автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Повышение помехоустойчивости приемных устройств на основе амплитудно-фазового и амплитудно-частотного преобразования смеси сигнала и шума

На правах рукописи

ИЛЬИН АЛЕКСАНДР ГЕРМАНОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ НА ОСНОВЕ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОГО И АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СМЕСИ СИГНАЛА И ШУМА

Специальность 05.12.13 - «Системы, сети и устройства телекоммуникаций»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Казань-2005

Работа вполнена в Казанском государственном техническом университете им. A.M. Туполева.

Научный консультант; Д.т.н., профессор Воронов Виктор Иванович

Официальные оппоненты;

доктор физико-математических наук,

профессор

доктор физико-математических наук, профессор

Самохвалов Игнатий Викторович

Надеев Адель Фирадович

доктор технических наук,

профессор

Белавин Владимир Алексеевич

Ведущая организация: ФГУП ФНПЦ «Радиоэлектроника» имени В.И.Шимко

заседания ученого совета на заседании диссертационного совета Д212.079.03 при Казанском государственном техническом университете им. А. Н. Туполева по адресу: 420111, г. Казань, ул. К.Маркса, 10..

С диссертацией можно ознакомится в Научной библиотеке при Казанском государственном техническом университете им. А. Н. Туполева.

Автореферат разослан_2005 г.

Защита состоится « ¿SSSsfJl 2005 года в

в зале

Ученый секретарь диссер

К.т.н., профессор

Г.И.Щербаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Степень совершенства телекоммуникационных, радиотехнических, и оптоэлектронных систем в значительной мере определяется чувствительностью и помехоустойчивостью приемных устройств, входящих в состав этих систем. Повышение чувствительности и помехоустойчивости в значительной степени определяют требования по необходимой мощности передающего устройства. Следует отметить, что рост чувствительности современных приемных устройств в значительной степени определяется современной элементной базой, применяемой при их создании. Однако это направление повышения чувствительности и помехоустойчивости практически исчерпало свои возможности и поэтому ожидать значительного улучшения чувствительности приемных устройств в ближайшее время вряд ли возможно.

Второе направление улучшения чувствительности и помехоустойчивости связано с разработкой новых принципов приема сигналов на фоне помех. Основы теории оптимальных методов приема были заложены в фундаментальной работе академика В.А. Котельникова « Теория потенциальной помехоустойчивости приема при флуктуационных помехах». На базе этой работы в дальнейшем сформировалось мощное направление статистических методов приема сигналов на фоне шумов. Значительный вклад в развитие статистических методов приема сигналов внесли как зарубежные (Вудворд Ф.М., Миддлтон Д., Давенпорт В.Б., Слепян Д. , Хелстром К.), так и отечественные ученые. Среди отечественных ученых, внесших значительный вклад в развитие теории оптимальных методов приема сигналов на фоне шумов, следует отметить Большакова И.А., Вайнштейна Л.А., Зубакова В.Д., Гуткина Л.С., Левина Б.Р., Лезина Ю.С., Надеева А.Ф., Репина В.Г., Стратоновича Р.Л., Сифорова В.И., Сосулина Ю.Г., Сафиуллина Н.З., Тартаковского Г.П., Тихонова В.И , Фальковича С.Е., Харкевича А.А., Чабдарова Ш.М., Ширмана Я.Д. и других. Теория помехоустойчивости в настоящее время разработана достаточно полно. Если первые работы в этой области базировались на методах линейной фильтрации смеси сигнала и шума, то последующее успехи связаны с интенсивным развитием методов нелинейной фильтрации смеси сигнал и шума. Большой интерес к теории нелинейной фильтрации объясняется в первую очередь тем, что эта теория

находит свое применение в тех практически важных случаях, когда не требуется предположение о нормальном характере сигнала и шума.

