Algoritam za sekundarnu obradu radarske informacije. Problemi obrade radarskih informacija

Sustavi za upravljanje borbenim operacijama zrakoplovstva, osim gore navedenih zadataka obrade informacija s jednog radara, rješavaju još jedan problem koji je povezan s kombiniranjem informacija o ciljevima primljenih s nekoliko radara ili primarnih radarskih mjesta obrade i stvaranje opće slike zračne situacije.

Obrada radarskih podataka koji dolaze iz nekoliko izvora dogovoreno je da se nazove tercijarna obrada informacija (TOI).

S obzirom na to da se područja pokrivenosti radara ili područja odgovornosti postaja obično preklapaju, informacije o istom cilju mogu se primati istodobno s više postaja. Idealno bi se ove oznake trebale preklapati jedna s drugom. Međutim, u praksi se to ne primjećuje zbog sustavnih i slučajnih pogrešaka u mjerenju koordinata, različitih vremena lokacije, kao i zbog pogrešaka u ponovnom izračunavanju koordinata između točaka stajanja izvora i primatelja informacija.

Glavni zadatak tercijarne obrade je riješiti problem,

koliko je zapravo ciljeva u zoni odgovornosti. Da biste riješili ovaj problem, morate izvršiti sljedeće radnje:

Prikupiti izvješća iz izvora;

Dovesti oznake u jedan koordinatni sustav i jedno referentno vrijeme;

Postavite da li oznake pripadaju metama, tj. riješiti problem identifikacijskih oznaka;

Provedite konsolidaciju informacija.

Za rješavanje ovih problema koriste se sve karakteristike ciljeva. Uređaji za tercijarnu obradu implementirani su na specijaliziranim računalima s potpunom automatizacijom svih operacija koje se izvode. Međutim, ponekad, radi pojednostavljenja automatskih uređaja, neke TOI operacije mogu se izvoditi na naredbe i uz sudjelovanje operatera. Konkretno, operacije identifikacije i povećanja se izvode na ovaj način.

Tercijarna obrada je posljednji korak u dobivanju informacija o stanju zraka.

Izjava o svrsi Uobičajeno je nazivati ​​informacije koje sadrže podatke o lokaciji ciljeva, o njihovim karakteristikama, izdane iz izvora putem komunikacijskih kanala za njihovu daljnju obradu i korištenje.

Zadatak zbirka izvještaja je primiti što više informacija uz minimalne gubitke.

Svaki pristigli izvještaj mora se obraditi, što traje određeno vrijeme. Neka se u trenutku primitka izvješća vrši obrada prethodnog izvješća. U tom slučaju primljena poruka može ili ostaviti sustav neobrađenom, ili čekati u redu za servis dok se sustav ne oslobodi, ili čekati na obradu strogo ograničeno vrijeme. Sukladno tome svi sustavi čekanja dijele se na sustave s kvarovima, sustave s čekanjem i sustave s ograničenim čekanjem (mješoviti tip). U praksi su sustavi mješovitog tipa s vremenom čekanja odabranim iz najboljih uvjeta obrade postali široko rasprostranjeni.

Koordinate cilja mjere se u koordinatnom sustavu detektiranog radara, stoga je prilikom prijenosa podataka na točku TOI potrebno preračunati ih do točke stajanja primatelja informacija. Kao jedinstveni koordinatni sustav mogu se koristiti geodetski, polarni ili pravokutni koordinatni sustavi. Najprecizniji je geodetski, ali su izračuni u njemu složeni. Stoga se koristi samo kada su izvori i primatelji informacija na velikim međusobnim udaljenostima i kada je faktor zakrivljenosti Zemlje velik. U drugim slučajevima koriste se polarni ili pravokutni koordinatni sustavi s korekcijom visine. Proračuni u ovim sustavima su prilično jednostavni i prihvatljivi za rješavanje niza praktičnih problema.

U ACS-u prijenos koordinata cilja obično se provodi u pravokutnom koordinatnom sustavu. Stanica za obradu također koristi pravokutni sustav. Stoga se zadatak svodi na pretvaranje pravokutnih koordinata ciljeva u odnosu na ishodišnu točku u pravokutne koordinate u odnosu na stanicu obradne točke.

Ocjene dobivene na TOI točki iz različitih izvora daju se jednom referentnom vremenu. Potrebno je samo jedno vrijeme kako bi se odredio položaj obrađenih oznaka u bilo kojem trenutku u vremenu. Ova operacija uvelike pojednostavljuje zadatak identifikacije oznaka.

Koordinate oznaka dovode se u zajedničko vrijeme određivanjem ekstrapolacije za svaku vremensku oznaku u odnosu na danu točku usporedbe. S obzirom na relativno visoku stopu ažuriranja informacija, preporučljivo je pri ekstrapolaciji uzeti hipotezu jednolike i pravocrtne promjene koordinata.

Svi radarski izvori podataka obrađuju informacije autonomno i neovisno jedan o drugome. Zbog preklapanja područja odgovornosti, izvješća mogu sadržavati dvostruka izvješća primljena iz više izvora za istu svrhu.

U nastajanju identifikacijske oznake targets donosi se odluka da:

Koliko ciljeva ima u stvarnosti ako se o njima izvještava iz više izvora;

Kako su primljeni izvještaji raspoređeni po cilju.

Obično se identifikacija provodi u dvije faze. Najprije se radi gruba identifikacija ili usporedba oznaka, a zatim se provodi raspodjela oznaka, što omogućuje donošenje preciznije odluke o identifikaciji.

Korak usporedbe temelji se na pretpostavci da bi izvješća iz istog cilja trebala sadržavati iste karakteristike. Zbog toga se odluka o istovjetnosti znakova donosi na temelju i usporedbom svojstava. Međutim, u stvarnosti, zbog raznih pogrešaka, ne postoji potpuna podudarnost karakteristika. Kao rezultat toga, postoji nesigurnost izražena dvjema konkurentskim hipotezama:

1. Hipoteza pretpostavlja da oznake iz iste mete,

iako je došlo do neusklađenosti.

2. Hipoteza pretpostavlja da su oznake iz različitih ciljeva, pa je došlo do neusklađenosti.

Odluka o odabiru jedne ili druge hipoteze donosi se na temelju procjene veličine odstupanja i korištenja kriterija za minimalnu grešku odluke.

U fazi distribucije, za grupiranje oznaka po pojedinim ciljevima, koriste se oznake njihove pripadnosti izvorima informacija i numeriranje ciljeva u sustavu tih izvora. Pravila za logičko grupiranje oznaka u skladu s pripadnošću ciljnih izvješća izvorima informacija formulirana su na sljedeći način.

1. Ako se u području dopuštenih odstupanja primaju oznake iz istog izvora, tada je broj ciljeva jednak broju oznaka, jer jedna postaja u isto vrijeme ne može izdavati iz

više oznaka na istoj meti.

2. Ako je iz svakog izvora primljena po jedna oznaka u području dopuštenih odstupanja, smatra se da se te oznake odnose na šifru i istu namjenu.

3. Ako je sa svake postaje primljen jednak broj oznaka, tada je očito da je broj ciljeva jednak broju primljenih oznaka s jedne postaje, budući da je malo vjerojatno da, unutar malog područja, postaja otkriva samo svoje ciljeve, a ne otkriva cilj promatran od strane susjedne postaje.

4. Ako je iz više izvora primljen nejednak broj ocjena, pretpostavlja se da je izvor iz kojeg je primljen najveći broj ocjena najvjerojatnija situacija.U tom slučaju, ukupan broj meta se određuje brojem primljenih ocjena iz navedenog izvora.

Dakle, obrada izvještaja u grupi sastoji se od grupiranja ocjena iz više izvora u jedan cilj. Ovaj problem se relativno jednostavno rješava primjenom prvog i drugog pravila, a puno teže pri primjeni trećeg i četvrtog.

Prema hipotezi trećeg pravila imamo dva cilja, od kojih se svaki odnosi na jedno izvješće iz svakog izvora. Potrebno je odrediti koji parovi oznaka pripadaju svakoj meti. Najvjerojatnija varijanta odabire se kao rezultat usporedbe zbroja kvadrata udaljenosti između oznaka. Prihvaća se kombinacija za koju je ovaj iznos minimalan.

Navedena pravila za usporedbu i raspodjelu ocjena nisu jedina, a ovisno o traženoj točnosti mogu se komplicirati ili pojednostaviti.

Nakon identifikacije, informacije o meti izražavaju se skupom oznaka primljenih iz nekoliko izvora. Da bi se formirala jedna oznaka s točnijim karakteristikama, koordinate i parametri putanje su prosječni.

Najjednostavniji način izračunavanja prosjeka je izračunavanje aritmetičke sredine koordinata. Ova metoda je prilično jednostavna, ali ne uzima u obzir karakteristike točnosti izvora informacija. Ispravnije je izračunati prosjek oznaka meta, uzimajući u obzir koeficijent težine oznaka, a koeficijent se odabire ovisno o točnosti izvora. I na kraju, kao prosjek možete uzeti ordinate oznake dobivene iz jednog izvora, ako postoje dokazi da taj izvor pruža najtočniju informaciju.

Povećanje (grupiranje) ciljnih oznaka provodi se na onim točkama obrade gdje nisu potrebne informacije o svakoj meti ili je gustoća prijema oznaka s meta veća od izračunate propusnosti. Grupiranje se obično vrši na najvišim razinama sustava upravljanja.

Grupiranje se provodi na isti način kao i identifikacija, a provodi se na temelju blizine koordinatnih opisa grupiranih objekata. Za to se formiraju vrata prema koordinatama koje su dodijeljene kao karakteristične za grupu ciljeva.Koordinate središta vrata vrijede za cijelu grupu. Obično se radi tako da se središte vrata podudara s oznakom glavne mete u skupini. Dimenzije stroboskopa određuju se na temelju njihovih navigacijskih i taktičkih zahtjeva. Obično se koristi poluautomatska metoda povećanja veličine, koja uključuje sljedeće glavne korake:

1. Odabir kompaktnih skupina ciljeva na temelju blizine koordinata x, g, H. Operator vizualno određuje kompaktnu grupu ciljeva po koordinatama, odabire glavni cilj, dodjeljuje jedan od otvora za povećanje i unosi broj vrata i glavnog cilja u računalo. Na temelju tih podataka računalo dovršava proces odabira kompaktne grupe.

2. Selekcija unutar odabranih grupa po brzini. Cilj ostaje dio proširenog cilja ako:

gdje su komponente brzine ciljne glave; je prag odabira brzine.

3. Određivanje karakteristika proširenog gola. Proširenom cilju dodjeljuje se kvantitativni sastav, a formira se generalizirani znak djelovanja.

