Введение к работе
Диссертационная работа посвящена исследованию и разработке акустооптических алгоритмов обработки сигналов при избирательном фотодетектировании в интересах создания многофункциональных, структур-но-однородных радиотехнических устройств и систем, работающих в широком частотном диапазоне, в условиях априорной неопределенности радио-электронной обстановки и обладающих высокой пропускной способностью.
Актуальность работы
Решение современных и перспективных радиотехнических задач г$ области пассивной радиолокации, радионавигации, 'радиоконтроля, радио-измерений и других обуславливает необходимость поиска, исследования и разработки все более эффективных методов и алгоритмов обработки радиосигналов.
В настоящее время существует большое многообразие методов эбработки радиосигналов, в частности методы традиционной радио->лектроники, функциональной .электроники, цифровые. В диссертации главное внимание уделено исследованию акустооцтического' метода обработки радиосигналов при использовании возможностей и іреимуществ избирательного фотодетектирования на базе классической акустооптической схемы Ламберта. Количество публикаций то результатам различных исследований в области акустооптики постоянно растет, что обусловлено её исключительно высокими потен-щальными возможностями, которые в настоящее время далеко не ісчерпаньї и поиск новых эффективных методов и алгоритмов аку-:то-оптической обработки следует считать актуальным.
В связи с огромным быстродействием устройств акустооп-ической обработки радиосигналов предложенные в работе алгорит-!ы ориентированы на построение многофункциональных гибридных налого-цифровых устройств и систем.Структурная однородность юлученных алгоритмов позволяет реализовать модульный принцип остроения многофункциональ-ных устройств и унифицировать эле-іентную базу, что является актуальным и имеет важное пародно-озяйственное значение.
Цель работы
Изыскание, разработка и исследование новых алгоритмов аку-гооптической обработки, базирующихся на использовании клас-пческой акустооптической схемы Ламберта и принципа пзбиратель-ого фотодетектированпя в интересах построения многофункцио-
нальных структурно-однородных информационно-измерительных систем, предназна-ченных для работы в широком диапазоне частот в условиях априорной неопределенности и обладающих высокой пропускной способностью.
Поставленная цель достигается решением следующих основных задач.
-
Изыскание и исследование алгоритмов и структур построения акустооптических устройств, обеспечивающих в процессе панорамного приема оценку параметров сложных радиосигналов (ЧМ, ФКМ,. ЧМ-ФКМ) на основе избирательного фотодетектирования, при котором опорный сигнал формируется из анализируемого.
-
Разработка и исследование алгоритмов акустооптической обработки для оценки параметров внутриимпульсной модуляции радиосигналов на основе принципа избирательного фотодетектирования при использовании опорного сигнала от вспомогательного генератора.
-
Разработка и исследование алгоритмов и структур построения устройств оценки неидентичности фазовых и амплитудных параметров радиосигналов для реализации амплитудных, фазовых и амплитудно-фазовых пеленгаторов.
-
Анализ и оценка помехоустойчивости основных алгоритмов и структур предложенных акустооптических устройств.
5. Определение номенклатуры базовых модулей и принципов
комплексирования для обеспечения построения многофункциональ
ных структурно-однородных информационно-измерительных систем
и комплексов.
Методы исследования
В работе использованы различные методы исследования: аналитические (элементы математического анализа, аналитической геометрии, теории вероятностей и математической статистики, статистической радио-электроники), моделирование на ЭВМ с элементами статистической обработки результатов и экпериментальные.
Научная новизна работы
1. Впервые сформулирована и решена задача оценки параметров внутриимпульсной модуляции ЧМ сигналов в процессе акустооп-тического панорамного приема на основе способа предварительной электронной обработки, защищенного авторским свидетельством, суть которого состоит в разветвлении анализируемого сигнала на два, задержке одного из них и совместной подаче на акустооп-тический процессор.
На основе данного способа обработки предложены и исследованы алгоритмы оценки бинарных и многофазных ФКМ сигналов и комбинированных ЧМ-ФКМ сигналов.
-
Предложен усовершенствованный алгоритм, базирующийся на предварительной квадратурной суммарно-разностной обработке анализируемого сигнала перед подачей на двухканальный акустооп-тический панорамный приемник.
