Введение к работе
Актуальность В настоящее время использование новых радиотехнических, акустических и оптических систем приема и обработки сигналов требует дальнейшего развития теории нелинейной марковской фильтрации случайных полей. Создание крупногабаритных и мно-гопозишюнных антенн, применение метода синтезирования апертуры является одной из главных особенностей современного этапа конструирования подобных систем. Bo-nepriux, это обусловлено повышением требований к точності и помзхоз&п-ищешюсти. Без дополнительного использования пространственной априорной информации невозможно существенно повысить качество обработки только за счет увеличения приемной апертуры. Например, разность фаз сигнала от навигационного ИСЗ,обусловленная искажением фронта радаюволіш ионосферной магшітной Оурей, достигает на 90 метровой антенне величины 90-100 градусов на частоте 150 МГц, что ограничивает возможности когерентного приема. Как следствие возникает необходимость применения квэзикогерентнш. пространственных методов обработки, осчованных на формировании в каждом элементе антенны отдельного опорного сигнала по результатам текущей пространственно-временной оценки параметров полезного сигнала. Однако в настоящее время уровень развития теории и внедрения подобных алгоритмов Фильтрации недостаточен. Синтез Солее эффективных алгоритмов фильтрчции возможен только на основе новых методов, позволяющих полностью использовать пространственно-временную априорную информацию о полезном сигнале и шуме, в частности, их прастраиственнс-врэменшп корре-
ляционные свойства. Во-вторых, пространственно-временной прием и обработка сигналов позволяет решать задачи, которые принципиально невозможно даже поставить для традиционных систем локации и связи, например, задачу оптимального обращения волнового фронта принятого сигнала, задачу построения изображения объектов по амплитудно-фазовому распределению отраженных от них сигналов /радио- и акустическая голография/.
Целью рпботы является решение ряда задач синтеза и исследования нелинейных алгоритмов приема и обработки модулированных случайных полей при наличии шумов и помех:
1) Обобщение и применение методов Функционального интегрирования и дифференцирования в задачах марковской фильтрации случайных полай. Синтез алгоритмов фильтрации фазы модулированного сигнала, принятого на фоне коррелированных помех.
?.) Развитие методов квазикогерентного приема модулированных сигналов. Синтез и анализ алгоритмов пространственно-временной обработки ЧМ и Ш сигналов при наличии фазовых искажений. Установление зависимости потенциально достижимой точности фильтрации от априорных характеристик полезного сообщения и помех.
3) Оценка времени установления стационарного режима фильтрации при пространственно-временном приеме модулированных сигналов на основе использования теории пермутабельных функций Вольтерра.
4-) Синтез и анализ алгоритмов фильтрации амплитудно-фазовых флуктуации с использованием априорной физической моделі искажений сигнала в случайно-неоднородной средо. Исследование количественных и качественных апостериорных изменений физической модели оцениваемых полей.
Научная новизна и практическая значимость Предложен новий,
основаншій на функциональном подходе, метод вывода уравнеїшя для апостериорного функционала плотности вероятности, которое является основным в теории марковской фильтрации. Это позволило синтезировать новые, оолее эффективные алгоритмы обработки модулированных сигналов, принятых на фоне коррелированных помех, создать основу для дальнейшего рзсісіфешія теории оптимального оценивания на случай немарковских процессов.
Развиты методы квззикогерентного приема модулированных сигналов. Разработаны структурные схемы и аналитически исследовано качество работы важных на практике систем квазикогерентной пространственно-временной обработки ЧМ и ФМ сигналов.Установлена зависимость потенциально достижимой точности фильтрации от априорных параметров.
На основе использования методов теории пермутаСельных функций получены более общие решения интегро-дифференциалышх уравнений, описывающих эволюцию вторых апостериорных кумулянтов во времени. Это позволило найти оценку времени перехода к стационарному режиму фильтрации в системах пространственно-временного оценивания.
Проведен синтез и анализ алгоритмов фильтрации амплитудно-фазсвых флуктуации,вызванных распространением сигнала сквозь возмущенную атмосферу. Эти алгоритмы могут быть использоьаш при радиофизическом исследовании атмосфзры. Установлено,что в процессе фильтрации параметры используемых физических моделей принятых сигналов могут изменяться как количественно, так и качественно.
Практическая значимость работы состоит в тем, что ее результаты по оптимизации и исследованию систем пространственно-временного приема и обработки случайных полей при наличии шума могут
Оыть использованы при оценке потенциальных поеможпостей, проекти-ровашм и создании современных крупномасштабных приемных, устройств радио и акустического диапазона.
Апробация работы Основные результаты диссертации докладывались на научных конференциях МФТИ 1988,1989,1090 годов, на всесоюзной конференции "Радиофизическая информатика" (Москва, 1990), на всесоюзной школе-семина^э "Статистические матода обработки сигналов и изображений" (Новороссийск, 1991), на семинарах в РТИ РАН.
Публикации На основе материалов диссертации было опубликовано 5 печатных работ, список которых приведен в конце автореферата.
Структура работы Диссертация состоит из ьведешш, включающего обзор литературы, четырех глав, заключения и списка литературы. Диссертационная работа изложена на 122 страницах текста, включал 17 рисунков.