4. Korekcija odluke operatera. S obzirom na to da se situacija u zraku mijenja, moguće je ispraviti podatke uvećane mete povećanjem, smanjivanjem, smanjivanjem ili povećavanjem.

5. Prateći prošireni cilj. Ovu operaciju automatski izvodi računalo. U tom slučaju, koordinate se ispravljaju, odabir glavnog cilja je osiguran kada informacija o starom glavnom cilju nestane.

Dakle, tijekom procesa TOI, izvještaji se prikupljaju iz izvora, oznake se dovode u jedan koordinatni sustav i jedno referentno vrijeme, oznake pripadaju ciljevima (oznake se identificiraju) i informacije se agregiraju.

Zaključak

1. Operacije koje se izvode tijekom primarne obrade radar može izvoditi samostalno.

2. Ako se tijekom primarne obrade korisne informacije izvlače iz mješavine signala i šuma na temelju statističke razlike u strukturi signala i šuma, tada bi sekundarna obrada, koristeći razlike u obrascima pojavljivanja lažnih oznaka i oznaka s ciljeva, trebala osigurati odabir trajektorija pokretnih ciljeva.

3. Putanja ciljanog gibanja predstavlja se kao niz polinomskih dionica s različitim koeficijentima i stupnjevima polinoma, tj. sustav obrade mora se ponovno izgraditi u skladu s prirodom kretanja svake mete.

4. U procesu TOI, izvještaji se prikupljaju iz izvora, oznake se dovode u jedinstveni koordinatni sustav i jedno referentno vrijeme, oznake pripadaju ciljevima (oznake se identificiraju) i informacije se agregiraju.

Na samopripremi je za kontrolni rad potrebno pripremiti sljedeća pitanja:

1. Svrha i sadržaj primarne obrade radarskih informacija.

2. Svrha i sadržaj sekundarne obrade radarskih informacija.

3. Određivanje parametara kretanja ciljeva u procesu sekundarne obrade radarskih informacija.

4. Ekstrapolacija oznaka u procesu sekundarne obrade radarskih informacija.

5. Nastavak trajektorije kretanja u procesu cilja sekundarne obrade radarske informacije.

6. Svrha i sadržaj tercijarne obrade radarske informacije.

7. Prikupljanje izvješća u procesu cilja tercijarne obrade radarskih informacija.

8. Svođenje ciljnih oznaka na jedinstveni koordinatni sustav i jedinstveno referentno vrijeme u procesu ciljanja tercijarnom obradom radarskih informacija.

9. Identifikacija ciljnih oznaka u procesu cilja tercijarne obrade radarske informacije.

10. Konsolidacija informacija u procesu TOI.

Na temelju analize taktičkih zahtjeva utvrđuju se perspektive razvoja radarske opreme i industrije koja ih proizvodi, a planiraju se istraživanja u području radarske i radioelektronike. Provedba taktičkih zahtjeva ograničena je mogućnostima proizvodnje, dostignutim stupnjem razvoja tehnike, tehnologije i znanosti. Na temelju toga, pri projektiranju novih radara, na njih se postavljaju taktičko-tehnički zahtjevi.

Pod, ispod taktičko-tehničke zahtjeve(TTT) razumiju kvantitativne vrijednosti glavnih karakteristika radara, uzimajući u obzir taktičke zahtjeve, trenutno stanje znanosti, tehnologije, mogućnosti industrije i ekonomske mogućnosti države.

Radari u službi karakteriziraju podaci o izvedbi(TTD), koje su kvantitativne vrijednosti glavnih karakteristika određenog uzorka radara za prosječne uvjete njegove borbene uporabe i rada. Oni su određeni kao rezultat pažljivog eksperimentalnog ispitivanja uzoraka ove vrste radara. Kvantitativno, TTD se može podudarati ili malo razlikovati od TTT.

Taktičko-tehnički podaci određuju borbene sposobnosti radara i upisuju se u njegov obrazac. Zadatak osoblja koje upravlja radarom je održavanje tehničkih parametara postaje na razini koja osigurava provedbu TTD.

Sustav pokazatelja koji se koristi za procjenu borbenih sposobnosti radara i provođenje taktičkih proračuna obično se naziva taktičke karakteristike radara. Glavni su:

sastav izdane informacije;

područje pogleda (oblik zone i njegovi parametri);

točnost danih informacija;

rezolucije na izmjerenim koordinatama;

informacijska sposobnost;

diskretnost izlaza podataka;

otpornost na buku;

pouzdanost;

elektromagnetska kompatibilnost;

značajke manevriranja (vrijeme postavljanja i povlačenja, vrijeme uključivanja i isključivanja, pokretljivost itd.).

1.2. SASTAV RADARSKIH INFORMACIJA

Sastav informacija određen je uglavnom zahtjevima potrošača informacija i zadacima koje rješavaju. Kako bi se osiguralo pronalaženje cilja bez pretraživanja od strane stanica za navođenje projektila, radarske informacije moraju uključivati ​​podatke o prostornim koordinatama cilja. Pri rješavanju problema zrakoplovnog navođenja potrebni su podaci o prostornim koordinatama i cilja i lovca.

Najprikladniji za predstavljanje informacija o položaju zračnih objekata u prostoru je pravokutni koordinatni sustav. U njemu je lakše transformirati koordinate u jedinstveni sustav za grupiranje sredstava, identificirati i kombinirati informacije primljene iz više izvora. Međutim, uređaji za obradu signala u radaru omogućuju mjerenje i prikaz informacija bilo u sfernom ili cilindričnom koordinatnom sustavu. Po potrebi se u sustavu za obradu informacija vrši transformacija koordinata u pravokutni sustav.

Za ocjenu zračne situacije i rješavanje problema borbenog upravljanja sustavima protuzračne obrane, osim prostornih koordinata ciljeva, potrebni su podaci o vlasništvu otkrivenih objekata (državnih, resornih i pojedinačnih), upotrebi i prirodi smetnji koje stvara neprijatelj, kursu i brzini ciljeva.

Trenutačno korišteni signali sondiranja i metode obrade reflektiranih signala ne dopuštaju identificiranje detektiranih objekata po izgledu potonjih. Ova zadaća dodijeljena je posebnom radarskom identifikacijskom sustavu (SRLO), koji je kompleks zemaljske i zračne opreme koji omogućuje identifikaciju nacionalne pripadnosti objekata u mjerilu Oružanih snaga na temelju jedinstvenog sustava kodiranja signala. Podaci o kursu i brzini cilja mogu se dobiti nakon sekundarne obrade radarskih informacija.

Pri određivanju poretka snaga i sredstava protuzračne obrane potrebnih za uspješno rješavanje borbene zadaće potrebno je imati podatke o kvantitativnom sastavu ciljeva koji sudjeluju u udaru. Za dobivanje takvih informacija radarske stanice moraju imati visoku koordinatnu rezoluciju, što nije uvijek moguće osigurati. Stoga u praksi većina radara mora izdavati podatke o prirodi otkrivenog cilja (pojedinačan ili skupni) i samo približne podatke o kvantitativnom sastavu. Točni podaci o kvantitativnom sastavu ciljeva dobivaju se s drugih izvidničkih sredstava ili sa specijaliziranih radara.

Dakle, u općem slučaju, informacije koje emitira radar trebaju uključivati:

prostorne koordinate ciljeva;

državna i pojedinačna pripadnost;

karakteristike cilja (pojedinačni ili grupni) i, ako je moguće, kvantitativni sastav grupnog cilja;

vrste generiranih smetnji i njihov intenzitet.

1.3. POGLED

Radarsko vidno polje je područje prostora unutar kojeg radar daje radarske informacije o cilju sa zadanom prosječnom vrijednošću efektivne površine kvalitete ne niže od potrebne.

U ovom slučaju, kvaliteta radarskih informacija shvaćena je kao kombinacija sljedećih pokazatelja:

vjerojatnosti točne detekcije i lažne uzbune (kvaliteta detekcije);

točnost informacija i diskretnost njihovog izdavanja.

Obrada radarskih informacija- proces dovođenja informacija primljenih s radara u oblik pogodan za daljnji prijenos.

U početku je obradu radarskih informacija provodio vojnik (operator u pratnji) koji je sjedio iza radarskog indikatora. Trenutno se to provodi automatski i poluautomatski, povećavajući produktivnost operatera.

Primarna obrada

Suština: odabir ciljeva na pozadini buke i smetnji, identifikacija "prijatelja ili neprijatelja"

Ulaz: radarski signal.

Izlaz: položaj cilja, kutna veličina, azimut i udaljenost.

Provodi se: uređajem za primarnu obradu koji se nalazi u radarskoj stanici; ranije - točke za obradu radarskih informacija.

Sekundarna obrada

Suština: identifikacija ciljeva tijekom nekoliko ciklusa radarskog skeniranja; proračun smjera i brzine; suzbijanje pogrešaka primarne obrade - dvostruki ciljevi, nasumični rafali i privremeni nestanci ciljeva.

Ulaz: mete dobivene primarnom obradom.

Izvodi: ručni operater pratnje; punkt za obradu radarskih informacija (na razini radarske satnije) poluautomatski.

Tercijarna obrada

Bit: usporedba informacija dobivenih iz više izvora.

Ulaz: tragovi cilja dobiveni kao rezultat sekundarne obrade; radarske koordinate.

Izlaz: tragovi cilja dobiveni uzimajući u obzir prijenos cilja s jednog radara na drugi, točnost različitih izvora itd.

Provedeno: na razini radiotehničke bojne i više; ručno (od strane operatera tableta), poluautomatski ili automatski pomoću ACS-a.

Zaklada Wikimedia. 2010. godine.

Pogledajte što je "obrada radarskih informacija" u drugim rječnicima:

ORLY- obrada radarske informacijske komunikacije ... Rječnik kratica i kratica

Wikipedia ima članke o drugim osobama s ovim prezimenom, pogledajte Benenson. Zalman Mikhailovich Benenson Datum rođenja ... Wikipedia

Ovaj izraz ima i druga značenja, vidi Spark. Koordinate: 47°50′16″ s. sh. 35°13′47″ E  / 47.837778° N sh. 35.229722° E itd. ... Wikipedia

Krstareća protubrodska raketa P-35 (P-6)- 1964. 17. kolovoza 1956. izdana je Uredba CM CCCH br. 1149-592 o početku razvoja protubrodskih krstarećih projektila P 6 i P 35. Obje su rakete projektirane u OKB 52 i malo su se razlikovale jedna od druge. P 6 je bio namijenjen podvodnom ... ... Vojna enciklopedija

Skup mjera za dobivanje i obradu podataka o aktivnom ili potencijalnom neprijatelju, njegovim vojnim resursima, borbenim sposobnostima i ranjivostima, kao io ratištu. Klasifikacija. Suvremena vojna obavještajna služba dijeli se na ... ... Collier Encyclopedia

Projektil tipa zrak-zrak AIM 120 ... Wikipedia

Proučavanje Zemlje, skup metoda za istraživanje i kartiranje iz zrakoplova geografske ovojnice Zemlje, njoj svojstvenih pojava i objekata prirodnog i kulturnog krajolika. Njihova fizička svojstva mogu se zabilježiti pomoću ... ...

