Введение в специальность

Вид материала

Программа

Содержание Раздел 2. ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА УСТРОЙСТВ ОПТИЧЕСКОЙ Обработки сигналов Сигналов и их применение Примерный перечень лабораторных работ Литература основная Теория радиосистем Г.А. Калашников Действует до утверждения образовательного стандарта по специальности. Содержание дисциплины Раздел 1. Сигналы в Радиосистемах Раздел 2. Помехи в РАДИОСИСТЕМАХ Раздел 4. Корреляционный обнаружитель Обработки одиночных сигналов Раздел 6. Фильтровая обработка одиночных сигналов Одиночных сигналов Мешающих отражений Раздел 9. Когерентное накопление сигнала Раздел 10. Некогерентное накопление сигнала Сигналов и помех Сигналов на фоне помех ... Полное содержание

Подобный материал:

• Е. В. Арляпова введение в специальность «реклама», 1668.44kb.
• А. К. Мазуров введение в специальность, 3019.75kb.
• Рабочая учебная программа дисциплины «введение в специальность» для специальности, 107.59kb.
• Анализ и планирование трудовых показателей Аудит и контроллинг персонала Введение, 12.45kb.
• Рабочая программа дисциплины Введение в специальность специальность 032001 Документоведение, 55.23kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины Введение в литературоведение Специальность, 711.32kb.
• Учебно методический комплекс по дисциплине «Введение в специальность» Специальность, 2682.27kb.
• Курс Комплексный экзамен по циклам опд, сд и дисциплинам специализации: «Введение, 469.08kb.
• В г. Орске Специальность: 021100 «Юриспруденция» Дисциплина: Уголовное право Курсовая, 432.15kb.
• Введение в специальность, 1423.7kb.

Раздел 2. ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА УСТРОЙСТВ ОПТИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ


Основные источники света, применяемые в оптической обработке сигналов. Основные особенности оптических элементов и систем оптической обработки сигналов. Разрешающая способность оптической системы. Дифракционный предел. Аберрации оптических систем. Геометрические преобразования световых полей в оптических системах.

Пространственно-временные модуляторы света (ПВМС), применяемые в оптической обработке сигналов. Основные характеристики пространственно-временных модуляторов. Основные принципы построения электрооптических, магнитооптических, жидкокристаллических, акустооптических и электромеханических ПВМС. Преобразователи свет-свет.

Основные характеристики фоточувствительных материалов (галоидо-серебряных, фотохромных, фототермопластических).

Основные характеристики фотоприемников, применяемых в оптической обработке сигналов (фотоэлементы, фотоумножители, электронно-оптические преобразователи, телевизионные передающие трубки, фотодиоды, фототранзисторы, линейки и матрицы фотодиодов, приборы с зарядовой связью, тепловые приемники излучения).


Раздел 3. АКУСТООПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ


Особенности распространения упругих волн в изотропных и кристаллических средах. Фотоупругий эффект. Дифракция света на упругих волнах. Решение уравнения дифракции света на ультразвуке в изотропной среде. Акустооптическое взаимодействие в анизотропной среде, метод векторных диаграмм.

Пьезоэлектрический эффект. Методы возбуждения акустических волн. Вопросы изготовления преобразователей объемных и поверхностных упругих волн. Свойства акустооптических материалов.

Акустооптическая корреляционная обработка сигналов. Схемы акустооптических корреляторов с пространственным интегрированием. Гетеродинные корреляторы. Корреляторы и конвольверы с временным интегрированием. Обработка двухмерных сигналов.


Раздел 4. СИСТЕМЫ ОПТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

СИГНАЛОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ


Оптические процессоры. Сопоставление когерентных и некогерентных методов оптических вычислений.

Анализаторы спектра радиосигналов.

Пространственно-частотная согласованная фильтрация. Оптическая корреляция. Методы синтезирования операционных фильтров.

Оптическое улучшение качества, восстановление и улучшение изображений. Оптические системы с обратной связью.

Обработка сигналов РЛС с синтезированной апертурой.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Исследование интерференции лазерного излучения.

