Государственный научный центр Российской Федерации
АО «КОНЦЕРН «ЦНИИ «ЭЛЕКТРОПРИБОР»

О предприятии
Продукция
Испытательный центр
Метрологическая служба
Конференции
Публикации
Новости сайта
Веб-ресурсы



Г.С. Малышкин.
Оптимальные и адаптивные методы обработки гидроакустических сигналов. Т. 1. Оптимальные методы

УДК 681.88
СПб.: ОАО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор", 2009.- 400 с.

© ОАО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор", 2009
© Г.С. Малышкин, 2009

ISBN 978-5-900780-90-0.


Настоящая книга содержит широкий круг взаимосвязанных вопросов, относящихся к методам анализа и синтеза современных гидроакустических средств.
В основу книги легли лекции, которые были прочитаны автором (1985-1991 гг.) в Институте повышения квалификации специалистов Минсудпрома и в организациях промышленности.
В целом материал первого тома построен на рассмотрении оптимальных методов обработки при известных корреляционных матрицах сигналов и помех и является вводным для изучения интенсивно развивающегося направления адаптивной обработки гидроакустических сигналов, позволяющего повысить надежность и точность оценки окружающей обстановки с помощью гидроакустических средств.
Вопросы адаптивной обработки будут рассматриваться во втором томе, содержание которого приведено в Приложении 3 настоящего издания.
Книга может быть полезна специалистам различного профиля, разрабатывающим гидроакустические средства, а также студентам старших курсов и аспирантам, занимающимся вопросами первичной обработки сигналов.
Специалисты в области акустики смогут оценить возможности оптимальной и адаптивной обработки, а специалисты в области цифровой техники понять связь алгоритмов обработки гидроакустической информации с физическими условиями формирования сигналов и с задачами, решаемыми гидроакустическими средствами.
 
