибора в программной среде National Instruments, Labview. Перечень основных метрологических характеристик средства измерений. Мультиметр Ц4360, его внешний вид. Реализация виртуального прибора.
курсовая работа [628,7 K], добавлен 09.04.2015Обґрунтування можливих варіантів теплопостачання для теплоелектроцентралі. Проведення вибору оптимального обладнання для повного забезпечення в теплі району м. Львів. Розрахунок та порівняння основних техніко-економічних показників ТЕЦ та котельні.
контрольная работа [129,5 K], добавлен 31.07.2011Расчет электрических нагрузок. Выбор мощности трансформаторов с учетом оптимального коэффициента загрузки и категории питающихся электроприемников. Выбор сечения проводов, кабелей линий. Оценка оптимального количества, сопротивление заземляющих устройств.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 08.06.2013Понятие и предмет термодинамики. Определение объемного состава и средней молярной массы смеси, а также вычисление парциальных объемов компонентов. Характеристика фазового равновесия и фазовых переходов. Основы введения в химическую термодинамику.
контрольная работа [328,4 K], добавлен 29.03.2015Ознакомление с методом компенсации в практике измерений физических величин. Погрешности при введении в электрическую цепь амперметра или вольтметра. Компенсационные методы и их суть. Мост постоянного тока Уитстона.
лабораторная работа [83,9 K], добавлен 18.07.2007