2. Исследование оптического преобразования Фурье.

3. Исследование акустооптического анализатора спектра.

4. Исследование оптической фильтрации изображений.

ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ

1. Свет В.Д. Оптические методы обработки сигналов. - М.: Энергия, 1971.

2. Акаев А.А., Майоров С.А. Оптические методы обработки информации. - М.: Высш. шк., 1988.

3. Престон К. Когерентные оптические вычислительные машины. - М.:Мир, 1974.

4. Оптическая обработка информации/ Под ред. Д.Кейсесента. – М.: Мир, 1980.

5. Парыгин В.Н., Балакший В.И. Оптическая обработка информации. -М.: МГУ, 1987.

6. Мазанько И.П., Швец Ю.И. Принципы преобразования и детектирования оптических сигналов/ Под ред. И.П.Мазанько - М: МФТИ, 2001.
   

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1. Оптическая обработка радиосигналов в реальном времени/ Под ред. С.В. Кулакова. - М.:Радио и связь, 1989.

2. Верещагин И.К., Косяченко Л.А., Кокин С.М. Введение в оптоэлектронику. - М.: Высш. шк., 1991.

3. Мустель Е.Р., Парыгин В.Н. Методы модуляции и сканирования света. - М.: Наука, 1970.

Утверждена

УМО вузов Республики Беларусь

по образованию в области информатики

и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-39-017/тип.


ТЕОРИЯ РАДИОСИСТЕМ


Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности I-39 01 02 Радиоэлектронные системы


Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.


Составитель:

А.Е. Охрименко, профессор кафедры радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доктор технических наук


Рецензенты:

Кафедра радиолокации и радионавигации Военной академии Республики Беларусь (протокол № 11 от 25.02.2003 г.);

Г.А. Калашников, заведующий кафедрой радиоэлектроники Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж», кандидат технических наук


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 8 от 10.03.2003 г.);


Научно-методическим советом по группе специальностей I-39 01 Схемы радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 1 от 26.05.2003 г.)

Действует до утверждения образовательного стандарта по специальности.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Программа «Теория радиосистем» разработана для специальности I-39 01 02 Радиоэлектронные системы высших учебных заведений.

Основная цель и задача дисциплины состоит в том, чтобы перед изучением радиотехнических систем (радиолокационных, радионавигационных, передачи информации и радиоуправления) определить некоторые общие задачи, связанные с извлечением, обработкой и передачей информации, а именно: обнаружения, различения, распознавания, измерения параметров сигналов, а также овладеть методологией решения этих задач.

В результате освоения дисциплины «Теория радиосистем» студент должен:

знать:

- пространственную, поляризационную и временную структуру сигналов и помех;

- содержание, принципы и способы пространственно-временной и поляризационной обработки сигналов на фоне помех;

- два равноправных и равнозначных языка описания и анализа процессов обработки сигналов на фоне помех;

уметь характеризовать:

- схемотехнику обработки сигналов на фоне помех;

- методику синтеза и анализа характеристик качества обнаружителей сигналов, устройств распознавания и различения сигналов, измерителей параметров сигналов;

уметь анализировать:

- характеристики обнаружения медленно и быстро флуктуирующих сигналов при их когерентном и некогерентном накоплении;

- характеристики распознавания и различения сигналов;

- точностные характеристики измерения параметров сигналов;

приобрести навыки:

- расчета эффективности устройств когерентной компенсации мешающих отражений и излучений;

- расчета вероятностей ложной тревоги и правильного обнаружения медленно и быстро флуктуирующих сигналов при их когерентном и некогерентном накоплении;

- расчета вероятностей правильного распознавания и различения сигналов;

- расчета флуктуационных и динамических ошибок измерения параметров сигналов.

Программа рассчитана на общий объем 150 учебных часов, в том числе 100 аудиторных.

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Введение


Определение и основные категории радиосистем (РС). Состав и классификация РС. Задачи РС и принцип их решения. Основные показатели РС.


Раздел 1. Сигналы в Радиосистемах


Модели пространственно-временной и поляризационной структуры сигналов. Основные характеристики временной структуры сигналов.