Нелинейные методы обработки при приеме слабых сигналов всегда привлекали внимание большого числа исследователей. Таким образом, теория оптимальной нелинейной фильтрации хорошо разработана в работах Стратоновича Р.Л., Тихонова В.И., Сосулина Ю.Г. и др. для практически важных случаев. Дальнейшее развитие теории нелинейной фильтрации нашло свое отражение в работах Репина В.Г. и Большакова И.А., Сосулина Ю.Г..

Существует несколько подходов к нелинейной оптимальной фильтрации. Можно заранее ограничится некоторым классом нелинейных преобразований и искать преобразование, наилучшее в этом классе. При этом получается трудно решаемые уравнения и остается неясным, насколько оптимальное преобразование в данном классе близко к преобразованию, которое находится без указанных ограничений. При других подходах не вводится ограничение на класс преобразования, но используются марковские свойства рассматриваемых процессов или условия высокой апостериорной точности, позволяющей применять гауссову аппроксимацию многомерного апостериорного распределения и (на определенном этапе) линейные методы. При этом результирующее оптимальное преобразование оказывается состоящим из последовательности нелинейного и линейного преобразования.

Другие эффективные методы отыскания оптимальных преобразований основаны на применении теории условных марковских процессов, разработанной Стратоновичем Р.Л. для решения задач нелинейной фильтрации В частности разработанная им теория охватывает тот простой, но практически важный случай, когда принятое колебание e(t) является суммой сигнала и белого шума, а сигнал и его параметры представляют собой марковские случайные процессы. Подробный вывод уравнений нелинейной фильтрации применительно к этому случаю приводится и в работе Тихонова В.И..

Практическая реализация, как указывают многие авторы приведенных работ по нелинейной фильтрации, представляют значительные трудности и поэтому эти методы не нашли широкого применения на практике.

Однако на практике получили распространения ряд удачных, но более простых в реализации устройств, дающие близкие результаты по улучшению помехоустойчивости, вытекающие из теории нелинейной фильтрации. Среди этих устройств в первую очередь следует отметить схему ШОУ (широкая полоса- ограничитель амплитуд- узкополосный фильтр) и схемы с

применением подавителя Лэмба. Указанные устройств просты в реализации и весьма эффективны при выделении радиосигналов на фоне импульсных помех.

Существующая теория оптимальных методов приема узкополосных сигналов удовлетворительно работает при больших отношениях сигнал шум. Обычно отношение сигнал шум, которое необходимо обеспечить на выходе системы, соответствует величине более 10. При этом пороговые значения сигналов определяются относительно уровня собственных шумов приемного устройства. Наличие других видов помех приводит к необходимости увеличения интенсивности сигнала на входе системы за счет увеличения мощности передатчика. Работа в этом режиме характеризуется реальной чувствительностью приемного устройства с учетом уровня помех. Реальная чувствительность ниже пороговой чувствительности приемного устройства, определяемой лишь уровнем его собственных шумов. В настоящее время основным способом повышения пороговой чувствительности является уменьшение собственных шумов системы за счет применения малошумящих активных элементов, малошумящих способов усиления и глубокое охлаждения первых каскадов усиления приемных устройств. До сих пор не нашли должного отражения -в научной печати возможность повышения чувствительности и помехоустойчивости, связанная с реализацией положений теоремы Слепяна. Вопрос о повышении пороговой чувствительности за счет обработки смеси сигнала и шума с использованием основных положений указанной теоремы остается неизученным. В известной нам литературе не приводятся какие-либо алгоритмы обработки смеси сигнала и шума с целью повышения пороговой чувствительности, базирующиеся на теореме Слепяна. Предпосылкой того, что указанные алгоритмы обработки смеси сигнала и шума существуют, являются исследования помехоустойчивости органов, обеспечивающих связь живых существ с окружающим их миром, проведенные радиоспециалистами. В работе М. Гаазе-Раппопорта «Автоматы и живые организмы» указывается, что биологические системы обладают помехоустойчивостью в 10-100 раз превышающую помехоустойчивость созданных человеком радиотехнических систем. Известно, при приеме информации телеграфном режиме с помощью азбуки Морзе радиотелеграфист способен принимать сигналы, когда мощность сигнала в 16 раз меньше мощности шумов. Таким образом, важной научно-технической проблемой является поиск методов и алгоритмов обработки смеси сигнала и шума существенно повышающих чувствительность и

помехоустойчивость приемных устройств телекоммуникационных, радиотехнических и оптико-электронных систем.