-
Разработаны и исследованы алгоритмы оценки закона и параметров внутриимпульсной модуляции сложных сигналов, использующие преимущества принципа асинхронного фотодетектирования применительно к акустооптическому панорамному приему, по результатам которого формируется внешний опорный сигнал.
-
Предложены и исследованы алгоритмы оценки. фазовых и аплитудных различий двух сигналов, однородные другим синтезированным в работе структурам и предназначенные для реализации различных типов угломерных устройств.
-
Разработана номенклатура базовых модулей для реализации многофункциональных информационно-измерительных систем различного назначения.
Предложена обобщенная структурная схема многофункциональной системы, обладающая за счет определенной избыточности универсальностью в части реализации различных алгоритмов.
Практическая значимость работы
Результаты работы, выраженные в предложенных- методах, алгоритмах и синтезированных структурах могут быть использованы при разработке новых эффективных многофункциональных информационно-измерительных радиотехнических систем различного целевого назначения, работающих в широком частотном диапазоне в условиях многосигнальной априорно-неопределенной радиообстановки, обладающих высокой пропускной способностью.
На защиту выносятся:
-
Метод оценки параметров ЧМ сигналов, реализуемый в процессе акустооптического панорамного приема.
-
Алгоритмы оценки ФКМ сигналов и комбинированных ЧМ-ФКМ сигналов при акусюоптическом панорамном приеме.
-
Алгоритмы оценки параметров внутриимпульсной модуляции южных сигналов (ЧМ, ЧМн, ФКМ и ЧМ-ФКМ) при их квадра-ivpnoii суммарно-разностной предварительной электронной обработке и последующей акустооптпческой обработке результирующих сигналов.
-
Алгоритмы оценки параметров сложных сигналов (ЧМ, ЧМн, ФКМ и ЧМ-ФКМ) на основе использования схемы акустооп-тического панорамного приемника прямого усиления и механизма асинхронного фотодетектирования с учетом использования методики повышения точности измерения частоты при панорамном приеме.
-
Алгоритмы.оценки амплитудных и фазовых .различий сигналов при суммарной (разностной) и суммарно-разностной акустооп-тической обработке в интересах реализации амплитудных, фазовых и амплитудно-фазовых измерителей направления.
-
Результаты анализа помехоустойчивости предложенных алгоритмов на основе аналитических исследований, математического моделирования и физического эксперимента.
7. Рекомендации по номенклатуре базовых модулей для по
строения многофункциональных информационно-измерительных
устройств и систем, использующих акустооптические тракты обра
ботки.
Внедрение результатов работы
Результаты работы внедрены в: ВНИИ "Градиент" (г.Ростов-на-Дону) при выполнении х/д работы N 11328; ТРТУ при выполнении г/б работы №11351 и в учебном процессе на каф. РПрУ и РТС; ТНИИС (г. Таганрог); ВИКА им. А.Ф. Можайского (г.Санкт-Петербург); АОЗТ "Метроком" (г.Санкт-Петербург).
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на' республиканском научно-техническом семинаре "Акустооптика в физике и технике" (г.Ленинград, 1989 г.), на XII регионально-республиканском семинаре "Элементы приемно-усилительных устройств (г.Таганрог, 1989 г.), на международной 1 конференции "Akousto-optics: reseachs and developments" (Leningrad, 1990 г.), на областной научно-технической конференции, посвященной Дню радио (г.Ростов-на-Дону, 1991г.), на I всесоюзной конференции "Компьютерные методы исследования проблем теории и техники передачи дискретных сигналов по радиоканалам" (г.Евпатория, 1990 г.), на научно-техническом семинаре с международным участием "Теория и техника многофункциональных устройств обработки сигналов в условиях' априорной неопределенности" (г.Таганрог, 1994 г.), на ХХХХ научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ТРТУ (г. Таганрог, 1995г.).
Публикации
По материалам диссертационной работы получена 18 публикация из них 2 авторских свидетельства.
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы (99 наименований), содержит 171 страницу текста, включая 49 рисунков на 44 страницах.