Типовые одиночные сигналы. Последовательности одиночных сигналов. Монохроматический сигнал. Принятый сигнал.


Раздел 2. Помехи в РАДИОСИСТЕМАХ


Шумы и мешающие излучения. Мешающие отражения.


Раздел 3. Постановка задачи обнаружения

и методика ее решения


Введение в теорию обнаружения. Постановка задачи. Показатели качества обнаружения. Критерии оптимальности. Отношение правдоподобия, правило решения. Выбор порога решения.


Раздел 4. Корреляционный обнаружитель

одиночных сигналов известной формы


Отношение правдоподобия. Алгоритм обработки. Схема корреляционного обнаружителя одиночного сигнала с полностью известными параметрами. Сжатие сигнала по спектру. Схемы корреляционных обнаружителей одиночного сигнала с неизвестной начальной фазой. Эффект «слепой фазы» и способы его устранения.


Раздел 5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ

ОБРАБОТКИ ОДИНОЧНЫХ СИГНАЛОВ


Отношение сигнал/шум на выходе схем корреляционной обработки одиночных сигналов. Потенциальная помехоустойчивость. Критичность корреляционной обработки к параметрам опорного сигнала. Характеристики обнаружения.


Раздел 6. Фильтровая обработка одиночных сигналов


Импульсная характеристика оптимального фильтра. Отклик оптимального фильтра на принятый сигнал. Сжатие сигнала во времени. Частотная характеристика оптимального фильтра. Критичность расстройки фильтра по частоте. Эквивалентность характеристик обнаружения при корреляционной и фильтровой обработке.


Раздел 7. ОПТИМАЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ ТИПОВЫХ

ОДИНОЧНЫХ СИГНАЛОВ


Оптимальный фильтр простого прямоугольного радиоимпульса. Квазиоптимальные фильтры. Оптимальный фильтр ЛЧМ-радиоимпульса. Оптимальный фильтр КФМ-радиоимпульса.


Раздел 8. КОГЕРЕНТНАЯ КОМПЕНСАЦИЯ

МЕШАЮЩИХ ОТРАЖЕНИЙ


Сущность и принципы когерентной компенсации мешающих отражений. Корреляционный способ когерентной компенсации мешающих отражений. Фильтровый способ когерентной компенсации мешающих отражений. Эффективность когерентной компенсации мешающих отражений. Автокомпенсация мешающих отражений. Эффект «слепых» скоростей цели и методы борьбы с ним.


Раздел 9. Когерентное накопление сигнала


Сущность и принцип когерентного накопления сигнала. Корреляционный способ когерентного накопления сигнала. Фильтровый способ когерентного накопления сигнала. Эффективность и характеристики обнаружения когерентного накопления сигнала.


Раздел 10. Некогерентное накопление сигнала


Сущность и алгоритм некогерентного накопления сигнала. Способы некогерентного накопления сигнала. Эффект некогерентного накопления сигнала в системе «индикатор-оператор». Характеристики обнаружения при некогерентном накоплении сигнала.


Раздел 11. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА

СИГНАЛОВ И ПОМЕХ

Основные характеристики пространственной структуры излучения. Случайный пространственный сигнал в дальней зоне источника излучения. Пространственные характеристики отраженного сигнала, шума, мешающих излучений и отражений на раскрыве приемной антенны.


Раздел 12. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ОБРАБОТКА

СИГНАЛОВ НА ФОНЕ ПОМЕХ


Пространственно-временная эквивалентность и принципы пространственной обработки сигнала. Пространственная когерентная компенсация мешающих излучений. Пространственное когерентное накопление сигнала.


Раздел 13. Поляризационная обработка

сигнала на фоне помех


Поляризационная структура излученного сигнала. Поляризационная структура принятого сигнала. Принципы поляризационной обработки сигналов на фоне помех.


Раздел 14. Постановка задач распознавания и различения сигналов и методика их решения


Сущность и основа решения задач распознавания и различения сигналов. Ансамбли распознаваемых портретов. Ансамбли различаемых сигналов. Решающее правило.