Matematika Znanstvena istraživanja matematike započela su u Rusiji u 18. stoljeću, kada su L. Euler, D. Bernoulli i drugi zapadnoeuropski znanstvenici postali članovi Sanktpeterburške akademije znanosti. Prema planu Petra I, akademici stranci ... ... Velika sovjetska enciklopedija

Victor Filippovich Kravchenko Datum rođenja: 5. listopada 1939. (1939. 10 05) (73 godine) Mjesto rođenja: Kharkov, Ukrajina, SSSR Država ... Wikipedia

I Impulsna tehnologija je područje tehnologije koje istražuje, razvija i primjenjuje metode i tehnička sredstva za generiranje (formiranje), pretvaranje i mjerenje električnih impulsa (vidi Električni impuls). U I. t. također ... ... Velika sovjetska enciklopedija

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja jednostavno je. Koristite obrazac u nastavku

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

• Uvod
• 2. DSP sustavi
• 3. Optičko vlakno

• 4. Gigabitni Ethernet (1000base-T)28
• 5.VPX standard
• Zaključak
• Bibliografija
• Uvod
• Radar je područje radioelektronike koje se bavi korištenjem radiovalova za otkrivanje, određivanje koordinata i mjerenje parametara gibanja različitih objekata. Svi objekti promatranja u radaru nazivaju se ciljevima. To uključuje, na primjer, brodove, zrakoplove, tenkove itd. Operacije koje se izvode u radaru za otkrivanje ciljeva, mjerenje njihovih koordinata i parametara kretanja nazivaju se radarski nadzor.
• Struktura radarskog kanala. Uključuje sam radar, nosač radara, medij za širenje radiovalova, skupinu objekata, navigacijski sustav i sustav za indikaciju i kontrolu kanala (slika %). Svi ti elementi strukture uključeni su u proces detekcije i određivanja karakteristika zadanih objekata.
• Skupinu objekata čine zadani objekti (ciljevi), pomoćni objekti (orijentiri), prateći objekti (pozadina), objekti koji emitiraju ili reemitiraju signale smetnji (izvori smetnji).
• Ciljevi su zadani objekti koji mogu imati različitu fizičku prirodu: zračni ciljevi (avioni, projektili, oblaci, kiša, atmosferske turbulencije itd.), zemaljski ciljevi (nakupljanje trupa i određene vrste opreme, uzletno-sletne staze i poljoprivredno zemljište, inženjerski objekti i ceste itd.), morski ciljevi (brodovi, ledena polja, morska površina).
• Orijentiri su pomoćni objekti koji pomažu u rješavanju glavnog zadatka otkrivanja i određivanja karakteristika ciljeva. Tako se, na primjer, orijentir - objekt s poznatim koordinatama - koristi za točno određivanje koordinata ciljeva koji se nalaze u blizini tog objekta. Pozadina - Prateći objekti koji obično ometaju otkrivanje cilja. Dakle, ako se mala meta promatra u odnosu na pozadinu ispod (zemaljske) površine, tada pozadina maskira metu. Pozadinski signal mnogo je veći od ciljanog signala, što zahtijeva poseban sustav za obradu signala za potiskivanje pozadinskog signala i izdvajanje ciljanog signala.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

• Slika 1. Struktura radarskog kanala.
• radarski kanal optičko vlakno
• Aktivni i pasivni ometači su objekti koji zrače ili ponovno zrače signale koji ometaju detekciju ciljnih signala. Smetnje se obično koriste u procesu elektroničkog ratovanja, ali mogu biti i nenamjerne (prirodne), npr. u obliku zračenja drugih radio odašiljačkih uređaja. Pasivne smetnje stvaraju posebni reflektori (oblaci dipola, aerosola i drugih tvorevina), refleksije od kojih maskiraju ciljne signale.
• Medij širenja radio valova je prostor između radara i objekta. Obično se pretpostavlja da se elektromagnetski val od objekta do radara širi pravocrtno i konstantnom brzinom. Prisutnost nehomogenosti medija (indeks loma) unosi pogreške u proces mjerenja karakteristika mete, a gubici energije zbog apsorpcije u mediju dovode do smanjenja dometa detekcije mete. Stoga je pri rješavanju radarskih problema potrebno voditi računa o karakteristikama propagacijskog medija.
• Radar - uključuje stvarnu radarsku opremu ("hardver") i softver (softver) za rad radara. Radarska oprema uključuje sljedeće glavne blokove:
• antenski i primopredajni moduli. Antena-feeder uređaji modula osiguravaju usmjereno zračenje i prijem radiovalova, uzimajući u obzir njihovu polarizaciju. Odašiljački moduli omogućuju pojačanje, amplitudu i faznu modulaciju radiofrekvencijskih oscilacija. Prijemni moduli osiguravaju niskošumno pojačanje i pretvorbu frekvencije primljenih radiofrekvencijskih oscilacija;
• sintetizator signala koji generira oscilacije dane radiofrekvencije, frekvencije modulacije i konverzije za module primopredajnika;
• procesor za obradu signala koji pomoću analognih i digitalnih uređaja izvodi zadani algoritam za obradu primljenih oscilacija (sintetiziranje otvora);
• Ugrađeno računalo za upravljanje i obradu podataka, koje osigurava usklađenost rada i načina rada svih radarskih uređaja i nosača radara u skladu sa zadatkom koji se rješava, kao i obradu podataka s izlaza procesora signala.
• Uz navedene sastavne dijelove radara čine i tehnički dijagnostički uređaji, izvori napajanja, mreža za distribuciju signala i sklopni uređaji.
• Navigacijski sustav dostavlja potrebne informacije sustavima za obradu upravljačkih signala.
• Sustav indikacije i upravljanja osigurava komunikaciju između operatera i radara pomoću uređaja za prikaz informacija inteligentnih sustava upravljanja implementiranih pomoću računala.
• Nosač radara obavlja ne samo transportne funkcije, već također osigurava zadani prostorni položaj radara (putanja), na temelju zadaće generiranja potrebnog signala putanje prostor-vrijeme.
• Sukladno zadanom načinu rada, sintetizator signala generira visokofrekventne oscilacije nosive frekvencije sondnog signala, kao i frekvencije konverzije i modulacije signala.
• Emitirani elektromagnetski val, prošavši medij za širenje od radarske stanice do objekta, formira polje zračenja objekta. Ovisno o svojstvima objekta i parametrima polja zračenja, koje karakterizira refleksijska funkcija objekta, formira se EMW raspršen objektom koji se širi prema radaru. EMW reflektiran od objekta, prošavši medij za širenje od objekta do radara, pobuđuje polje na otvoru prijemnih antenskih modula.
• Procesor signala i ugrađeno računalo izvršavaju određene algoritme za sintezu otvora, detekciju, određivanje koordinata i prepoznavanje cilja, osiguravanje otpornosti na buku i druge algoritme. Operater koristi primljene podatke i unosi ih u druge sustave (obavještajni, naoružani, obrambeni itd.).
• 1. Metode dobivanja radarskih informacija
• Nositelji informacija o ciljevima su signali koje prima radar. Prijem ovih signala osigurava se kao rezultat sekundarnog zračenja, reemisije ili vlastitog zračenja radiovalova od strane cilja. Razlikuju se aktivni radar s pasivnim odgovorom, aktivni radar s aktivnim odgovorom i pasivni radar.
• Aktivni radar s pasivnim odgovorom temelji se na korištenju učinka sekundarnog zračenja (refleksije) radiovalova (slika 1, a). Njegov aktivni karakter sastoji se u ozračivanju mete snažnim sondirajućim vibracijama. Pasivni odgovor na zračenje je sekundarna emisija radio valova. Značajke sekundarnog zračenja značajno utječu na prirodu ove metode radara. Na aktivni radar s pasivnim odgovorom također značajno utječe priroda postavljanja prijemne i odašiljačke opreme na položaj. Ako je prijemni položaj kombiniran s odašiljačkim, aktivno radarsko sredstvo naziva se kombinirano.
• Kombinirano sredstvo često sadrži jednu antenu koja se naizmjenično uključuje za prijenos i prijem. Moguće je razdvojiti prijemnu i odašiljačku poziciju udaljenošću d, koja se naziva baza. Baze nisu samo konstantne d = const (slika 1, b), već i promjenjive (slika 1, c). Prijemna točka, na primjer, glava za samonavođenje (slika 1, c), nalazi se na raketi, tako da je d = var. Uz jednobazna (dvopoložajna) razmaknuta aktivna radarska sredstva moguća su i višebazna (višepoložajna). U vezi s kompliciranjem radarskih zadaća, u posljednje vrijeme znatno je porastao interes za razmaknuta radarska sredstva.
• Riža. 1. Generalizirani blok dijagrami koji objašnjavaju bit radarskih metoda.
• Aktivni radar s aktivnim odgovorom (sekundarni radar) omogućuje vam dobivanje pouzdanih informacija o vašim objektima (na primjer, brodovima, zrakoplovima, tenkovima itd.). Da bi se to postiglo, oni su ozračeni (slika 1, d) ispitivačkim (sondirajućim) signalima. Na objektima se ugrađuju odzivnici, odnosno primopredajnici koji reemitiraju primljene (emitiraju odgovor) signale. Frekvencije nosača, zakoni modulacije (kodovi) upitnih i odgovornih signala mogu varirati u širokom rasponu. Ovo omogućuje identifikaciju nacionalnosti objekata ("prijatelj ili neprijatelj") i individualnu identifikaciju. Aktivni odgovor također se široko koristi u ATC zadaćama.
• Pasivni radar koristi svojstveno zračenje elemenata mete i njihove neposredne blizine. Zračenja stvaraju zagrijana područja površine, komunikacijska, lokacijska i navigacijska pomagala (uključujući sigurnost leta), oprema za elektroničko ratovanje, ionizirane formacije raznih vrsta. U općem slučaju pasivno radarsko postrojenje može se postaviti na jednu (slika 1, e) ili na više razmaknutih pozicija. O principima rada pasivnog radara, posebno sredstava elektroničke inteligencije zračenja. Pasivna i aktivna radarska sredstva mogu činiti jedinstvenu cjelinu - to će biti aktivno-pasivni radari.
• Karakter sondiranja svemira je od velike važnosti za aktivne i aktivno-pasivne SRL. Povećanjem omjera veličine antene i valne duljine, kao što je poznato, postiže se visoka usmjerenost antena.
• Visoka usmjerenost sondirajućeg zračenja osigurava koncentraciju njegove energije, olakšavajući naknadnu selekciju reflektiranih signala. Sondiranje različitih dijelova prostora stoga se često provodi nesimultano, tj. uz istovremeno snimanje dijelova prostora ostvaruje se i sekvencijalno istraživanje. Budući da su oscilacije koje zrače u svakom smjeru obično modulirane u vremenu, zakoni modulacije za različite smjerove se ne podudaraju.
• U tom slučaju dolazi do prostorno-vremenske modulacije sondirajućih oscilacija. To se postiže vremenskom modulacijom u odašiljačima i pomicanjem usmjerenih karakteristika odašiljačkih antena u prostoru. Mogući tipovi prostorno-vremenske modulacije omogućuju dosljedan pregled prostora prema krutom programu ili prema fleksibilnom programu, ovisno o rezultatima trenutnih promatranja. Za povećanje učinkovitosti pregleda koriste se antene s električno kontroliranim položajem snopa tipa HEADLIGHT. Na parametre primljenih radarskih signala i njihovu upotrebu za mjerenje koordinata ciljeva utječu svojstva medija u kojem se šire radiovalovi. Najjednostavniji i najosnovniji je slučaj širenja u slobodnom prostoru, za koji se pretpostavlja da je: 1) homogen; 2) izotropni; 3) nedisperzivni. To znači da je brzina širenja radio valova: 1) jednaka za sve elemente ovog prostora; 2) ne ovisi o smjeru širenja i polarizaciji vala; 3) ne ovisi o frekvenciji titranja (s? 3 10 8 m/s). Sondirajući i reflektirani signali šire se duž pravocrtnih putanja bez izobličenja njihovog oblika. Vremena kašnjenja td signala reflektiranih od točkastih ciljeva u odnosu na sondirajuće se određuju za razmaknute (Sl. 1, b) i kombinirane (Sl. 1, a) radare prema odnosima
• tc = (D1 + D2)/s i tc = 2D/s.
• Domet do cilja tako je kodiran u vremenskoj strukturi primljenih oscilacija. Za kombinirane radare domet je jedinstveno određen vremenom kašnjenja:
• Dts \u003d s tz / 2.
• Kada se koriste razmaknute prijemne točke ili jedna višeelementna antena, može se govoriti o prostorno-vremenskoj strukturi primljenih oscilacija. Skup vremenskih odgoda karakterizira ne samo domete, već i kutne položaje ciljeva. Kod malog razmaka prijamnih elemenata (unutar faznog niza), kada se može zanemariti razlika između kašnjenja envelopnih signala do prijamnih elemenata, kutna koordinata cilja nalazi se iz raspodjele početnih faza primljenih oscilacija. Nastanak DND-a povezan je s istom distribucijom. Okretanjem ADS-a (skeniranjem) mogu se relativno lako izmjeriti kutne koordinate - azimuti i kutovi elevacije ciljeva, na primjer, maksimumom reflektiranog signala (slika 2, a), osigurati njihovu kutnu rezoluciju (slika 2, b). Informacije o različitim kutnim smjerovima s jednokanalnim prijemom stižu sekvencijalno u vremenu, s višekanalnim prijemom (kada se karakteristike slike 2, b odnose na različite prijemne kanale) mogu se primati paralelno, gotovo istovremeno.
• Riža. 2. Shema koja ilustrira princip mjerenja kutnih koordinata i razlučivanja ciljeva
• Riža. 3. Strukturni dijagram najjednostavnijeg pulsnog radara
• Na primjeru blok sheme najjednostavnijeg aktivnog pulsnog radara s kombiniranom primopredajnom antenom i jednim prijamnim kanalom objasnit ćemo realizaciju principa otkrivanja ciljeva, mjerenja njihovih kutnih koordinata i dometa (slika 3). Važan element radara je sinkronizator koji pokreće njegove glavne elemente. Sondiranje kratkim radioimpulsima osigurava neistodobnost prijema i emisije. To omogućuje korištenje zajedničke antene koju prebacuje antenski prekidač za odašiljanje i primanje.
• Nakon zračenja iz ES, antena se spaja na prijemnik. PPI pruža operatoru mogućnost detekcije sekundarnog zračenja cilja, mjerenje udaljenosti do cilja i njegovih kutnih koordinata (azimuta). Predviđeno je korištenje krugova automatizacije. Potonji povezuju indikatorski uređaj s antenom, daju informacije o trenutnom položaju DS-a, a time i kutne koordinate ciljeva, kao i kontroliraju ovaj dijagram (kontrolna petlja nije prikazana na slici 3).
• U općenitijem slučaju prijem može biti višekanalni, trajanje signala ne mora biti malo. Prijemna i odašiljačka antena mogu biti odvojene (čak i na zajedničkoj lokaciji).
• Važnu ulogu u radaru ima čimbenik kretanja cilja, koji uzrokuje promjenu vremenskih kašnjenja pojedinih elemenata, a time i cjelokupne strukture signala. Dakle, radijalno kretanje cilja u odnosu na kombinirani pulsni radar: 1) mijenja kašnjenje uzastopno primljenih impulsa; 2) dovodi do promjene nosive frekvencije poznate iz fizike – Dopplerov efekt. Oba se učinka zasebno mogu koristiti za mjerenje radijalnih brzina mete i njihovu rezoluciju brzine. Kao što je objašnjeno u nastavku, oni su manifestacija učinka transformacije signala zbog kretanja cilja. Odabir brzine naširoko se koristi za zaštitu od pasivnih smetnji.
• Kod bilo koje radarske metode dolazni signali često su slabi. To se posebno odnosi na aktivni radar, gdje dolazi do dvostrukog raspršivanja energije: na putu do cilja i natrag. Da bi se izolirali slabi signali, poduzimaju se brojne mjere: ako je moguće, povećati dimenzije odašiljačkih i prijamnih antena, prosječnu snagu sondirajućih oscilacija; koristiti visokoosjetljive (niskošumne) ulazne elemente radijskih prijamnika.
• 2. DSP sustavi

