- •Учебник по дисциплине «Военно-техническая подготовка»
- •Раздел I: «основы построения радиолокационных станций радиотехнических войск»
- •Введение
- •Тема 1. Радиолокационная система ртв
- •1.1. Радиолокационная система ртв. Принципы построения
- •1.2. Внешняя среда радиолокационной системы
- •1.2.1. Радиолокационные цели
- •1.2.2. Мешающие отражения
- •1.2.3. Внешние излучения
- •1.2.4. Среда распространения радиоволн
- •1.3. Классификация рлс ртв
- •1.4. Основные тактико-технические характеристики рлс ртв
- •1.5. Обобщенная структурная схема рлс
- •1.6. Общие сведения о сазо
- •1.7. Кодирование и декодирование сигналов в системах опознавания
- •1.8. Общие сведения о системах пассивной локации
- •1.9. Радиолокационное распознавание целей. Общие сведения
- •1.9.1. Методы радиолокационного распознавания
- •1.9.2. Показатели качества распознавания
- •1.9.3. Способы распознавания классов воздушных объектов по сигнальным признакам
- •Тема 2. Способы обзора пространства и измерения координат целей срл ртв
- •2.1. Зона обнаружения целей снк
- •2.2. Способы обзора зоны обнаружения и их влияние на боевые возможности рлс
- •2.3. Способы формирования зоны обнаружения
- •2.3.1. Зона обнаружения целей дальномерами
- •2.3.2. Зона обнаружения целей радиовысотомерами
- •2.3.3. Зоны обнаружения целей трехкоординатными рлс
- •2.4. Зона обнаружения целей в рлс метрового диапазона волн
- •2.5. Способы измерения координат целей
- •2.5.1. Измерение наклонной дальности до цели
- •Тема 3. Передающие устройства рлс ртв
- •3.1. Технические характеристики и способы построения передающих устройств рлс ртв
- •3.2. Зондирующие сигналы и влияние их параметров на характеристики рлс
- •3.2.1. Зависимость дальности обнаружения целей от параметров зондирующих сигналов
- •3.2.2. Влияние параметров зондирующих сигналов на точность измерения координат целей
- •3.2.2.1. Ошибки измерения дальности
- •3.2.2.2. Ошибки измерения угловых координат
- •3.2.3. Зависимость разрешающей способности рлс от параметров зондирующих сигналов
- •3.2.4. Влияние параметров зондирующих сигналов на защищенность рлс от активных помех
- •3.2.5. Влияние параметров зондирующих сигналов на защищенность рлс от пассивных помех
- •3.3. Однокаскадное радиопередающее устройство рлс
- •3.3.1. Импульсные модуляторы однокаскадных радиопередающих устройств
- •3.3.1.1. Импульсный модулятор с полным разрядом накопителя
- •3.3.1.2. Импульсный модулятор с частичным разрядом накопителя
- •3.3.2. Генераторные приборы однокаскадных радиопередающих устройств
- •3.4. Многокаскадные радиопередающие устройства рлс
- •3.4.1. Многокаскадное радиопередающее устройство с «простым» зондирующим сигналом
- •3.4.2. Многокаскадное радиопередающее устройство с фкм - зондирующим сигналом
- •3.4.3. Многокаскадное радиопередающее устройство с лчм - зондирующим сигналом
- •Тема 4. Радиоприемные устройства рлс ртв
- •4.1. Структурная схема тракта приема и выделения сигналов из помех
- •4.2. Технические характеристики радиоприемных устройств и их влияние на боевые возможности рлс
- •4.3. Способы увеличения динамического диапазона радиоприемных устройств
- •4.4. Радиоприемные устройства для обработки узкополосных эхо-сигналов
- •4.5. Радиоприемные устройства для выделения широкополосных сигналов
- •4.5.1. Прием и преобразование линейно-частотно модулированных сигналов
- •4.5.1. Прием и преобразование фкм сигналов
- •4.6. Устройства накопления эхо-сигналов
- •4.6.1. Назначение и классификация устройств накопления радиолокационных эхо-сигналов
- •4.6.2.Некогерентные накопители эхо-сигналов
- •4.6.3. Когерентные накопители эхо-сигналов
- •4.6.4. Рециркуляторы. Принципы построения
- •4.6.5. Цифровые устройства накопления радиолокационных эхо-сигналов
- •Содержание
- •Тема 1. Радиолокационная система ртв 8
- •Тема 2. Способы обзора пространства и измерения координат целей срл ртв 100
- •Тема 3. Передающие устройства рлс ртв 156
- •Тема 4. Радиоприемные устройства рлс ртв 247
- •Список сокращений
- •Библиографический список
1.9.2. Показатели качества распознавания
Показатели качества распознавания – это совокупность характеристик, позволяющих оценить возможности радиотехнических средств по решению задачи распознавания воздушных объектов.
