Вопрос. Каково назначение ПЗУ ВСК в блоке цифрового гетеродина в схеме цифрового процессора сигналов?

ПЗУ ВСК - это Постоянное Запоминающее Устройство системы ВСтроенного Контроля. Объем ПЗУ - 4096 32-разрядных слов. В нем хранится эталонный массив отсчетов входного сигнала, результаты обработки которого цифровым процессором записаны в памяти системы встроенного контроля. В режиме контроля работоспособности процессора фактические результаты обработки эталонной последовательности сравниваются ранее записанными.

Вопрос. Почему устройство сжатия производит сжатие фазоманипулированного сигнала только в режиме воздух-поверхность?

Фазовая манипуляция зондирующего сигнала применяется только в режиме работы РЛС "воздух-поверхность" с целью увеличения разрешающей способности по дальности до 10...15 м. В этом режиме изначально обеспечивается однозначность измерения дальности до любой точки поверхности. В режиме "воздух-воздух", когда используется высокая и средняя частоты зондирования, практически невозможно устранить неоднозначность по дальности с такой точностью. Поэтому увеличение разрешающей способности и точности измерения дальности теряет смысл. К тому же производительность процессора не позволяет выполнять полный спектральный анализ принимаемых сигналов в существенно большем числе дальномерных каналов, чем это реализовано в данной РЛС (2 - в режиме ВЧП и 29...52 - в режиме СЧП).

Вопрос. Какие частотно-временные каналы считаются "пораженными помехой" и как они определяются с помощью компенсационного канала?

Во всех режимах работы станции БЦВМ задает параметры модуляции зондирующих сигналов и алгоритмы обработки принятых сигналов с периодом равным длительности управляющего такта - 10.24 мс. В режиме средней частоты повторения обработке сигналов, принятых основной антенной РЛС, в каждом управляющем такте предшествует обработка сигналов, принятых компенсационной антенной с широкой диаграммой направленности. Уровень сигнала компенсационной антенны на выходе каждого частотно-временного канала запоминается на время такта, а затем сравнивается с уровнем сигнала в соответствующем частотно-временном канале после обработки сигналов, принятых основной антенной. Поскольку коэффициент усиления компенсационной антенны по всем направлениям выше уровня боковых лепестков основной антенны, то превышение компенсационным сигналом основного сигнала, взятого с определенным весовым коэффициентом, свидетельствует о значительной величине помехи в этом канале. Этот канал считается "пораженным помехой" и исключается из последующей пороговой обработки, то есть сигнал на его выходе уже не сравнивается с порогом обнаружения.

Вопрос. Что нужно знать про вторичную обработку радиолокационной информации (последние 3 вопроса из списка)?

Основные положения, формулы и структурные схемы, относящиеся к вторичной обработке и необходимые для сдачи экзамена приведены в раздаточном материале.
Привожу перечень вопросов, на которые необходимо знать ответы по этому разделу курса. Обратите внимание на характер вопросов. В Ваших ответах на подобные вопросы, касающиеся двух вопросов каждого экзаменационного билета, и будет состоять сдача экзамена.

1. Какие задачи решаются на этапе вторичной обработки, почему их нельзя решить в рамках первичной обработки (за один обзор)?
2. Что такое "отметка" цели?
3. Почему совместная обработка результатов наблюдений за несколько обзоров позволяет уточнить оценки координат движущейся цели в точках, где эти оценки были получены непосредственным измерением, то есть первоначально измеренные координаты, ведь никаких новых измерений на этапе вторичной обработки не осуществляется?
4. Поясните структурную схему и логическую последовательность выполнения алгоритмов вторичной обработки.
5. Назовите основные модели движения целей, используемые в алгоритмах вторичной обработки. Какие из них наиболее адекватны движению реальных воздушных целей?
6. Как и для чего осуществляется стробирование отметок?
7. Как определяется форма пространственных стробов, их размеры и положение?
8. Что дает возможность исключить из рассмотрения отметки, не попавшие ни в один из стробов?
9. Что представляет собой вектор наблюдений траектории, аналогичный вектору отсчетов бинарно квантованного сигнала в задачах обнаружения сигналов?
10. Какие критерии оптимальности используются при синтезе алгоритмов автозахвата
(обнаружения) траекторий?
11. Что представляет собой оптимальный по критерию макс. правдоподобия алгоритм автозахвата траектории и как он реализуется?
12. Что представляет собой оптимальный по критерию Вальда алгоритм автозахвата траектории и как он реализуется?
13. Какие Вы знаете неоптимальные (эвристические) алгоритмы автозахвата траекторий?
14. Как найти вероятности появления хотя бы одной отметки в стробе при отсутствии и при наличии цели в этом стробе? Вероятности правильного обнаружения, ложной тревоги и число элементов разрешения в стробе известны.
15. Как найти вероятности отсутствия отметок в стробе при тех же условиях (см. предыдущий вопрос)?
16. Что такое плоскость случайных блужданий, и как с ее помощью найти вероятность правильного и ложного захвата траектории?
17. Как строится граф автомата, реализующего заданный критерий автозахвата (k из n при завязке L единиц подряд)? Какие состояния этого автомата являются поглощающими?
18. Как записать матрицу переходных вероятностей из одного состояния автомата захвата в другое, что есть вектор начальных вероятностей? Как с их помощью вычислить вероятность автозахвата и сброса траектории?
19. Какой смысл имеют условные и безусловная вероятности автозахвата траектории?
20. Как найти среднее время автозахвата (среднее число периодов обзора, требуемых для вынесения решения об обнаружении траектории)? От чего оно зависит?
21. В чем различие терминов "фильтрация", "сглаживание", "экстраполяция", "интерполяция"?
22. Какие критерии оптимальности фильтрации (сглаживания) используются при синтезе
алгоритмов вторичной обработки и как они формулируются?
23. К какому алгоритму сглаживания траекторий приводит использование критерия максимального правдоподобия?
24. Как получить оценки максимального правдоподобия параметров движения цели и оценку координаты в произвольный момент времени?
25. В чем достоинства и недостатки алгоритмов скользящего сглаживания?
25. К какому алгоритму сглаживания траекторий приводит использование критерия минимума СКО?
26. Что представляет собой фильтр Калмана для фильтрации координат неподвижной цели?
27. Как меняется форма АЧХ фильтра Калмана от отсчета к отсчету фильтруемого процесса и реакция фильтра на случайные колебания этого процесса?
28. Что представляет собой фильтр Калмана для фильтрации координат цели, движущейся равномерно и прямолинейно?
29. Поясните последовательность получения сглаженных и экстраполированных оценок параметров движения в системе уравнений, описывающих фильтр Калмана 2-го порядка.
30. Что такое фильтр Калмана векторного процесса? К какому типу фильтров (радиотехнических цепей) он относится?
31. В чем достоинства и недостатки алгоритмов последовательного сглаживания?
32. Как в наиболее общем случае описывается модель движения цели и ее искажения?
33. Поясните смысл уравнений, которыми описывается фильтр Калмана векторного процесса и порядок их решения.
34. Какой смысл имеют матрицы экстраполяции Ф и пересчета параметров Н в уравнениях модели движения и фильтра Калмана?
35. Какой смысл имеет матричный коэффициент передачи невязки (ошибки экстраполяции) К, и от чего он зависит?
35. Поясните принцип работы фильтра Калмана по структурной схеме.
35. Как ведет себя динамическая ошибка на выходе фильтра Калмана, если его порядок и порядок модели движения цели совпадают?
36. Что такое фильтр с эффективной конечной памятью? В чем его преимущества перед фильтром Калмана соответствующего порядка?