Faza 1. Digitalno filtriranje i spektralna analiza

U ovoj fazi razvoja (1965–1975), glavno predmetno područje DSP teorije bilo je digitalno filtriranje i spektralna analiza (slika 2), a oba su smjera razmatrana sa zajedničke pozicije frekvencijskih reprezentacija. Zajednička osnova za razvojna područja bila je sinteza digitalnih filtara odabira frekvencija. Osnovne odredbe teorije DSP-a postavljene su i testirane zapravo na teoriji diskretnih sustava i teoriji sklopova pomoću skupa do tada poznatih računalnih algoritama i, prije svega, algoritma brze Fourierove transformacije (FFT).

Slika 2 - glavno predmetno područje DSP teorije

Glavni problemi koji su učinkovito riješeni ovih godina uključuju: računalnu aproksimaciju prijenosne funkcije digitalnog filtra (DF) u klasi filtara s konačnim (FIR filtri) i beskonačnim (IIR filtri) impulsnim odzivom, razvoj brzih konvolucijskih algoritama i niskošumnih struktura IIR filtara, konstrukciju digitalnih spektralnih analizatora temeljenih na korištenju band-pass filtara i FFT algoritma.

Mogućnosti tehničke implementacije digitalnih filtara i analizatora spektra u ovom razdoblju mogu se okarakterizirati kao faza strojne simulacije u stvarnom vremenu pomoću malih računala ili specijaliziranih uređaja izgrađenih na IC-ovima srednjeg stupnja integracije. Prvi digitalni uređaji sa stajališta današnjih ideja imali su nisku učinkovitost i krajnje ograničenu upotrebu, obično vezanu uz vojnu tehnologiju. Međutim, predviđani uspjesi u području mikroelektronike i digitalnih sklopova ulijevali su nadu u brzu radikalnu promjenu ovakvog stanja stvari.

Faza 2. Multirate filtriranje i adaptivna obrada signala

Početkom 1970-ih pojavili su se prvi jednočipni mikroprocesori (MP) - "vjesnici" novog vala računalne revolucije. Počinje nova faza u formiranju DSP tehnologije i računalne tehnologije.

Otvaraju se nove mogućnosti i pojavljuju se novi izazovi. Teorija DSP-a ulazi u sljedeću fazu svog razvoja, koja se uvjetno može ograničiti na razdoblje od 1975. do 1985. godine. U tom razdoblju formiraju se četiri glavna međusobno povezana pravca moderne teorije DSP-a (slika 3).

Prvi smjer - digitalna frekvencijska selekcija signala, objedinjuje i sistematizira dostignuća u području projektiranja digitalnih pojasnih filtara i njihovih skupova. Najoriginalniji radovi u tom smjeru povezani su s razvojem teorije višestruke obrade signala na temelju učinaka decimacije u vremenu i frekvenciji.

Drugi smjer su brzi algoritmi za obradu signala, usmjereni na izgradnju brzih DSP algoritama eliminacijom "redundancije" transformacijskih operacija i zamjenom radno intenzivnih operacija množenja operacijama zbrajanja i posmaka (brojne modifikacije FFT algoritma i metode teorijskih transformacija brojeva).

Treći smjer je adaptivna i optimalna obrada signala, koja pokriva širok raspon metoda za rješavanje problema optimalnog filtriranja (Wienerov, Kalman filter, itd.) i obrade signala u uvjetima apriorne nesigurnosti o prirodi dinamičkog procesa koji se proučava.

Četvrti smjer je obrada višedimenzionalnih signala i polja, što je prirodan razvoj obrade jednodimenzionalnih signala u slučaju višedimenzionalnih digitalnih sustava.

Ti su smjerovi međusobno povezani, a taj se odnos temelji kako na zajedničkoj matematičkoj osnovi, "hraneći" sva četiri smjera, tako i na izravnom korištenju glavnih odredbi i metoda jednog smjera u drugima.

Faza H. Optimalni dizajn signalnih procesora

U prvoj polovici 80-ih, prvo NEC (Japan), zatim Texas Instruments (SAD) najavili su industrijsku proizvodnju prvih signalnih procesora mPD7720 i TMS32010 i time označili otvaranje nove ere u DSP tehnologiji - ere VLSI obrade signala. Nova klasa mikroprocesorskih sustava zapravo je bila obitelj mikroračunala s jednim čipom, orijentirana svojom internom arhitekturom na visoko učinkovitu hardversku i softversku implementaciju klasičnih DSP algoritama. U relativno kratkom vremenskom razdoblju - 15 godina, procesori digitalnih signala (DSP) prošli su nekoliko faza razvoja. U konkurentsku borbu na tržištu obećavajućih elektroničkih tehnologija ušle su tvrtke kao što su Motorola, AnalogDevices, AT&T, SGS Thomson (SAD) itd. Kao rezultat intenzivnog razvoja, računalna izvedba i unutarnji resursi jednočipnih DSP-ova značajno su porasli, pojavila se moćna softverska i hardverska podrška za mikroprocesorske DSP sustave. Smanjenje troškova i proširenje funkcionalnosti VLSI obrade signala pridonijeli su širokoj praktičnoj uporabi DSP metoda u različitim područjima znanstvene i industrijske ljudske djelatnosti.