Поэтому особый интерес представляют работы, направленные на поиск новых физических явлении, новых способов построения приемных устройств с целью увеличения их чувствительности и помехоустойчивости.

Таким образом, является актуальным поиск методов и алгоритмов обработки шума и смеси сигнала и шума с целью обеспечения более высокой помехоустойчивости приемных устройств.

Цель и основные задачи диссертационного исследования:

Целью диссертационной работы является поиск и исследование новых методов обработки сигналов для повышения чувствительности и помехоустойчивости приемных устройств телекоммуникационных, радиотехнических и оптоэлектронных систем с гетеродинным приемом сигналов.

Для достижения поставленной цели решались задачи:

1. Анализ существующих подходов к повышению помехоустойчивости и чувствительности приемных устройств телекоммуникационных, радиотехнических и оптико-электронных систем и поиск новых концепций построения алгоритмов обработки смеси сигнала и шума.

2. Выявление информативных признаков различения смеси сигнала и шума и только шума на выходе узкополосного фильтра.

3. Разработка методов построения и алгоритмов работы устройств, обеспечивающих повышение помехоустойчивости при обработке смеси сигнала и шума на выходе квазиоптимального узкополосного фильтра.

4. Влияние технических нестабильностей на условия работы и выходные характеристики устройства обработки смеси сигнала и шума на выходе узкополосного фильтра.

5. Поиск основных методов преобразования смеси сигнала и шума до квазиоптимальной линейной фильтрации с целью обеспечения повышения помехоустойчивости приемного устройства.

6. Исследование возможных схем построения приемных устройств для реализации методов преобразования смеси сигнала и шума на входе квазиоптимального линейного фильтра.

7. Исследование возможности реализации двухкаиальпых систем с изменением коэффициента взаимной корреляции при подачи на их вход смеси сигнала и шума и оценка работоспособности таких систем для повышения их помехоустойчивости.

8. Разработка и внедрение технических средств для повышения помехоустойчивости приемных устройств различного назначения.

Достоверность результатов и выводов диссертационной работы обеспечиваются:

- математической строгостью, которой придерживается автор при получении аналитических решений и разработке алгоритмов численного моделирования, непротиворечивостью полученных результатов и выводов, их согласованием с существующими положениями общепринятой теории;

Использованием математических моделей, адекватно отображающих преобразование сигнала в тракте радиоприемного устройства, и результатами тестирования алгоритмов, которые хорошо согласуются в частных случаях с экспериментальными данными полученными другими исследователями;

- Экспериментальным подтверждением результатов теоретических исследований и использованием полученных данных в практических разработках.

Научная новизна работы:

1. Показано, что для повышения помехоустойчивости приемных устройств необходимо применить амплитудно-фазовое преобразование смеси сигнала и шума на выходе квазиоптимального линейного фильтра и амплитудно-частотное преобразование смеси сигнала и шума на входе квазиоптимального линейного фильтра.

2. Впервые установлено, что узкополосные шумы на выходе узкополосного линейного фильтра по своей структуре соответствуют амплитудно-модулированному сигналу с подавленной несущей. А смесь гармонического сигнала и шума при больших отношениях сигнала к шуму имеет структуру амплитудно-модулированного колебания. Таким образом, шум и смесь сигнала и шума на выходе узкополосного фильтра имеют различия по структуре сигналов. Показана возможность использования структурных различий шума и смеси сигнала и шума для повышения помехоустойчивости приемных устройств.

3. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований показано, что при достижении огибающей узкополосного шума нулевого значения фаза высокочастотного заполнения всегда изменяется на л. При изменении фазы высокочастотного заполнения в момент достижения огибающей узкополосного шума нулевого значения на л структура узкополосиого шума соответствует структуре амплитудно-модулированного колебания. Так как огибающая узкополосного шума при этом не изменяется, то это приводит к расширению спектра выходного сигнала. Изменение спектров узкополосных шумов при коммутации фазы в момент прохождения огибающей через нуль наблюдалось для всех типов узкополосных фильтров.

4. Результаты математического моделирования процессов в узкополосных системах с переключателем фазы высокочастотного заполнения на л при достижении огибающей нулевого значения.

5. Предложен метод повышения помехоустойчивости приемного устройства и метод измерения отношения сигнал/шум в области малых отношений сигнал к шуму (менее 3) за счет изменения структуры смеси сигнал и шума и за счет использования переключателя фазы л.

6. Исследованы вопросы влияния технических нестабильностей на работу системы с коммутатором фазы. Показано, что указанные алгоритмы и устройства могут быть реализованы на современной элементной базе.

7. Показано, что для повышения помехоустойчивости приемных устройств необходимо перед узкополосным квазиоптимальным фильтром применить амплитудно-частотный преобразователь шума и смеси сигнала и шума. В качестве амплитудно-частотного преобразователя целесообразно использовать нелинейный контур с емкостью p-n-перехода или перестраиваемый колебательный контур с обратной связью по амплитуде выходного сигнала.

8. Проведены теоретические исследования прохождения шума через нелинейный контур с емкостью p-n-перехода и амплитудно-частотный преобразователь на базе колебательного контура, охваченного обратной связью по амплитуде выходного сигнала. Показано, что дисперсия шумов на выходе нелинейного контура и амплитудно-частотного преобразователя с цепью обратной связи определяется интенсивностью шумов на входе и избирательными свойствами контуров, на базе которых осуществляется амплитудно-частотное преобразование смеси сигнала и шума. Дисперсии

шумов на выходе рассмотренных преооразователей равны дисперсии шумов на выходе линейного контура с такими же избирательными свойствами. Распределение амплитуд на их выходе подчиняется нормальному закону. Спектр выходного сигнала указанных выше устройств при воздействии широкополосных шумов за счет обратной связи по амплитуде выходного • сигнала несимметричен. Увеличение интенсивности шумов приводит к расширению выходного спектра.

9. На базе теоретических исследований прохождения смеси широкополосного шума и гармонического сигнала через амплитудно-частотный преобразователь показано, что средние частоты спектров процессов на выходе при воздействии на вход только широкополосного шума и смеси сигнала и широкополосного шума не совпадают. Различие в средних частотах спектров увеличивается с ростом величины сигнала. Указанные свойства могут быть использованы при создании систем с повышенной помехоустойчивостью.

Ю.Исследованы взаимнокорреляционные связи выходных процессов амплитудно-частотных преобразователей С различной фазировкой сигналов в цепи обратной связи. Показано, что если оба амплитудно-частотных преобразователя настроены на частоту сигнала, то при отсутствии сигнала коэффициент взаимной корреляции шумов на выходе амплитудно-частотных преобразователей меньше единицы и зависит от величины сигнала. При отношении сигнал/шум больше 2 коэффициент взаимной корреляции шумов на выходе амплитудно-частотных преобразователей близок к нулю. На базе этих исследований разработана двухканальная приемная система, позволившая повысить помехоустойчивость приемного устройства в 2 раза по сравнению с линейным квазиоптимальным приемником.

Практическая значимость диссертационной работы определяется:

1. Предложенными алгоритмами обработки смеси сигнала и шума на базе амплитудно-фазового и амплитудно-частотного преобразований с целью повышения помехоустойчивости приемных систем и новыми устройствами, реализующие указанные алгоритмы обработки смеси сигнала и шума.

2. Результатами исследований влияния технических нестабильностей на работу устройств с переключателем фазы и полученными рекомендациями

по технической реализации устройств с амплитудно-фазовым преобразованием смеси сигнала и шума.