К основным показателям качества распознавания воздушных объектов относятся:
-
виды и количество классов распознаваемых воздушных объектов (библиотека классов);
-
вероятность правильного распознавания класса воздушного объекта – вероятность принятия решения о принадлежности цели к одному из входящих в заданный алфавит классов при условии, что данная цель действительно относится к этому классу;
-
вероятность ошибочного распознавания класса воздушного объекта – вероятность принятия решения о принадлежности наблюдаемой цели к одному из входящих в заданный алфавит классов при условии, что данный объект в действительности относится к другому классу;
-
матрица вероятностей распознавания воздушных объектов – квадратная матрица, размерность которой совпадает с числом классов воздушных объектов, определенных заданным алфавитом (диагональные элементы представляют вероятности правильного распознавания объектов, остальные элементы – вероятности ошибочных решений распознавания);
-
дальность распознавания воздушных объектов – дальность до обнаруженного воздушного объекта, на которой обеспечивается его правильное распознавание с заданной вероятностью (дальность распознавания меньше дальности обнаружения);
-
зона распознавания воздушных объектов – область пространства наблюдения воздушного объекта, в пределах которой обеспечивается его правильное распознавание с заданной вероятностью;
-
время распознавания воздушного объекта – временной интервал, за который обнаруженный воздушный объект правильно распознается с заданной вероятностью;
-
помехоустойчивость распознавания воздушного объекта – способность средства и (или) системы распознавания обеспечивать правильное распознавание обнаруженного воздушного объекта с заданными характеристиками в условиях воздействия преднамеренных и естественных помех;
-
имитоустойчивость распознавания воздушных объектов – способность средства и (или) системы распознавания обеспечивать правильное распознавание обнаруженного воздушного объекта с заданными характеристиками в условиях имитации противником признаков распознавания (ложных);
-
разрешающая способность средства распознавания по дальности и (или) угловым координатам – это минимальное расстояние по дальности и (или) угловым координатам между воздушными объектами, при которых средство распознавания обеспечивает их правильное распознавание раздельно с заданными характеристика;
-
пропускная способность средства распознавания воздушных объектов – количество целей, правильно распознаваемых в единицу времени (напрямую зависит от времени распознавания воздушного объекта или числа имеющихся параллельных каналов распознавания).
Вероятность правильного распознавания класса ВО является основным показателем качества распознавания. Рассмотрим факторы, влияющие на этот показатель.
Предположим, что осуществляется решение задачи распознавания классов ВО по одному признаку X (например, по ЭПР цели ц), когда объект распознавания может быть отнесен к одному из двух возможных классов: класс1 – самолеты стратегической авиации (СА), класс 2 – ракета. Пусть признак класса 1 имеет плотность распределения вероятностей f1(x), а класса 2 - f2(x) (рис.1.35). выберем правило, согласно которому можно отнести ВО к одному из классов по результатам измерения признака.
По аналогии со случаем обнаружения одномерного сигнала таким правилом может быть сравнение измеренного значения Х с выбранным порогом Х0. Если Х<Х0,то ВО относится к классу 2, а если Х>Х0 – к классу 1. если Х=Х0, то необходимо продолжать измерения признака Х до тех пор, пока его значение не будет ясно определено относительно порога Х0, т.е. пока не будет принято решение о принадлежности ВО к тому или иному классу.
При распознавании возможны ошибки первого рода – ВО класса 2 принят за ВО класса 1 (с вероятностью совмещения события Р(1* 2)) и второго рода – ВО класса 1 принят за ВО класса 2 (с вероятностью совмещения события Р(2* 1)).
Условные вероятности этих ошибок определяются по следующим формулам (см. рис. 1.35):
Рис.1.35 Вид плотностей распределения вероятностей параметра Х
Для выбора значения порога Х0 воспользуемся критерием минимума среднего риска
где r12 и r21 -стоимости ошибок первого и второго рода соответственно.
Заменяя
Получим
где Р(1) и Р(2) – априорные вероятности наличия в заданном пространстве ВО классов 1 и 2 соответственно.
Для определения величины Х0, при которой средний риск r минимален, продифференцируем выражение для r по Х и приравняем производную к нулю,
отсюда
Примем допущения, что Р(1)=Р(2), а r12=r21 и признак X имеет нормальный закон распределения с одинаковыми среднеквадратическими отклонениями (СКО) 0 для ВО классов 1 и 2. в этом случае получим
где m1 и m2 – средние значения параметра Х для ВО классов 1 и 2 соответственно.
Решая последнее уравнение относительно Х0, определим величину порога.
Для вычисления вероятностей правильного распознавания необходимо определить вероятности попадания измеренного признака ВО класса1 в интервал от Х0 до или признака ВО класса 2 в интервал от - до Х0:
Производя замену переменной интегрирования (x-m1)/0=t и подставляя значение , где m1>m2 , получим
где - интеграл вероятности, значения которого приведены в таблицах.
Выражение для Р11 справедливо для случая, когда распознавание производится по одиночному измерению величины признака распознавания. При n-кратном и равноточном измерении одного признака, когда 1=2=…=n=0 вероятность правильного распознавания определяется по формуле:
Из этого выражения следует, что чем больше количество измерений, тем выше вероятность распознавания.
Если распознавание производится по k независимым признакам (ценности признаков равны), то вероятность правильного распознавания может быть определена по формуле
Анализ формулы показывает, что для независимых признаков равной ценности увеличение их количества K равноценно увеличению числа n измерений одного признака.