Nova faza u razvoju teorije DSP-a (od sredine 80-ih) je intenzivno uvođenje metoda digitalne obrade signala pomoću DSP-ova s ​​jednim čipom i višeprocesorskih sustava izgrađenih na njihovoj osnovi. Teorija DSP-a, progresivno se krećući u svim navedenim smjerovima, sve se više razvija u smjeru praktične primjene u određenim područjima, uzimajući u obzir ograničenja koja nameću unutarnji resursi korištenih procesora signala. Tradicionalno, osnovna područja primjene DSP tehnologije ostaju: digitalna obrada govora, zvuka, slike, kao i statistički DSP u radiotehnici, komunikacijama i upravljanju. Ali upravo u tom razdoblju metode i tehnike DSP-a iz sfere, u pravilu, vojnih tehnologija, prelaze u sferu intenzivnog komercijalnog razvoja.

Intenzivna konkurencija na tržištu novih informacijskih i računalnih tehnologija pridonijela je proboju u području metodologije i tehnologije projektiranja DSP sustava, čime je značajno smanjeno vrijeme razvoja. Formuliran je opći koncept optimalnog automatiziranog projektiranja DSP sustava. Stvaraju se moćni softverski alati koji podržavaju računalno potpomognuto projektiranje, počevši od faze modeliranja sustava pa sve do implementacije sklopova na signalnim procesorima i VLSI obradi signala. To uključuje takve integrirane ljuske kao što su MATLAB tvrtke TheMathWorks, Inc., Hypersignal tvrtke Nuregcertion, Inc., QEDesign paketi za sintezu digitalnih filtara tvrtke MomentumDataSystems (SAD), DIFID i PICLOR tvrtke Radis, Ltd. (Rusija) i drugi za DSP sustave. SPOX RTOS tvrtke SpectromMicrosystems, Inc. postao je poznat i široko korišten. (SAD) i Virtuoso iz EonicSystems, Inc. (Belgija).

Faza 4. Višeprocesorski sustavi s jednim čipom i optimalni dizajn na FPGA

Sadašnja faza u razvoju metoda i tehnika obrade signala u drugoj polovici 1990-ih određena je i novim jedinstvenim mogućnostima jednočipnih multiprocesorskih DSP-ova (obitelj TMS320C80) i upotrebom arhitektonski reprogramabilnih VLSI DSP-ova koji se temelje na programabilnim logičkim integriranim krugovima (FPGA). Imajući do 1 milijun logičkih vrata na čipu i radeći na internoj taktnoj frekvenciji do nekoliko stotina megaherca, FPGA za obradu signala čvrsto zauzimaju svoju nišu između specijaliziranih prilagođenih VLSI i univerzalnih DSP-ova, intenzivno šireći opseg reprogramabilnog VLSI DSP-a i istiskujući signalne procesore s tržišta visoke tehnologije.

Sustavi dizajnirani na FPGA-ima kombiniraju ultravisoke performanse VLSI-ja izrađenih po narudžbi i visoku fleksibilnost DSP-a na razini arhitektonske prilagodbe zadanoj klasi algoritama, kao i mogućnost postavljanja cjelokupne strukture sustava, uključujući nestandardne periferije, na jedan FPGA čip. U onim slučajevima kada sustav koji se projektira treba biti usmjeren na rješavanje složenih, razgranatih algoritama za obradu u stvarnom vremenu pri različitim brzinama protoka ulaznih podataka, najveća učinkovitost se postiže kombiniranom upotrebom FPGA i procesora signala.

Novi koncept izgradnje DSP sustava temelji se na širokom korištenju potencijalnih mogućnosti FPGA i optimalnoj metodologiji projektiranja koja jamči dostižnost zadanih pokazatelja kvalitete uz minimalne troškove hardvera. Pritom se naglasak i dalje pomiče prema primijenjenim sustavima čiji se razvoj i industrijska implementacija ubrzavaju.

U isto vrijeme, pitanja opće teorije DSP-a ne gube na značaju. Među najhitnijim problemima teorije i tehnologije DSP-a su:

Sistematizacija metoda i algoritama za digitalnu obradu signala u različitim područjima i izrada aplikacijskih programskih paketa za automatizirano projektiranje DSP sustava;

Razvoj metodologije i aplikativnih paketa za optimalno projektiranje DSP sustava temeljenih na procesorima signala i FPGA;

Razvoj novih koncepata u glavnim područjima DSP teorije - obrada s više brzina, brzi algoritmi, adaptivna obrada, spektralna estimacija, vremensko-frekvencijska obrada, valićna i fraktalna transformacija, nelinearno filtriranje, višedimenzionalna obrada signala itd.

3. Optičko vlakno

Vodovi od optičkih vlakana dizajnirani su za prijenos velikih količina podataka vrlo velikim brzinama. U optičkom kabelu, digitalni podaci se šire duž optičkih vlakana u obliku moduliranih svjetlosnih impulsa. Ovo je relativno pouzdan (siguran) način prijenosa, jer se ne prenose električni signali. Stoga se optički kabel ne može otvoriti i presresti podaci, što nije imuno ni na jedan kabel koji provodi električne signale. Osim toga, problemi žičane komunikacije kao što su EMI, preslušavanje (preslušavanje) i potreba za uzemljenjem potpuno su eliminirani. Osim toga, prigušenje po jedinici duljine izuzetno je smanjeno, što omogućuje proširenje optičkih veza bez regeneracije signala na mnogo veće udaljenosti, do 120 km.

Optičko vlakno je izuzetno tanak stakleni cilindar, zvan jezgra, prekriven slojem stakla, zvanim omotač, s drugačijim indeksom loma od onog jezgre. Ponekad se optička vlakna izrađuju od plastike. Plastika je lakša za korištenje, ali prenosi svjetlosne impulse na kraće udaljenosti u usporedbi sa staklenim vlaknima. Svako stakleno vlakno prenosi signale samo u jednom smjeru, tako da se kabel sastoji od dva vlakna s odvojenim konektorima. Jedan od njih je za odašiljanje, a drugi za prijem. Čvrstoću vlakana povećava plastična prevlaka, a čvrstoću kevlarska vlakna. Svjetlovodni kabel idealan je za stvaranje mrežnih okosnica, a posebno za veze zgrada-zgrada, jer je neosjetljiv na vlagu i druge uvjete okoline. Također osigurava povećanu tajnost prenesenih podataka u odnosu na bakar, budući da ne emitira elektromagnetsko zračenje, te je gotovo nemoguće spojiti se na njega bez narušavanja integriteta. Nedostaci optičkog vlakna uglavnom su povezani s troškovima njegove instalacije i rada, koji su obično puno veći nego za bakreni prijenosni medij. Ta je razlika postala uobičajena, no posljednjih se godina počela izglađivati. Sama vlakna su tek nešto skuplja od UTP kategorije 5. Ali bez obzira na ove prednosti i nedostatke, upotreba vlakana sa sobom nosi i druge probleme, kao što je proces instalacije. Polaganje optičkog kabela u osnovi je isto kao i polaganje bakrenog kabela, ali pričvršćivanje konektora zahtijeva bitno drugačiji alat i tehničke vještine.

Postoje dvije različite vrste optičkih kabela:

višemodni ili višemodni kabel, jeftiniji, ali niže kvalitete;

single-mode kabel, skuplji, ali ima bolje performanse u usporedbi s prvim.

Suština razlike između ove dvije vrste svodi se na različite načine prolaska svjetlosnih zraka u kabelu. U jednomodnom kabelu gotovo sve zrake putuju istom putanjom, zbog čega istodobno dolaze do prijemnika, a valni oblik gotovo da nije izobličen. Jednomodni kabel ima središnji promjer vlakna od oko 1,3 µm i propušta svjetlost samo na istoj valnoj duljini (1,3 µm). Disperzija i gubitak signala su vrlo mali, što vam omogućuje prijenos signala na mnogo veću udaljenost nego u slučaju korištenja višemodnog kabela. Za single-mode kabel koriste se laserski primopredajnici koji koriste svjetlost samo potrebne valne duljine. Takvi primopredajnici su još uvijek relativno skupi i nisu trajni. Međutim, u budućnosti bi jednomodni kabel trebao postati glavni tip zbog svojih izvrsnih performansi. Osim toga, laseri su brži od konvencionalnih LED dioda. Gubljenje signala u jednomodnom kabelu je oko 5 dB/km i može se čak smanjiti na 1 dB/km. U višemodnom kabelu, staze svjetlosnih zraka imaju vidljivo širenje, zbog čega je oblik signala na prijemnom kraju kabela iskrivljen. Središnje vlakno ima promjer od 62,5 µm, a promjer vanjskog omotača je 125 µm (to se ponekad naziva 62,5/125). Za prijenos se koristi konvencionalna (ne-laserska) LED dioda, što smanjuje troškove i produljuje vijek trajanja primopredajnika u usporedbi s jednomodnim kabelom. Valna duljina svjetlosti u višemodnom kabelu je 0,85 μm, dok se uočava rasprostranjenost valnih duljina od oko 30 - 50 nm. Dopuštena duljina kabela je 2 - 5 km. Višemodni kabel danas je glavna vrsta optičkog kabela budući da je jeftiniji i dostupniji. Prigušenje u višemodnom kabelu veće je nego u jednomodnom kabelu i iznosi 5 - 20 dB/km. Tipično kašnjenje za najčešće kabele je oko 4-5 ns/m, što je blizu kašnjenja u električnim kabelima.

3.1 Standardi optičkih vlakana

Ako međusobno uspoređujemo višemodna vlakna (sl. 2.1 a, b), gradijentno vlakno ima bolje tehničke karakteristike od stepenastog vlakna u smislu disperzije. To je uglavnom zbog činjenice da je intermodna disperzija u gradiranom višemodnom vlaknu - glavnom izvoru disperzije - mnogo manja nego u stepenastom višemodnom vlaknu, što rezultira većom propusnošću za gradirano vlakno. Jednomodno vlakno ima značajno manji promjer jezgre u usporedbi s višemodnim vlaknom i, kao rezultat toga, zbog nedostatka intermodne disperzije, veću propusnost. Međutim, to zahtijeva korištenje skupljih laserskih odašiljača.

