Обобщенный оптимальный дискриминатор
Согласно уравнению оптимальной оценки сигнал ошибки на выходе оптимального дискриминатора, несущий информация о величине и знаке рассогласования, должен вычисляться (формироваться) как производная от отношения правдоподобия (или его логарифма) по измеряемому параметру. Учитывая, что с точки зрения зависимости от измеряемого параметра a логарифм отношения правдоподобия и квадрат модуля обобщенного корреляционного интеграла S(t, a) эквивалентны, дискриминатор сигнала ошибки можно представить устройством, вычисляющим производную от квадрата модуля обобщенного корреляционного интеграла по измеряемому параметру:
,
где
,
– импульсная характеристика узкополосного фильтра (радиоинтегратора) на некоторой промежуточной частоте,
– опорный сигнал, смещенный относительно частоты принятого на величину промежуточной частоты;
f(t) = m(t) + n(t) - принятый сигнал.
Все многообразие схем дискриминаторов сигнала ошибки измерителей дальности, скорости, наклона и кривизны волнового фронта и других параметров (сумма и разность времен запаздывания, сумма и разность доплеровских сдвигов частоты) может быть сведено к трем обобщенным схемам:
- оптимального дискриминатора;
- квазиоптимального дискриминатора с двумя взаимно расстроенными каналами, суммарно-разностной обработкой и перемножением;
- квазиоптимального дискриминатора с двумя взаимно расстроенными каналами и вычитанием.
Сигнал ошибки на выходе оптимального дискриминатора можно представить в виде скалярного произведения обобщенного корреляционного интеграла и его производной по измеряемому параметру;
,
где S’(t,a) – производная обобщенного корреляционного интеграла по измеряемому параметру.
Таким образом, обобщенный оптимальный дискриминатор состоит из двух каналов (рис. 16.1). На выходе первого канала формируется колебание, комплексная амплитуда которого определяется обобщенным корреляционным интегралом (по существу это схема обработки оптимального обнаружителя). На выходе второго канала формируется колебание, комплексная амплитуда которого определяется производной обобщенного корреляционного интеграла по измеряемому параметру. Для этого в этом канале в качестве опорного используем сигнал, закон модуляции которого определяется производной от закона модуляции опорного сигнала первого канала по измеряемому параметру. Скалярное перемножение колебаний, формируемых на выходе двух каналов оптимального дискриминатора, осуществляется с помощью фазового детектора.
Сигнал ошибки, несущий информация о величине и знаке рас согласования, поступает на формирующий фильтр, на выходе которого формируется управляющее воздействие, пропорциональное измеренному значению параметра a. Под влиянием управлявшего воздействия формируются опорные сигналы Uг(t,a) и Uг’(t,a), поступающие на входы двух каналов оптимального дискриминатора, тем самым в следящем измерителе замыкается отрицательная обратная связь, благодаря чему в установившемся режиме минимизируется рассогласование Daи, т.е. ошибка измерения.