Раздел 15. Оптимальная структура устройств распознавания и различения сигналов


Структура устройств распознавания портретов. Оптимальная обработка некоррелированных портретов. Оптимальная обработка сильно коррелированных портретов. Структура устройств различения сигналов.


Раздел 16. ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСПОЗНАВАНИЯ

И РАЗЛИЧЕНИЯ СИГНАЛОВ


Показатели качества распознавания портретов и различения сигналов. Характеристики распознавания некоррелированных портретов. Характеристики распознавания сильно коррелированных портретов. Характеристики различения сигналов.


Раздел 17. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА И МЕТОДИКА ЕЕ РЕШЕНИЯ


Сущность, условия решения и критерий оптимальности задачи измерения параметров сигнала. Классификация измерителей. Уравнение оптимальной оценки, структура оптимального измерителя.


Раздел 18. Дискриминаторы следящих измерителей


Обобщенный оптимальный дискриминатор. Обобщенные квазиоптимальные дискриминаторы. Дискриминационная характеристика.


Раздел 19. ЗАДАЮЩЕЕ И ВОЗМУЩАЮЩЕЕ

ВОЗДЕЙСТВИЕ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ


Эквивалентная спектральная плотность возмущающего воздействия оптимального дискриминатора. Задающее воздействие измерителей.


Раздел 20. Фильтрация и экстраполяция задающих воздействий измерителей


Сущность задач фильтрации и экстраполяции задающих воздействий.

Структура и характеристики фильтров воспроизведения задающих воздействий – фильтров Винера и Калмана. Фильтрация производных и экстраполяция задающего воздействия. Цифровые фильтры воспроизведения задающих воздействий.


Раздел 21. ОШИБКИ ФИЛЬТРАЦИИ И ЭКСТРАПОЛЯЦИИ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА


Флуктуационная ошибка фильтрации параметров сигнала. Динамическая ошибка воспроизведения задающего воздействия. Ошибки фильтрации скорости и ускорения задающего воздействия. Ошибки экстраполяции задающего воздействия.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

1. Расчет пространственных, временных и поляризационных характеристик принятого сигнала.

2. Расчет пространственных, временных и поляризационных характеристик помех.

3. Расчет эффективности когерентной компенсации помех на этапе поляризационной, пространственной и временной обработки.

4. Расчет эффективности когерентного накопления сигнала на этапе поляризационной, пространственной и временной обработки.

5. Расчет отношения сигнал/помеха после когерентной, поляризационной, пространственной и временной обработки.

6. Расчет характеристик обнаружения сигнала.

7. Расчет характеристик распознавания и различения сигналов.

8. Расчет ошибок фильтрации параметров сигнала.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ

Курсовой проект выполняется студентами после изучения дисциплины «Теория радиосистем».

Цель проекта – развитие навыков в 9-м семестре практического проектирования различных вариантов радиосистем (радиолокационных, радионавигационных, систем радиоуправления и передачи информации). Студенты должны самостоятельно осуществлять энергетический расчет радиосистем, оценивать их эффективность, производить структурный синтез, составлять и обосновывать функциональную схему системы.

Примерные темы курсовых проектов:

1. Радиосистема передачи цифровой информации с когерентной обработкой сигнала.
   
2. Радиосистема передачи цифровой информации с некогерентной обработкой сигнала.
   
3. Радиосистема передачи информации с шумоподобными сигналами.
   
4. Проектирование совмещенной радиотехнической системы.
   
5. Разработка редкоимпульсной РЛС обзора с пространственно-временной защитой.
   
6. Разработка импульсной РЛС обзора с поляризационной защитой.
   
7. Разработка РЛС обзора с монохроматическим излучением.
   
8. Проектирование дальномерных систем радионавигации.
   
9. Проектирование разностно-дальномерных систем радионавигации.
   
10. Проектирование аппаратуры потребителя спутниковых радионавигационных систем.
    
11. Проектирование систем самонаведения.
    
12. Проектирование систем автономного управления.
    
13. Проектирование систем телерадиоуправления.
    
14. Проектирование компьютерных сетей радиоуправления.