Вагова обробка сигналів і зображень у радіотехнічних системах на основі атомарних функцій (стр. 3 из 6)

У розділі проаналізовано вплив розроблених ВФ на якість вирішення задач картографування поверхні за допомогою РСА. Для цього було потрібно попередньо визначити місце ВФ в оптимальних і квазіоптимальних алгоритмах синтезування апертури. Показано, що за деякими обмеженнями алгоритм класичного синтезування може бути представлений у вигляді

(1)

де

– ДС бортової антени, перерахована до координат поверхні; – результат внутрішньоімпульсної обробки (узгодженої) -го прийнятого імпульсу; – період проходження імпульсів; – комплексна обвідна -го імпульсу; – адитивна суміш сигналу і завади на вході приймального тракту РСА (рівняння спостереження).

а	а	а
б	б	б
Рис. 1. Вагові вікна Хеммінгаі у часовій та частотній областях	Рис. 2. Вагові вікна Чебишева з РБП –43 дБ і у часовій та частотній областях	Рис. 3. Вагові вікна Чебишева з РБП –43 дБ і у часовій та частотній областях

У результаті аналізу виразу (1) визначено, що ВФ можна вводити в алгоритми роботи РСА таким чином:

а) перемножити з опорним сигналом

під знаком інтеграла при формуванні

,

де

- ВФ;

б) перемножити на функцію вікна і ЗС і опорний сигнал

в (1);

в) перемножити на функцію вікна (1) ДС

, яка бере участь у міжперіодному накопиченні імпульсів, що відповідає зміні обвідної азимутальної пачки імпульсів

;

г) перемножити на функцію вікна і АР бортової антени і опорний сигнал під знаком суми у (1). При цьому добуток функції вікна у функції

має відповідати результуючому АР (як образи Фур’є).

Оптимальними за методом максимуму правдоподібності будуть операції б і г.

При використанні модифікованого синтезування апертури оптимальний вихідний ефект у рамках методу максимуму правдоподібності може бути описаний за допомогою виразу

(2)

де

(3)

– опорний сигнал;

– комплексна обвідна рівняння спостереження;

– енергія опорного сигналу;

– обернена автокореляційна функція завад;

– функція невизначеності (ФН) РСА;

– спектральна густина потужності завад.

Методика введення вагових вікон при цьому залишається такою ж, як і раніше при аналізі класичного синтезу апертури.

В розділі наведені результати моделювання процесу картографування поверхні з використанням класичних і модифікованих РСА при застосуванні вагової обробки класичними та розробленими ВФ на основі АФ ЗС та АР реальних і синтезованих апертур (відповідно до операцій б і г). Для цього був розроблений алгоритм формування РЛЗ, який відповідає фізичній суті формування реальних РЛЗ.

На рис. 4 та 5 показані результати моделювання РЛЗ із використанням класичної та модифікованої РСА при однакових вихідних даних, а саме ЗС – сигнал з лінійною частотною модуляцією (коефіцієнт стиснення

), обвідна у вигляді вікна , АР полів у реальній та синтезованій апертурі – , висота польоту РСА – м; огляд у боковому напрямку; довжина вздовжфюзеляжної антени м; довжина хвилі м; тривалість ЗС нс.

На рис. 5 і 6 зверху вниз зображено: ФН РСА, первинне РЛЗ та його зріз по азимуту, фільтроване РЛЗ та його зріз по азимуту.

Узагалі під час моделювання використано 24 різні комбінації вагових вікон. Порівняння результатів обробки здійснювалося за критеріями середньомодульного (

) та середньоквадратичного відхилень ( ) від тестового зображення, а також порівняння у нормі просторів Соболєва за дальністю та азимутом . Разом з аналізом вказаних критеріїв виконувалося і візуальне порівняння. У результаті виявлено, що застосування вагової обробки ЗС та АР полів реальної та синтезованої антен призводить до погіршення роздільної здатності РЛЗ. Однак динамічний діапазон РЛЗ, отриманих із використанням вагової обробки в алгоритмах РСА, збільшується, що приводить до поліпшення якості візуального сприйняття зображень. При аналізі результатів моделювання обґрунтовано доцільність застосування модифікованого синтезу апертури з використанням вагової обробки вікнами на основі АФ. Так, у випадку застосування ЗС з лінійною модуляцією (коефіцієнт стиснення – 10) і АР відповідно у вигляді вікон та , використання алгоритмів модифікованого синтезу апертури дозволяє зменшити на 28%, а і – більш ніж на 53% у порівнянні з показниками, отриманими при застосуванні класичного синтезу апертури.

Рис. 4. Результат формування РЛЗз використанням класичного алгоритму	Рис. 5. Результат формування РЛЗз використанням модифікованого алгоритму

У третьому розділі дисертаційної роботи досліджені якісні показники селекції повітряних і підповерхневих об’єктів у середовищах з високою проникною здатністю за допомогою трикоординатних багатопроменевих РТС із синтезом апертури. До таких середовищ, зокрема, відносяться льодові покриви Антарктиди, дослідження яких методами ДЗ виконувалися відповідно до НДР «Методи й технології дистанційного дослідження поверхневих і підповерхневих середовищ із підвищеною проникною здатністю для радіохвиль» Д 501-40/2006 (№Д/Р 0106U001067).

Показано, що застосування розроблених ВФ в алгоритмах підповерхневого картографування (ППК) чи селекції повітряних цілей (СПЦ) на фоні пасивних завад дозволяє підвищити ступінь виділення заданого середовища. Для оцінювання місця ВФ у трикоординатних багатопроменевих РСА необхідно було вирішити оптимізаційні задачі синтезу алгоритмів просторово-часової обробки сигналів, відбитих від поверхневого та підповерхневих середовищ, а також для випадку, коли верхній шар є завадовим.