Основы распознавания объектов и сред . Отношение сигнал / помеха

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про распознавания объектов, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое распознавания объектов , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Радиотехнические системы.

Как было показано выше (см Вклад информативных признаков ), вклад распознающих признаков зависит как от мощности самих признаков, так и от отношения сигнал / помеха. Это должно быть понятно.

Даже при большой мощности признаков возможности распознавания не могут быть реализованы, если не обеспечено требуемое отношение сигнал / помеха. На рис. 8. изображены некоторые варианты областей признаков для отношений сигнал / помеха 1 и 0,1 при равновесных признаках цели и помехи. Там проиллюстрировано, насколько важно отношение сигнал / помеха. Даже при равновесном значении мощности признаков цели и помехи, суммарный вклад признаков (приращение) для распознавания становиться незначительным, если отношение сигнал / помеха невелико.

 В свою очередь отношение сигнал / помеха определяется разрешающей способностью РЛС по дальности и  направлению. На рис.2 показан принцип

Формирования отношения сигнал / пассивная помеха.

                Рис.9. Формирование отношения сигнал / помеха.       

    ( с – скорость света, S_p – элемент разрешения РЛС, R – расстояние до цели, Q_a –   ширина луча антенны, t_и  -эквивалентная длительность импульса)      

 На рис. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . 9. дана схема формирования отношения сигнал / пассивная помеха

при локации наземной цели с эффективной поверхностью рассеяния s_ц [м²], стоящей на фоне некоторой подстилающей поверхности с удельной эффективной поверхностью рассеянияg_п [м²/м²]_.   Отношение сигнал / помеха р_ц / р_п несложно подсчитать, если известны исходные данные.

                                            р_ц / р_п » s_ц / g_п[RQ_a ct_и /2]                      (16)       

На рис. 10. изображены кривые потерь информативных признаков цели на фоне различных подстилающих поверхностей.  Взята «традиционная» длительность зондирующего сигнала радара t_и = 0,33 мкс. Это эквивалентно длительности сжатого импульса для РЛС со сложным сигналом, или автокорреляционной функции канала корреляционной обработки. То же можно получить причастотном прокачивании несущей в пределах 4МГц.

    Рис.10. Графики потерь информативных признаков сигналов

На рисунке даны по две кривые на каждый вариант 1, 2 и 6-и градусной ширины ДНА антенны. Верхняя кривая соответствует «легкой» подстилающей поверхности (луг с мелкой травой, пашня мелкой вспашки с удельной поверхностью рассеяния 10^-3м²/м²). Нижняя кривая для подстилающей поверхности «средней тяжести» (10^-2 м²/м²).

 В расчетной модели считалось, что если отношение сигнал / помеха больше единицы, то потерь информативности нет. При этом не учитывались такие возможные усложнения ситуаций, как применение потенциальным противником поглощающих красок, накидок, а так же демаскирующих приемов, таких как установка на объекте устройств, имитирующих расти тельность.

 Анализируя графики можно отметить значительное падение информативности сигнала на относительно больших  для наземных РЛС дальностях, что может привести к физической невозможности распознавания.

 Снизить потери признаков можно существенным сужением ДНА. Однако, при лимите геометрических размеров антенн, остается один путь – применение мм диапазона волн, что не всегда удобно из-за потерь сигнала на больших дальностях, недостаточно высоких КПД СВЧ приборов и трактов.

 Другой возможностью снижения потерь информативности может быть расширение эффективного спектра сигнала до 10-30 МГц за счет укорочения сжатого импульса, или частотной прокачки несущей и специальной обработки отраженного сигнала. Однако,для поиска рационального решения требуются ресурсы и время.

Выводы:

1. Информативные признаки в сигнале, отраженном от реальной цели, могут теряться за счет влияния подстилающей поверхности. Уровень потерь даже при линейной обработке может быть такой, что распознавание станет невозможным.

2. При габаритных ограничениях антенны, снижение информативных потерь может осуществляться как за счет использования мм диапазона волн (на дальностях до 10 км), так и за счет эквивалентного расширения ширины спектра зондирующего сигнала.

Статью про распознавания объектов я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развитие теории и практики, ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты. Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое распознавания объектов и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Радиотехнические системы