3. Предложенным методом измерения малых отношений сигнал/шум и разработка на его базе измерительной аппаратуры для измерения малых отношений сигнала к шуму.

4. Предложенным методом повышения помехоустойчивости приемных устройств, состоящих из двух параллельно включенных амплитудно-частотных преобразователей на баз колебательных контуров с различными фазировками сигналов управления в цепи обратной связи.

5. Разработкой и внедрением на практике новых устройств и систем с высокой помехоустойчивостью на базе амплитудно-фазового и амплитудно-частотного преобразования смеси сигнала и шума.

Реализация и внедрение результатов исследований

Результаты работы по повышению помехоустойчивости приемных устройств различного назначения внедрены и использовались при выполнении хоздоговорных и бюджетных НИР в ФГУП НПО ГИПО, ФГУП КАПО им. СП. Горбунова, ФГУП ФНПЦ «Радиоэлектроника» имени В.И.Шимко, ЗАО «Радиоприбор», ЦКБ «Фотон». Научно-технические результаты работы использовались при выполнении НИР по 3-м научно-техническим программам по направлению инновационное сотрудничество Минобразования РФ и Минобороны РФ.

Материалы диссертационной работы практически использутся в учебном процессе кафедры Радиоэлектронных и квантовых устройств КГТУ имени А.Н.Туполева при подготовке бакалавров, инженеров и магистров по специальностям 2007 и 2015 направления «Радиотехника».

Личный вклад

Материалы диссертации являются обобщением работ автора по данному направлению, выполненных в период с 1993 по 2004 г., и отражают его личный вклад в решаемую проблему. В целом он состоял в постановке рассмотренных задач, разработке методов исследования, алгоритмов численного моделирования и интерпретации полученных результатов. На всех этапах работы автор являлся ответственным исполнителем НИР. В опубликованных

работах с соавторами, включенных в диссертацию, автор принимал непосредственное участие в постановке задач, разработке методов исследования, теоретических моделей и методов анализа, разработке алгоритмов и математических имитационных моделей, в проведении теоретических расчетов и экспериментов, проводил анализ результатов и их обобщение.

Апробация работы

Основные материалы диссертации докладывались на XII Межреспубликанском симпозиуме по распространению лазерного излучения в атмосфере и водных средах (Томск, 1993 г.), Научно-технической конференции по итогам работы за 1992-1993 г. (Казань, 1994 г.), I Межреспубликанском Симпозиуме «Оптика атмосферы и океана» (Томск, 1994 г), III Всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов (Казань 1994 г.), II Республиканская научная конференция молодых ученых и специалистов (Казань 1996 г.), IV Симпозиуме оптики атмосферы и океана (Томск 1997 г.), Научно-методическая конференция Артиллерийского училища (Казань 1999 г.), VII Международный симпозиум оптики атмосферы и океана (Томск 2000 г.), X Международный симпозиум оптики атмосферы и океана (Томск 2003 г.), 58-й Научной сессии посвященной Дню радио (Москва 2003 г.), XVI Всероссийской межвузовской научно-технической конференции (Казань 2004 г.), а также на ряде региональных, межведомственных, местных совещаниях, и

специализированных семинарах.

Основные положения, выносимые на защиту: 1. Возможность повышения помехоустойчивости приемных устройств за счет использования амплитудно-фазовое преобразование смеси сигнала и шума на выходе квазиоптимального линейного фильтра и амплитудно-частотное преобразование смеси сигнала и шума на входе квазиоптимального линейного фильтра. Результаты исследований структуры узкополосных шумов и ее изменение при воздействии гармонического сигнала с различной амплитудой. Шумы на выходе узкополосного линейного фильтра по своей структуре соответствуют амплитудно-модулированному сигналу с подавленной несущей. А смесь гармонического сигнала и шума при больших отношениях сигнала к шуму имеет структуру амплитудно-

модулированного колебания. Таким образом, шум и смесь сигнала и шума на выходе узко полосного фильтра имеют различия по структуре сигналов. Показана возможность использования структурных различий шума и смеси сигнала и шума для повышения помехоустойчивости приемных устройств.