Библиогр.: 58 назв., 1 табл., 112 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение7
ГЛАВА 1. Теоретические основы описания и типовые модели частично-когерентных гидроакустических сигналов и полей11
1.1. Краткие сведения из теории описания случайных сигналов11
1.1.1. Спектральное описание вещественных
и комплексных сигналов14
1.1.2. Автокорреляционные и взаимно корреляционные функции вещественных и комплексных случайных сигналов19
1.1.3. Линейные преобразования случайных сигналов27
1.2. Общие соотношения, определяющие пространственно-временную корреляцию полей, воздействующих на элементы антенной решетки30
1.2.1. Корреляционные характеристики полей распределенных помех32
1.2.2. Примеры моделей частично-когерентных гидроакустических полей42
1.2.3. Статистические характеристики разности фаз случайных колебаний60
1.3. Частотно-волновое описание случайных полей69
1.3.1. Примеры ЧВСПМ гидроакустических полей79
Контрольные вопросы 86
ГЛАВА 2. Физические факторы, определяющие модели гидроакустических сигналов в морской среде91
2.1. Элементы физических основ распространения звука в океане 91
2.1.1. Преломление звука в среде91
2.1.2. Отражение звука от границ раздела среды106
2.1.3. Аномалия распространения звука и расчет дальности действия гидроакустических средств в слоисто-неоднородной среде110
2.1.4. Типовые гидроакустические условия при распространении звука в океане115
2.1.5. Когерентная и случайная компоненты переизлученного звукового поля119
2.2. Модель гидроакустических сигналов локальных источников в детерминированной среде с учетом взаимного движения источника и приемника123
2.2.1. Многолучевая модель сигнала125
2.2.2. Парциальные передаточные функции среды125
2.2.3. Модель передаточной функции среды для условий многолучевого распространения135
2.2.4. Взаимная спектральная плотность мощности сигналов локального источника138
2.3. Амплитудно-временная структура эхосигнала от простого и сложного протяженных отражателей в условиях многолучевого распространения142
2.3.1. Энергетические характеристики. Пространственная и временная структура эхосигнала143
2.3.2. Спектр суммарного сигнала148
2.3.3. Частотная и угловая характеристики отражения многоэлементной цели151
2.3.4. Частотная характеристика цели в условиях многолучевого распространения155
2.4. Влияние неоднородностей и нестабильностей среды на характеристики звукового поля157
2.4.1. Передаточная функция случайно-неоднородной среды157
2.4.2. Функция когерентности и функция рассеяния случайно-неоднородной среды159
2.4.3. Примеры передаточной функции случайно-неоднородной среды163
2.4.4. Влияние временной и частотной корреляции флюктуаций канала на характеристики сигналов, прошедших случайно-неоднородную среду167
2.4.5. Пространственная когерентность поля источника звука в случайно-неоднородной среде170
2.5. Преобразование акустических полей в антенных решетках174
2.5.1. Пространственная фильтрация акустического поля174
2.5.2. Расчет характеристики направленности цилиндрической антенны180
2.6. Спектральные отсчеты в элементах антенны и их свойства185
2.6.1. Корреляционные матрицы спектральных отсчетов сигналов и помех185
2.6.2. Описание основных характеристик антенн на основе теории матриц193
2.6.3. Многомерная плотность вероятностей комплексных гауссовских случайных отсчетов197
Контрольные вопросы200
ГЛАВА 3. Оптимальное обнаружение и измерение параметров гидроакустических сигналов205
3.1. Общие вопросы методологии оптимального обнаружения сигналов206
3.1.1. Критерии принятия решения об обнаружении сигнала (простые гипотезы)206
3.1.2. Элементарная теория измерения параметров сигналов215
3.1.3. Обнаружение сигналов. Сложные гипотезы220
3.1.4. Общая задача обнаружения гауссовских сигналов231
3.2. Оптимальное обнаружение сигналов, воспринимаемых антенной решеткой240
3.2.1. Оптимальный приемник, вычисляющий отношение правдоподобия240
3.2.2. Оптимальный приемник, минимизирующий искажения сигнала249
3.2.3 Оптимальная пространственная фильтрация при наличии в поле помех сигналов локальных источников звука254
3.2.4 Оптимальная обработка в условиях многолучевого распространения259
3.2.5. Оптимальное обнаружение эхосигналов на основе обобщенного отношения правдоподобия265
3.3. Оптимальное измерение параметров пространственно-временных гидроакустических сигналов272
3.3.1. Общие вопросы методологии многомерных измерений пространственно-временных сигналов272
3.3.2. Оптимальное измерение угловых координат локальных источников звука283
3.3.3. Оптимальное измерение спектральных характеристик сигналов локальных источников звука296
3.3.4. Оптимальное измерение угловых координат и относительного времени запаздывания сигналов взаимно-когерентных лучей от локальных источников298
3.3.5. Оптимальное обнаружение и измерение параметров сигналов на основе выборочных оценок корреляционной матрицы299
Контрольные вопросы 302
ГЛАВА 4. Элементы цифровой обработки и частотно-волновая интерпретация оптимального приема сигналов308
4.1. Элементы цифровой обработки сигналов308
4.1.1. Дискретизация сигналов, спектральные отсчеты сигналов при временном спектральном анализе309
4.1.2. Дискретное преобразование Фурье по пространству321
4.1.3. Быстрое преобразование Фурье328
4.2. Частотно-волновая интерпретация теории оптимального обнаружения и измерения параметров сигналов338
4.2.1. Оптимальное обнаружение и пространственная фильтрация сигналов в частотно-волновой интерпретации338
4.2.2. Оптимальное измерение параметров в частотно-волновой интерпретации.348
4.2.3. Оптимальное обнаружение и измерение угловых координат рассеянных сигналов.350
Контрольные вопросы355
Заключение359
Литература361
Приложения
Приложение 1
            Краткие сведения из теории матриц365
Приложение 2
            Задачи с применением матричных вычислений375
Приложение 3
            Содержание тома 2387
Предметный указатель391
Наверх
• Вчера и сегодня ЦНИИ
• Музей
• Учредительные документы
• Банковские реквизиты
• Аффилированные лица
• Структура концерна
• Иная информация
• Положение о закупках
• План закупок
• Извещения о закупках
• Закупки у субъектов малого и среднего предпринимательства
• Отчеты о закупках
• Общественный совет по развитию закупок
• Нормативы закупок
• Адреса для направления жалоб и обращений в сфере закупок
• Архив
• Объявления о защите диссертаций
• Дата и место защиты
• Авторефераты
• Конкурс на замещение должностей научных работников
• Конкурс на замещение профессорско-преподавательских должностей
• Аттестация научных работников
• Подписные издания на 2014 г.
• Подписные издания на 2013 г.
• Подписные издания на 2012 г.
• Подписные издания на 2011 г.
• Подписные издания на 2010 г.
• Подписные издания на 2009 г.
• Подписные издания на 2008 г.
• Бланк-заказ
• 2013-2015
• Электронные издания
• Как купить
• Информация для связи
Информация о журнале
Редакционная коллегия
Правила оформления статей
• на основе волоконно-оптических гироскопов
• на основе микромеханических гироскопов
• Судовые измерители скорости и глубины
• Магнитные компасы
• Комплекс связи Дистанция-Э
• Интегрированный комплекс внутрикорабельной связи и трансляции П-409
• Всплывающее (выпускное) буксируемое антенное устройство К-697Э
• Аппаратура безбатарейной связи БТС
• Корабельная автоматическая цифровая телефонная станция П-443Э
• Всплывающие информационные устройства для подводных лодок
• Мобильный гравиметр "Чекан-АМ"
• Универсальная забойная телеметрическая система УЗТС-90
• Микромеханический гироскоп ММГ-2
• Микромеханический гироскоп ММГ-ЭПТРОН
• Многоканальные системы измерения микроускорений "Синус"
• Автономная система определения ориентации низкоорбитальных КА