WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Вагова обробка сигналів і зображень у радіотехнічних системах на основі атомарних функцій - Курсова робота

Вагова обробка сигналів і зображень у радіотехнічних системах на основі атомарних функцій - Курсова робота

У розділі було розглянуто конкретні приклади задач, вирішення яких потребує застосування ВФ і алгоритмів ковзного згладжування зображень, які формуються за допомогою РТС. При цьому аналіз впливу вікон, які застосовують у віконному перетворенні Фур'є, на якість визначення складових спектра одновимірних і багатовимірних сигналів (полів) виконаний у рамках задач непараметричного гармонічного аналізу. Проаналізовано також метод згладжування оцінок спектральних густин потужності завадових випадкових процесів, а також первинних РЛЗ на етапі вторинної обробки шляхом застосування методів, які базуються на перетворенні Фур'є.

Другий розділ дисертації присвячений розробці узагальнюючого алгоритму формування ВФ із застосуванням АФ, створенню на його основі нових вікон і визначенню їх параметрів. Побудовано таблицю цих ВФ та їх параметрів і проведено порівняльний аналіз із параметрами існуючих ВФ, за результатами якого обґрунтовано доцільність формування нових вікон шляхом застосування порогових і степеневих перетворень до АФ і АФ у комбінаціях з класичними ВФ. Однак аналіз показав, що таблиці для виявлення усіх особливостей вікон недостатньо, тому необхідно мати можливість їх візуального порівняння (наприклад, часто необхідно знати поведінку бічних пелюсток на усьому інтервалі частот). У роботі вибірково показані ВФ та їх Фур'є-образи, які дозволяють отримати вичерпну інформацію про особливості вагових вікон. Деякі з них – , та – показані на рис.1-3. Ці ВФ отримані шляхом перемноження класичних вікон Дольфа-Чебишева (Ч) з різними РБП, Хеммінга та АФ сім'ї , взятих на п'єдесталі та зведених до ступенів.

Із рис.1 випливає, що ВФ дозволяє зменшити РБП, а саме – першого на 9 дБ (з –46 до –55 дБ) у порівнянні з функцією Хеммінга, загальний РБП знижується на 3,5 дБ, а головна пелюстка розширюється на 2%. Порівнюючи вагові вікна та з функцією Чебишева (РБП –43 дБ) (рис.2 та 3), можна відзначити, що для першої спостерігається зниження бокових пелюсток починаючи з першої відповідно на 6, 3, 1,2 і 0,8 дБ, а рівень усіх наступних бічних пелюсток нижче приблизно на 0,5 дБ при розширенні головної пелюстки на 1,6. Для другої – розширення головної пелюстки становить 5,6%, однак перша пелюстка знижується до рівня –56 дБ, потім РБП досягає значення –44 дБ і швидко знижується до –55 дБ.

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 Хеммінга і 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.

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

Рис. 4. Результат формування РЛЗ

з використанням класичного алгоритму

Рис. 5. Результат формування РЛЗ

з використанням модифікованого алгоритму

Loading...

 
 

Цікаве