2. Результаты математического моделирования процессов в узкополосных системах с переключателем фазы высокочастотного заполнения на л при достижении огибающей нулевого значения

3. Показано, что при достижении огибающей узкополосного шума нулевого значения фаза высокочастотного заполнения всегда изменяется на л . При изменении фазы высокочастотного заполнения в момент достижения огибающей узкополосного шума нулевого значения на л структура узкополосного шума изменяется и соответствует структуре амплитудно-модулированного колебания. Так как огибающая узкополосного шума при этом не изменяется, то это приводит к расширению спектра выходного сигнала.

4. Метод повышения помехоустойчивости приемного устройства и метод измерения отношения сигнал/шум в области малых отношений сигнал к шуму (менее 3) за счет изменения структуры смеси сигнал и шума.

5. Результаты исследований влияния технических нестабильностей на работу системы с коммутатором фазы. Подтверждена возможность технической реализации предложенных устройств с переключателем фазы на современной элементной базе.

6. Возможность повышения помехоустойчивости приемных устройств за счет применения амплитудно-частотного преобразователь шума и смеси сигнала и шума, установленного перед узкополосным фильтром. В качестве амплитудно-частотного преобразователя целесообразно использовать нелинейный контур с емкостью p-n-перехода или перестраиваемый колебательный контур с обратной связью по амплитуде выходного сигнала.

7. Результаты исследования прохождения широкополосного нормального шума через амплитудно-частотный преобразователь на базе колебательного контура, охваченного обратной связью по амплитуде выходного сигнала. Показано, что дисперсия шумов на выходе амплитудно-частотного преобразователя определяется интенсивностью шумов на входе и избирательными свойствами контуров, на базе которых осуществляется амплитудно-частотное преобразование смеси сигнала и шума. Дисперсия шумов на выходе рассмотренного амплитудно-частотного преобразователя

равна дисперсии шумов на выходе линейного контура с такими же избирательными свойствами. Распределение амплитуд на их выходе подчиняется нормальному закону. Спектр выходного сигнала указанных выше устройств за счет обратной связи по амплитуде выходного сигнала несимметричен. Увеличение интенсивности шумов приводит к расширению выходного спектра.

8. Результаты исследования прохождения смеси шума и гармонического сигнала через амплитудно-частотный преобразователь на базе колебательного контура, охваченного обратной связью по амплитуде сигнала, показали, что средние частоты спектров сигналов на выходе указанных устройств при воздействии на входе только широкополосного шума и смеси сигнала и широкополосного шума не совпадают. Различие в средних частотах спектров увеличивается с ростом величины сигнала. Указанные свойства могут быть использованы при создании систем с повышенной помехоустойчивостью.

9. Результаты исследования взаимно-корреляционных связей выходных процессов амплитудно-частотных преобразователей с различной фазировкой сигналов в цепи обратной связи. Показано, что если оба амплитудно-частотных преобразователя настроены на частоту сигнала, то при отсутствии сигнала коэффициент взаимной корреляции шумов на выходе амплитудно-частотных преобразователей меньше единицы и зависит от интенсивности шумов. При отношении сигнал/шум больше 2 коэффициент взаимной корреляции шумов на выходе амплитудно-частотных преобразователей при отсутствии сигнала близок к нулю. На базе этих исследований разработана двухканальная приемная система, позволившая повысить помехоустойчивость приемного устройства в 2 раза по сравнению с линейным квазиоптимальным приемником.

Ю.Разработка и результаты внедрения технических средств для повышения помехоустойчивости приемных устройств различного назначения на базе амплитудно-фазового и амплитудно-частотного преобразования смеси сигнала и шума.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложения. Основная часть изложена на -181 страниц текста и

содержит 62 рисунка. Приложение содержит 4 таблицы. Список литературы включает в себя 154 наименования.