Для быстрого ознакомления с темой рекомендую последнюю методичку из перечня литературы

Вопрос. Расшифруйте обозначения на структурной схеме алгоритмов вторичной обработки в раздаточном материале.

На структурной схеме алгоритмов, приведенной в раздаточном материале, использованы обозначения:
РЛПр - радиолокационный приемник,
УПО - устройство первичной обработки,
БП - буферная память,
БлСтр - блок стробирования,
БСО - блок селекции отметок,
БЭ - блок экстраполяции,
БС - блок сглаживания,
БВК - блок вычисления координат,
БОМ - блок обнаружения маневра,
БОиС Тр - блок обнаружения и сброса траектории.

Вопросы
— Каково назначение двух каналов обработки информации в схеме "Копья-21И"?
— Зачем щелевая антенная решетка разбита на четыре части?

Нижний (по схеме) приемный канал БРЛС во всех режимах работы станции усиливает, преобразовывает и фильтрует суммарный сигнал с выхода суммарно-разностного преобразователя (сумматора) антенной решетки. Этот сигнал используется для обнаружения целей, измерения их дальностей и получения изображения земной поверхности. В режиме непрерывной пеленгации, когда антенна следит за целью по угловым координатам, этот сигнал применяется также для нормировки разностных сигналов. Верхний канал используется для поочередного обслуживания разностных каналов азимута, наклона, т.е. угла места, и компенсационного канала. Разностные сигналы азимута и наклона формируются четырьмя подрешетками, на которые разбита антенная решетка станции. Подрешетки формируют парциальные диаграммы направленности, разностные сигналы которых по азимуту и углу места поступают на коммутатор Компенсационный-Азимут-Наклон (КАН). Принцип формирования разностных сигналов смотрите на рис. 5.45 [Бакулев, Сосновский, 1994] или тот же рис.11.23 [Бакулев, 2004].

Вопрос. Напомните, пожалуйста, расшифровку блоков и аббревиатур:
КАЭ, КАН, ЗУ, МУ, З, МПИ, Кс, ПЧ?

На схеме БРЛС КАЭ - Коммутатор Антенна-Эквивалент, Э - эквивалент антенны, подключаемый к выходу передатчика вместо антенной решетки в режиме контроля, чтобы избежать излучения в пространство. - ЗУ - Защитное Устройство (два разрядника и диодный ограничитель), обеспечивающее ослабление прямого сигнала передатчика, просачивающегося в приемные каналы в момент излучения, до уровня не выше 50 мВт, - МУ - Малошумящий Усилитель (общий Кш приемника составляет 4 дБ), - МПИ - шина Межблочного магистрального Параллельного Интерфейса - информационной магистрали данных и команд, связывающей все блоки БРЛС с бортовой ЦВМ 1Ц-175, - Кс - Контрольный сигнал, используемый для проверки высокочастотных трактов приемника, - ПЧ - фильтр сигнала 2-й Промежуточной Частоты fпр = 84 МГц, формируемого преобразователем частоты из опорного сигнала fоп = 56 Мгц по алгоритму fпр = 3(fоп/2). Частота этого сигнала в отличие от частоты второго гетеродина fг2, которая постоянна, перестраивается в пределах доплеровского диапазона частот по команде БЦВМ под максимум спектра отражений от земли, принимаемых антенной компенсационного канала. Перенос максимума спектра мешающих отражений на нулевую частоту, осуществляемый синхронными детекторами (СД), уменьшает влияние помех от земли.