U FOCL-u se najčešće koriste sljedeći standardi vlakana (Tablica 2.1):

Tablica 2.1 Standardi optičkih vlakana i njihove primjene

Višemodno vlakno	jednomodno vlakno
MMF 50/125 gradijent vlakno	MMF 62,5/125 gradijentno vlakno	SF (NDSF) stepenasto vlakno	DSF vlakno s pomakom disperzije	NZDSF Vlakno s pomakom nenulte disperzije
	LAN (Ethernet, brzi/gigabitni Ethernet, FDDI, ATM)	Duge mreže (Ethernet, Fast/Gigabit Ethernet, FDDI, ATM), SDH okosnice)	Ultraduge mreže, autoceste (SDH, ATM)	Ultraduge mreže, superautoceste (SDH, ATM), sveoptičke mreže

višemodno gradijentno vlakno 50/125 (slika 2.1 a);

Višemodno gradijentno vlakno 62,5/125 (Sl. 2.1 b);

Jednomodno stepenasto vlakno SF (vodno vlakno s disperzijskim pomakom ili standardno vlakno) 8-10/125 (Sl. 2.1 c);

jednomodno vlakno s pomakom disperzije DSF 8-10/125 (Sl. 2.1 d);

NZDSF jednomodno vlakno bez nulte disperzije (profil indeksa loma ovog vlakna sličan je prethodnom tipu vlakna).

Riža. 2.1 a) Stepenasto višemodno vlakno

Riža. 2.1 b) Gradijentno višemodno vlakno

Riža. 2.1 c) Stepenasto jednomodno vlakno d) Jednomodno vlakno s disperzijskim pomakom (DSF ili NZDSF)

Većina uređaja s optičkim vlaknima koristi područje infracrvenog spektra u rasponu od 800 do 1600 nm, uglavnom u tri prozora prozirnosti: 850, 1310 i 1550 nm, sl. 2.8. Blizina ovih triju valnih duljina čini lokalne minimume slabljenja signala i osigurava veći domet prijenosa.

3.2 Konektori optičkih vlakana

ST. Razvio ga je 1985. AT&T, sada Lucent Technologies. Dizajn se temelji na keramičkom vrhu (feruli) promjera 2,5 mm s konveksnom krajnjom površinom. Utikač je pričvršćen za utičnicu bajunetnim elementom s oprugom (slično BNC konektorima koji se koriste za koaksijalni kabel). ST konektori su najjeftiniji i najčešći tip u Rusiji. Malo je bolji od SC-a u pogledu teških okruženja zahvaljujući svojoj jednostavnoj i snažnoj metalnoj konstrukciji (omogućuje više prostora za grubu silu).

Kao glavni nedostaci mogu se navesti složenost označavanja, zahtjevnost povezivanja i nemogućnost stvaranja duplex utikača.

SC. Razvila ga je japanska tvrtka NTT, koristeći isti keramički vrh kao kod ST-a, promjera 2,5 mm. Ali glavna ideja je lagano plastično tijelo koje dobro štiti vrh i omogućuje glatko spajanje i odspajanje jednim linearnim pokretom.

Ovaj dizajn omogućuje veliku gustoću montaže i lako se prilagođava praktičnim dvostrukim konektorima. Stoga se SC konektori preporučuju za stvaranje novih sustava, a postupno zamjenjuju ST.

Dodatno, valja istaknuti još dvije vrste, od kojih se jedna koristi u srodnoj industriji, a druga postupno dobiva na popularnosti.

FC. Vrlo sličan ST-u, ali s navojnom bravom. Aktivno ga koriste telefonisti svih zemalja, ali se praktički ne pojavljuje u lokalnim mrežama.

LC. Novi "minijaturni" konektor, strukturno identičan SC-u. Zasad je prilično skup, a njegova upotreba besmislena za "jeftine" mreže. Kao glavni argument "za" kreatori navode veliku gustoću montaže. Ovo je dovoljno ozbiljan argument, au dalekoj (po telekomunikacijskim standardima) budućnosti sasvim je moguće da će postati glavni tip.

3.3 Prijenos informacija optičkim vlaknom

U usporedbi s drugim metodama prijenosa informacija, tada je red veličine TB/s jednostavno nedostižan. Još jedna prednost takvih tehnologija je pouzdanost prijenosa. Prijenos optičkim vlaknima nema nedostataka prijenosa električnog ili radijskog signala. Nema smetnji koje bi mogle oštetiti signal, niti je potrebna dozvola za korištenje radijske frekvencije. Međutim, malo ljudi razumije kako se informacije općenito prenose putem vlakana, a još više nisu upoznati s određenim implementacijama tehnologija. Razmotrit ćemo jednu od njih - DWDM tehnologiju (dense wavelength-division multiplexing).

Prvo, pogledajmo kako se informacije općenito prenose preko optičkog vlakna. Optičko vlakno je valovod kroz koji se šire elektromagnetski valovi valne duljine reda veličine tisuću nanometara (10-9 m). Ovo je područje infracrvenog zračenja koje nije vidljivo ljudskom oku. A glavna ideja je da određenim odabirom materijala vlakna i njegovog promjera dolazi do situacije da za neke valne duljine ovaj medij postane gotovo proziran, pa čak i kada naiđe na granicu između vlakna i okoline, većina energije se reflektira natrag u vlakno. Time se osigurava prolaz zračenja kroz vlakno bez velikih gubitaka, a glavni zadatak je primiti to zračenje na drugom kraju vlakna. Naravno, tako kratki opis skriva ogroman i težak rad mnogih ljudi. Ne treba misliti da je takav materijal lako izraditi ili da je taj učinak očit. Naprotiv, treba ga tretirati kao veliko otkriće jer sada pruža najbolji način za prenošenje informacija. Morate razumjeti da je valovodni materijal jedinstveni razvoj i da kvaliteta prijenosa podataka i razina smetnji ovise o njegovim svojstvima; Izolacija valovoda dizajnirana je za smanjenje količine energije koja izlazi prema van.

Jedna od relativno novih tehnologija prijenosa podataka je Fibre Channel.

Tehnologija Fibre Channel temelji se na korištenju optičkih vlakana kao medija za prijenos podataka. Najčešća primjena ove tehnologije danas je u mrežama za pohranu podataka velike brzine (SAN). Takvi se uređaji koriste za izgradnju sustava klastera visokih performansi. Tehnologija Fibre Channel izvorno je stvorena kao sučelje koje omogućuje brzu razmjenu podataka između tvrdih diskova i računalnog procesora. Kasnije je standard dopunjen i sada definira mehanizme interakcije ne samo za sustave za pohranu podataka, već i za interakciju nekoliko čvorova sustava klastera međusobno i sa objektima za pohranu podataka.

Fibre Channel tehnologija ima nekoliko prednosti u odnosu na druge prijenosne medije, od kojih je najvažnija brzina. Fibre Channel tehnologija omogućuje brzinu prijenosa podataka od 100 Mbps. Druga važna prednost je mogućnost prijenosa signala na vrlo velike udaljenosti. Razmjena podataka pomoću svjetlosnog signala umjesto električnog omogućuje prijenos informacija na udaljenosti do 10-20 km bez upotrebe repetitora (kada se koristi kabel s jednom valnom duljinom). Treća prednost Fibre Channel tehnologije je potpuna otpornost na elektromagnetske smetnje. Ova kvaliteta omogućuje vam aktivno korištenje medija za optički prijenos čak iu industrijskim prostorima s velikom količinom elektromagnetskih smetnji. Četvrta prednost je potpuno odsustvo zračenja signala u okolinu, što omogućuje korištenje Fibre Channela u mrežama s povećanim zahtjevima za sigurnost obrađenih i pohranjenih podataka.

Glavni nedostatak Fibre Channel tehnologije je njezina cijena: optički kabel, sa svim pripadajućim priključcima i načinima instalacije, znatno je skuplji od bakrenih kabela.

4. Gigabit Ethernet (1000base-T)

Razvoj Gigabit Ethernet standarda doveo je do specifikacija za UTP bakrene kabele, jednomodna vlakna i višemodna vlakna. Na Gigabit Ethernet mrežama bitovi se prenose u djeliću vremena potrebnog za mreže od 100 Mbps i 10 Mbps. U signalima koji putuju brže, bitovi postaju osjetljiviji na šum i stoga je vrijeme kritično. Pitanje performansi temelji se na tome koliko brzo NIC ili sučelje mogu promijeniti razine napona i koliko se pouzdano ta promjena napona može otkriti na udaljenosti od 100 metara na prijemnom NIC-u ili sučelju.

1000 Mbps - Gigabit Ethernet

Kod ovih viših brzina kodiranje i dekodiranje podataka je složenije. Gigabit Ethernet koristi dva odvojena koraka kodiranja. Prijenos podataka je učinkovitiji kada se kodovi koriste za predstavljanje toka bitova. Kodiranje podataka omogućuje sinkronizaciju, učinkovito korištenje propusnosti i poboljšane karakteristike omjera signala i šuma.

1000BASE-T Ethernet pruža potpuni dupleks prijenos koristeći sva četiri parica u UTP kabelu kategorije 5 ili novijem. Gigabitni Ethernet preko bakrene žice omogućuje povećanje brzine sa 100 Mbps po paru žica na 125 Mbps po paru žica ili 500 Mbps za sva četiri para. Svaki par žica prenosi signale u punom dupleksu, udvostručujući 500 Mbps na 1000 Mbps.

1000BASE-T koristi 4D-PAM5 kodiranje linije za postizanje protoka podataka od 1 Gbps. Ova shema kodiranja omogućuje simultani prijenos signala preko četiri para žica. Pretvara 8-bitni podatkovni bajt u istovremeni prijenos četiriju kodnih točaka (4D), koje se šalju preko medija, po jedna na svakom paru, kao signali s moduliranom pulsnom amplitudom razine 5 (PAM5). To znači da svaki znak odgovara dva bita podataka. Budući da informacije putuju duž četiri staze istovremeno, strujni krug mora razdvojiti okvire na odašiljaču i ponovno ih sastaviti na prijamniku. Slika prikazuje prikaz sklopa koji se koristi u 1000BASE-T Ethernetu.

1000BASE-T omogućuje prijenos i primanje podataka u oba smjera - na istoj žici i istovremeno. Ovaj tok prometa stvara stalne sudare na parovima žica. Ovi sudari rezultiraju složenim obrascima naprezanja. Hibridni sklopovi za detekciju signala koriste sofisticirane tehnike kao što su poništavanje odjeka, unaprijedna korekcija pogreške (FEC) razine 1 i pametne razine napona. Pomoću ovih metoda sustav postiže propusnost od 1 gigabita.

Kako bi pomogao pri sinkronizaciji, fizički sloj enkapsulira svaki okvir s graničnicima za početak i kraj toka. Vrijeme ciklusa održava se kontinuiranim tokovima IDLE (neaktivnih) simbola koji se šalju na svakom paru žica tijekom intervala međuokvira.