Содержание работы

Во введении обоснованы актуальность и новизна исследований, определена цель работы и задачи исследований, приводятся основные положения выносимые на защиту.

В первой главе проводится обзор литературных источников посвященным основным направления повышения помехоустойчивости приемных устройств. Отмечается, что задача оптимального синтеза заключается в определении наилучшего метода или алгоритма обработки, позволяющие по реализации входного воздействия принять решение о представляющих интерес характеристиках входного воздействия, как случайного процесса. Иначе говоря, необходимо отыскать оптимальную систему (алгоритм обработки наблюдаемого входного воздействия) выход которого представлял бы решение или числа, характеризующие неизвестные свойства наблюдаемого явления.

Для построения оптимальной системы приема информации с использованием методов статистической радиотехники необходимо знать параметры системы и статистические характеристики сигнала и шума, а также смеси полезного сигнала и шума. При этом особое внимание уделяется вопросам обнаружения сигналов в условиях недостаточности информации либо о самом сигнале, либо о шуме.

Так рассматриваются вопросы обнаружения гармонического сигнала на фоне стационарной гауссовой помехи с неизвестными параметрами по критерию максимального правдоподобия, сосредоточенного в пространстве случайного сигнала с неизвестной корреляционной матрицей на фоне помехи с неизвестной корреляционной матрицей, детерминированного сигнала при кусочно-стационарных помехах.

Особое внимание уделяется совместному обнаружению и разрешению неизвестного числа сигналов, вероятностным характеристикам суммы произвольного числа случайно модулированных колебаний и коррелированного гауссовского шума. В работе Башина Г.М. рассмотрено многоальтернативное некогерентное обнаружение случайного сигнала на фоне гауссовской помехи с неизвестными характеристиками нестационарности.

Нелинейные методы обработки при приеме слабых сигналов всегда привлекали внимание большого числа исследователей. Так нелинейные методы обработки слабых радиосигналов на фоне стационарных негауссовских помех рассмотрены в ряде работ. Анализу нелинейных преобразований сигналов и помех при использовании спектрально- временного метода посвящена работа Г.И. Тузова и Ю.А. Дергачева.

В последнее время уделяется большое внимание обнаружению сигналов в условиях помех с пространственной неоднородностью и на фоне атмосферных радиопомех, повышению помехоустойчивости гомодинного приема оптического сигнала в атмосфере, приема дискретных сообщений на фоне атмосферных радиопомех.

Различные аспекты приема многопозиционных сигналов при комплексе шумовых и импульсных помех с произвольными флуктуациями рассмотрены в работах Ш.М. Чабдарова, Н.З. Сафиулина, А.Ф. Надеева и их учеников.

Вопросы, повышения помехоустойчивости лидарных систем изложены в работах В.Е.Зуева, И.В. Самохвалова и других авторов.

В материалах этого раздела показано, что повышение помехоустойчивости телекоммуникационных, радиотехнических и оптикоэлектронных систем и поиск новых подходов к решению этой проблемы является актуальным в настоящее время.

Второй раздел посвящен теореме Слепяна и комментариям к ней. Теорема Слепяна была опубликована в 1958 году и в то же время была подвергнута критике, о сути которой будут даны пояснения ниже. В силу этого, считаем целесообразным, в данном автореферате привести теорему Слепяна и комментарии к ней

Теорема Слепяна. Пусть рассматривается обнаружение стационарного процесса m(t) (сигнала) на фоне стационарного случайного процесса n(t) (помехи), т.е. решается вопрос о том, содержит ли входной процесс f(t) , известный в интервале сигнал m(t) или не содержит

[f(t) = m(t) + n(t) или f(t) = n(t). Предполагается, что оба процесса m(t) и n(t) являются нормальными (гауссовыми) процессами с равными нулю средними значениями и известными спектральными интенсивностями и

не равными тождественно друг другу. Если интенсивность является рациональной функцией или тождественно исчезает вне некоторой

полосы частот, а интенсивность также является рациональной функцией

или тождественно исчезает вне конечной полосы частот и если при рациональных функциях выполняется соотношение

то существует правило решения, использующее входной процесс Д1;) при и обеспечивающее вероятность ложной тревоги и вероятность

правильного обнаружения - любое наперед заданное число.