Za razliku od većine digitalnih signala, gdje obično postoji nekoliko diskretnih razina napona, 1000BASE-T koristi mnogo razina napona. Tijekom razdoblja neaktivnosti postoji devet razina napona na kabelu. Tijekom prijenosa podataka na kabelu postoji do 17 naponskih razina. S toliko mnogo stanja u kombinaciji s učincima šuma, signal na žici više izgleda kao analogni nego digitalni. Slično analognom, sustav je osjetljiviji na buku zbog problema sa savijanjem i kabelom.

Prednosti gigabitnog Etherneta Kako bi podržao sve veću potražnju za performansama mreže, Gigabitni Ethernet uključuje proširenja brzih optičkih veza na fizičkoj razini. To omogućuje deseterostruko povećanje MAC-a (Media Access Control) na podatkovnom sloju (Data Layer) kako bi se podržale video konferencije i druge aplikacije s intenzivnim prometom. Gigabit Ethernet je kompatibilan s najpopularnijom mrežnom arhitekturom, Ethernetom. Godine 1996., prema predviđanjima istraživanja IDC-a, više od 80% računalnih mreža koristilo je Ethernet. Očekuje se da će se dominacija Etherneta nastaviti i nakon 1998., osobito ako se ovaj interoperabilni i skalabilni standard prijeđe na gigabitne brzine. Uz veliki izbor proizvoda i proizvođača na tržištu, ova dominacija dovela je do stalnog pada cijena Ethernet hardvera.

Trajno smanjenje troškova za Ethernet i Fast Ethernet proizvode. Slični trendovi očekuju se i za Gigabit Ethernet proizvode. (Dell Oro Grupa) Odjeli informacijske tehnologije u tvrtkama koje usvajaju Fast Ethernet, i konačno Gigabit Ethernet, za povećanje performansi mreže vidjet će:

Povećanje razine performansi mreže, uključujući lokalizaciju prometa i brzi prijenos podataka između segmenata

· Poboljšana mrežna skalabilnost -- ovo će olakšati dodavanje korisnika i upravljanje mrežom.

· Smanjenje, tijekom vremena, ukupnih troškova hardvera.

5.VPX standard

VPX je nova ugrađena arhitektura za teška okruženja temeljena na današnjim brzim serijskim interkonekcijama. VPX standard povijesno je nasljednik dobro poznatog VME standarda koji se naširoko koristi u dizajnu vojne elektronike. Do danas je VME standard zastario, iako ga brojne tvrtke još uvijek koriste kao osnovu za nove razvoje. Isto se može reći i za široko rasprostranjeni standard PICMG 2 koji koristi podatkovnu sabirnicu CompactPCI. Glavni razlog zašto su ti standardi sada irelevantni je niska propusnost korištenih paralelnih sabirnica podataka (40 MB/s za VME64). Prije svega, tako niske stope ne zadovoljavaju potrebe aplikacija vezanih uz 126 ISSN 0236-3933. Bilten MSTU im. N.E. Bauman. Ser. "Izrada instrumenata". 2012. obrada vizualnih informacija, kao i obrada podataka u širokopojasnim radarskim postajama (RLS). Osim toga, 6U ploče (160233 mm) karakteriziraju nedovoljna krutost, niske mehaničke rezonantne frekvencije i ne rade na zadovoljavajući način u uvjetima visokih vibracija. Brzi serijski primopredajnici (primopredajnici) glavna su tehnologija koja danas omogućuje prijenos podataka velikom brzinom kako unutar istog sanduka (kutija s nizom ploča), tako i između nekoliko udaljenih uređaja. S takvim primopredajnim uređajima danas se isporučuje sve veći broj poluvodičkih računalnih uređaja kao što su integrirani programabilni logički sklopovi (FPGA), procesori digitalnih signala (DSP), ADC, DAC itd. Diferencijalni način prijenosa signala, velika snaga odašiljača, upotreba različitih vrsta ekvilizatora koji kompenziraju izobličenje signala, tehnologije trodimenzionalnog kristalnog dizajna omogućuju prijenos podataka brzinama do 28 Gb/s preko jednog para žica. Kombinacija nekoliko primopredajnika velike brzine omogućuje vam brzinu prijenosa od 100 Gb/s i veću na jednoj podatkovnoj sabirnici. Trenutno je tehnologija od 100 Gb/s već standardna i nude je vodeći proizvođači čipova (Xilinx, Altera, Texas Instruments), kako kažu, po principu ključ u ruke. Proizvođači pružaju informacije o značajkama dizajna sklopova tiskanih krugova, daju preporuke za otklanjanje pogrešaka, daju metode za provjeru takvih dizajna, a također pružaju njihovu prilično potpunu softversku podršku. Rezultirajući jaz u tehnologiji prijenosa podataka između modernih čipova i modula posebne namjene unutar sanduka uzet je u obzir pri razvoju standarda VPX, VPX REDI i OpenVPX. Potrebna brzina prijenosa podataka u standardu VPX osigurana je prvenstveno upotrebom konektora posebno dizajniranih za prijenos brzih diferencijalnih signala, koji se koriste za povezivanje ćelija uređaja s backplaneom (tzv. backplane).

Takvi konektori su skup malih tiskanih pločica pod kutom (tzv. wafers) složenih pomoću plastičnog držača. Na tiskanim pločicama nalaze se crteži vodiča različitih konfiguracija ovisno o namjeni konektora: signalni konektori s diferencijalnim ili nesimetričnim kolosijecima; konektori za napajanje sa širokim slojevima vodljivog bakra. Priključni dio konektora, instaliran na stražnjoj ploči, je skup opružnih kontakata smještenih u plastični držač. VPX signalni konektori imaju zajamčenu karakterističnu impedanciju (100 ili 50 ohma), što je osigurano odgovarajućom konfiguracijom vodiča i tiskane pločice konektora. To vam omogućuje da zadovoljite uvjete integriteta signala kada on prolazi od ćelije do ćelije kroz dva para interkonekcija. Energetski konektori VPX izrađeni su tehnologijom izrade tiskanih pločica od pločica s debelim bakrenim filmovima (od 75 mikrona), što osigurava strujno opterećenje do 36 A po konektoru koji sadrži tri strujne "pločice". Stoga, VPX standardni uređaji podržavaju visokoenergetske digitalne i digitalno-analogne sklopove velike brzine. Također treba napomenuti da uz dobre električne karakteristike, VPX konektori imaju visoku razinu otpornosti na vibracije i dovoljnu mehaničku čvrstoću. To se postiže kako dizajnom samih konektora tako i korištenjem dobro promišljenog sustava vodilica. Tijekom razvoja norme provedena su brojna ispitivanja otpornosti na mehaničke, toplinske, kemijske i druge utjecaje, koja su potvrdila visoku stabilnost električnih svojstava konektora.

Jednako značajan čimbenik u osiguravanju brzih veza između modula su karakteristike stražnje ploče. VPX standardi zahtijevaju modularno međusobno povezivanje stražnje ploče pomoću serijskih linija velike brzine. Postoje tri vrste organizacije linija za prijenos podataka: pojedinačni UTP kanali (Ultra-thin Pipe), dvostruki (“tanki”) TP kanali (Thin Pipe) i četverostruki (“debeli”) FP kanali (Fat Pipe). Svaki kanal omogućuje rad u full-duplex i half-duplex načinu rada. Maksimalna brzina prijenosa za svaki par žica predviđena standardom je 6 Gbps.

Zaključak

Želja za povećanjem dometa djelovanja dovela je do toga da je radar, kao i mnoga druga područja tehnologije, preživio doba "gigantomanije". Stvarali su se sve snažniji magnetroni, antene sve većih dimenzija, postavljene na goleme gramofone. Snaga radara dosegla je 10 ili više megavata po impulsu. Već je bilo fizički nemoguće stvoriti snažnije odašiljače: rezonatori i valovodi nisu mogli izdržati visoki intenzitet elektromagnetskog polja, au njima su se pojavila nekontrolirana pražnjenja. Pojavili su se i podaci o biološkoj opasnosti visokokoncentriranog radarskog zračenja: ljudi koji žive u blizini radarske stanice imali su bolesti krvotvornog sustava, upaljene limfne čvorove. S vremenom su se pojavili standardi za najveću dopuštenu gustoću toka mikrovalne energije za ljudski rad (dopušteno je kratkotrajno do 10 mW/cm2).

Novi zahtjevi za radar doveli su do razvoja potpuno nove tehnologije, novih principa radara. Trenutačno, na modernim radarima, impuls koji šalje stanica je signal kodiran prema vrlo složenom algoritmu (najčešći je Barkerov kod), koji omogućuje dobivanje podataka povećane točnosti i niza dodatnih informacija o promatranom cilju. Pojavom tranzistora i računalne tehnologije, moćni megavatni odašiljači postali su prošlost. Zamijenjeni su složenim radarskim sustavima srednje snage kombiniranim pomoću računala. Zahvaljujući uvođenju informacijske tehnologije postao je moguć sinkroni automatski rad više radara. Radarski sustavi se stalno usavršavaju, pronalazeći nova područja primjene. Međutim, još uvijek ima puno neistraženog, tako da će ovo područje znanosti još dugo zanimati fizičare, matematičare, radio inženjere; bit će predmet ozbiljnog znanstvenog rada i istraživanja. Razvoj suvremene znanosti i tehnologije nemoguće je zamisliti bez radara koji se koristi u istraživanju svemira, te u navigaciji zrakoplova i brodova, te u vojnoj tehnici (za otkrivanje ciljeva i navođenje projektila).

Bibliografija

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Radar/

2. http://www.twirpx.com/file/989969/

3. http://learndsp2012.tom.ru

Slični dokumenti

Parametri optičkih vlakana. Metode mjerenja prigušenja, valne duljine, udaljenosti, energetskog potencijala, disperzije i gubitaka u svjetlovodnim komunikacijskim vodovima. Izrada laboratorijskog stalka "Mjerenje parametara svjetlovodnog puta".

diplomski rad, dodan 07.10.2013


Znanost i tehnologija koja kombinira metode za otkrivanje i mjerenje koordinata. Udaljenost radio valova do objekta, vrste radara i njegova primjena u svim područjima djelovanja. Radar i vlastiti zvučni puls. Daljinski prijem radio valova.

prezentacija, dodano 08.11.2011


Analiza metoda detekcije i određivanja signala. Procjena perioda ponavljanja signala metodama potpune dovoljne statistike. Procjena oblika signalnog impulsa za razlikovanje pretplatnika u komunikacijskom sustavu bez uzimanja u obzir prenesenih informacija.

diplomski rad, dodan 24.01.2018


Varijanta korištenja osobnih računala (PC) za rješavanje problema sekundarne obrade radarskih informacija. Usporedna analiza korištenih i predloženih algoritama. Dijagrami uređaja za povezivanje osobnog računala s digitalnom stanicom 55Zh6; obračun troškova.

diplomski rad, dodan 27.06.2011


Izrada rasporeda štanda. Proučavanje učinka modulacije svjetlosnog toka vanjskim akustičkim poljem. Krađa digitalnih informacija, načini spajanja na optičko vlakno. Bit računske metode za ocjenu razumljivosti govora. Sigurnost običnog adaptera.

diplomski rad, dodan 18.11.2013


Impulsne, frekvencijske i fazne metode mjerenja udaljenosti. Zrakoplovni radarski kompleks za otkrivanje na zrakoplovu An-71. Izbor mikrokontrolera, nadzornika napajanja, jedinice za prikaz, generatora takta i stabiliziranog napajanja.

seminarski rad, dodan 13.02.2012


Mjere za suzbijanje informacijskih prijetnji. Akustički i vibroakustički kanali curenja govornih informacija. Vrste radarskog izviđanja. Klasifikacija metoda i sredstava zaštite informacija od radarskih postaja bočnog pregleda.

prezentacija, dodano 28.06.2017


Mjerenja tijekom tehničkog rada svjetlovodnih dalekovoda, njihove vrste. Sustavi za automatski nadzor svjetlovodnih kabela. Faze učinkovite lokalizacije mjesta oštećenja optičkog kabela. Dijagnostika optičkih vlakana.

kontrolni rad, dodano 12.08.2013


Standardne, alternativne, napredne metode mjerenja duljine svjetlovoda za optičke komunikacijske i informacijske sustave. Analiza mjeriteljskih svojstava metoda i sredstava za mjerenje duljine svjetlovoda. Reflektometrija u vremenskoj domeni.

diplomski rad, dodan 25.12.2015


Prikaz konstrukcijskih značajki i karakteristika lasera temeljenih na nanoheterostrukturama. Proučavanje metode određivanja prosječne snage laserskog zračenja, valne duljine, mjerenje kutova divergencije. Primjena ispitivanih mjernih instrumenata.

Jedna oznaka s mete samo približno odražava pravi položaj mete u trenutku lociranja. Na temelju njega još uvijek je nemoguće donijeti pouzdanu odluku o otkrivanju cilja, tim više prosuditi parametre kretanja cilja.

S tim u vezi, postaje očito da primarna obrada ne daje sveobuhvatne informacije o ciljevima koji se nalaze u vidnom polju radara. Da bi se donijela ispravna odluka o prisutnosti cilja i odredili parametri njegovog kretanja, potrebno je analizirati informacije dobivene tijekom nekoliko razdoblja pregleda. To je upravo ono što operater radi dok gleda zaslon indikatora. Ako se jedna oznaka pojavi na bilo kojem mjestu na ekranu, operater je popravlja kao moguću metu. Ako se u sljedećem pregledu oznaka ponovno pojavi i, osim toga, pomakne određenu udaljenost, tada već postoji osnova za donošenje odluke o otkrivanju cilja. U isto vrijeme možete odrediti smjer i brzinu cilja. Operacije koje izvodi operater mogu se formalizirati, a njihovo izvođenje povjeriti specijaliziranom računalu. U ovom slučaju mogući su poluautomatski i automatski sustavi obrade informacija.

Automatska ili poluautomatska obrada informacija dobivenih tijekom nekoliko razdoblja radarskog pokrivanja u svrhu otkrivanja i kontinuiranog praćenja trajektorija ciljeva naziva se sekundarna obrada radarskih informacija.

Uključuje sljedeće operacije:

određivanje parametara kretanja cilja (kurs, brzina, ubrzanje itd.) na temelju podataka dobivenih iz nekoliko radarskih istraživanja;

odabir područja prostora u kojem se s određenom vjerojatnošću očekuje pojavljivanje oznake u sljedećem mjerenju (ekstrapolacija oznaka);

usporedba ekstrapoliranih koordinata s novodobivenim i vezivanje nove oznake za putanju cilja (nastavak putanje).

osnovni podaci, određivanje putanje cilja, su prostorne koordinate oznaka cilja, čija promjena odgovara zakonu kretanja cilja u prostoru. Putanja kretanja cilja ovisi o mnogim čimbenicima i uvjetima, kao što su vrsta cilja, visina leta, brzina, sposobnost manevriranja itd. Osim toga, na putanju leta utječe niz slučajnih čimbenika, što znači svi razlozi koji iskrivljuju putanju ili otežavaju njezino otkrivanje i reprodukciju.

Ovi i neki drugi čimbenici čine nužnim pripisati kretanje ciljeva kategoriji procesa s nasumičnim mijenjanjem parametara tijekom vremena. Očito je za statistički opis takvih procesa potrebno poznavati zakone raspodjele vjerojatnosti parametara koji određuju te procese. Međutim, u praksi nije moguće dobiti takve zakonitosti, pa se moraju postaviti neke hipoteze o statističkim karakteristikama obrađenih signala, poći od manje-više prihvatljivog statističkog modela kretanja mete.

Ako je uređaj dizajniran za obradu trajektorija zrakoplova ili krstarećih projektila, tada su modeli njihovog kretanja kombinacija dionica s ravnim i ravnomjernim kretanjem i dionica manevra.

Za takve uređaje kao osnovu može se uzeti polinomni model gibanja. Temelji se na prikazu procesa promjene koordinata cilja u ograničenom području promatranja u obliku polinoma stupnja nšto se tiče vremena:

gdje je koeficijent koji određuje parametre trajektorije, koji podliježu određenim ograničenjima.

Na temelju prirode kretanja ciljeva formiraju se tri glavna zahtjeva za sustave automatskog praćenja:

Na parcelama ravni let au dijelovima manevra, hipoteze o prirodi promjene koordinata tijekom vremena trebale bi biti različite;

Lokacija uključena ravni let promjenu koordinata u vremenu lakše je opisati polinomima prvog stupnja

Lokacija uključena manevar proces promjene koordinata u vremenu najbolje opisuju polinomi drugog stupnja

(3)

gdje su ubrzanja duž svake koordinate.

Postupak sekundarna obrada podijeljen je u dva neovisna stupnja: otkrivanje putanje i praćenje putanje.

Automatsko otkrivanje je polazna točka za sekundarnu obradu. Neka postoji jedna oznaka broj 1 od mete. Ona se uzima kao početna oznaka putanje. U sljedećem pregledu, drugu oznaku koja pripada istoj putanji treba tražiti u nekom području unutar prstena koje ima površinu

(4)

gdje je period radarskog istraživanja;, su moguće minimalne i maksimalne brzine cilja.

Ne jedna, već više oznaka može pasti u područje, a svaku od njih treba promatrati kao mogući nastavak planirane putanje. Na temelju dvije oznake izračunava se brzina i smjer kretanja svake od predloženih meta, a zatim se položaj oznake ekstrapolira na sljedeće mjerenje. Oko ekstrapoliranih oznaka formiraju se kružna područja. Ako neko područje u trećem pregledu ima oznaku, smatra se da pripada detektiranoj putanji, trajektorija se nastavlja, a oznaka se prenosi na praćenje.

Operacije koje se izvode tijekom automatske detekcije svode se na ekstrapolaciju koordinata, njihovo izglađivanje i usmjeravanje elevacija.

Proces ekstrapolacije sastoji se u tome da se iz koordinata prethodno dobivenih oznaka izračunaju koordinate buduće oznake.

Ekstrapolacija zahtijeva poznavanje zakona gibanja cilja, na temelju kojih se postavlja putanja.

Praćenje putanja ciljeva sastoji se u kontinuiranom povezivanju novodobivenih oznaka s njihovim putanjama, u izglađivanju koordinata i izračunavanju parametara kretanja ciljeva. Ako se praćenje izvodi automatski, tada se naziva automatsko praćenje.

Pustiti unutra n susjedna radarska istraživanja dobila su oznake koje stvaraju putanju leta cilja (slika 1). Prvo se izglađuju koordinate i izračunavaju parametri putanje koji se daju potrošaču.

Riža. 1 Dohvatite putanju cilja

Ako je u -tom mjerenju dobiveno više ocjena, tada je potrebno utvrditi koja od njih pripada zadanoj putanji. Koristeći podatke iz poznatih n th skenira, i ekstrapolirajući jedno skeniranje unaprijed, možemo predvidjeti položaj th oznake putanje. Ova izračunata ocjena u pravilu se ne poklapa ni s jednom od novodobivenih. Ako su poznate statističke karakteristike pogrešaka mjerenja koordinata i dane su vjerojatnosne karakteristike stupnja pouzdanosti dobivenog rješenja, tada se oko ekstrapolirane oznake može izdvojiti područje, na primjer, u obliku pravokutnika sa stranicama, što se obično naziva stroboskop. Koordinate središta vrata podudaraju se s koordinatama ekstrapolirane oznake. Ako su dimenzije stroboskopa odabrane tako da je vjerojatnost pada pravog traga u njega velika, tada trag koji je pao u stroboskop treba pripisati ovoj putanji.

Stoga se tijekom automatskog praćenja izvode sljedeće operacije:

Izglađivanje koordinata i određivanje parametara putanje;

Ekstrapolacija ciljnih koordinata na sljedeći pregled ili nekoliko pregleda unaprijed;

Odabir stroboskopa u kojem se s određenom vjerojatnošću očekuje pojava novog znaka;

Usporedba koordinata ekstrapolirane oznake s koordinatama oznaka koje su pale u stroboskop i izbor jedne od njih za nastavak putanje.

Gating može biti fizički ili matematički. Fizičko usmjeravanje je dodjela očekivanog područja pojavljivanja oznake koja pripada praćenoj putanji, izravnim udarom na radarski prijemnik. Matematičko usmjeravanje je formiranje očekivanog područja za pojavu oznake u obliku granica vrata. Vrata se mogu postaviti u polarnim i pravokutnim koordinatnim sustavima.

Zadatak odabira oznaka, tj. odabir jedne ocjene od svih dostupnih u vratima, rješava se izračunavanjem kvadrata linearnih odstupanja ocjena od središta i usporedbom rezultata kako bi se odabrao minimum.

Dakle, ako se tijekom primarne obrade korisne informacije izvlače iz mješavine signala i šuma na temelju statističke razlike u strukturi signala i šuma, onda bi sekundarna obrada, koristeći razlike u obrascima pojavljivanja lažnih oznaka i oznaka s ciljeva, trebala osigurati odabir trajektorija pokretnih ciljeva. Putanja cilja je predstavljena kao niz polinomskih dionica s različitim koeficijentima i stupnjevima polinoma, tj. sustav obrade mora se ponovno izgraditi u skladu s prirodom kretanja svake mete.