Данная теорема была подвергнута резкой критике в силу своей парадоксальности и противоречий с общепринятой теорией обнаружения. При этом рассматривалось применение теоремы для двух важных случаев :

когда ширина спектра шумов уже, чем ширина спектра сигнала; когда сигнал и широкополосный шум проходят через одно и то же устройство с заданной полосой пропускания.

В первом случае решение задачи обнаружения сигнала на фоне помехи тривиально. Для этого достаточно на выходе такой системы установить узкополосный фильтр, пропускающий на вход решающего устройства ту часть спектр сигнала, где интенсивность помехи равна нулю. Действительно, для этого случая формулировка теоремы справедлива, так как можно обеспечить сколь угодно высокое качество обнаружения сигнала. Однако наличие в системе собственных шумов значительно ухудшает условия обнаружения слабых сигналов.

Во втором случае, спектры шума и смеси сигнала и шума после прохождения линейного фильтра идентичны и, следовательно, по мнению критиков для этого важного для практики случае условия Теоремы Слепяна не выполняются и обнаружение сигнала по предложенному алгоритму не представляется возможным. Поэтому является важным показать возможность реализации условий теоремы Слепяна для этого случая. Нам не известны работы, в которых показана возможность реализации требований теоремы Слепяна в случае обнаружения сигналов на фоне широкополосных шумов. Поэтому основные задачи исследований, приведенные в разделе 1.З., сформулированы исходя из вышеприведенных исследований этой проблемы.

Вторая глава посвящена исследованию структуры шумов смеси сигнала и шума с целью выявления основных различий, на базе которых можно реализовать требования теоремы Слепяна.

14

В § 2.1 приведены основные положения теории узкоиолосных шумов. Согласно существующей теории узкополосный процесс на выходе линейного узкополосного фильтра может быть представлен в форме высокочастотного квазигармонического колебания в виде:

4(0 = Л (/) • сс^оу + ф(* )] = • см[у (/)], (2)

где огибающая Л(1) и фаза <р(г) медленно изменяющиеся функции по сравнению с сое(©,,<). Случайную функцию % Л^) называют огибающей узкополосных флуктуации, а функцию - случайной фазой флуктуации. Скорость изменения огибающей и фазы характеризуется величиной, обратной полосе пропускания системы, т.е. в течение периода огибающая и фаза

практически не изменяются. Из выше указанного следует, что в некоторых задачах со случайным процессом можно оперировать так же, как и с модулированным гармоническим колебанием.

Ранее было показано, что для суммы узкополосного нормального стационарного шума и гармонического сигнала

Б(1) = Атсоз(ю01) с известной амплитудой А, при малых отношениях сигнал/шум плотность вероятности амплитуд узкополосного процесса близка к рэлеевской, а при больших — к нормальной. Показано, что уже при Ат/с;гЗ плотность распределения амплитуд огибающей узкополосного сигнала нормализуется. Кроме того, результаты экспериментальных исследований показали, что при увеличении амплитуды гармонического сигнала дисперсия узкополосного шума возрастает более, чем в 2 раза.

При исследованиях радиоприемных устройств с П-образной амплитудно-частотной характеристикой Л.С. Гуткиным было отмечено, что спектр огибающей узкополосного шума на выходе амплитудного детектора в 2 раза шире полосы пропускания приемника. Спектр огибающей узкополосных шумов в этом случае имел треугольную форму. Аналитическое подтверждение расширения спектра на выходе детектора, для приемника с К-резонансными каскадами, настроенными на одну частоту, получено Л. С. Гуткиным для двух предельных случаев:

Второй особенностью узкополосных шумов является наличие перескоков фазы высокочастотного колебания на п. Число перескоков фазы в единицу времени определяется полосой пропускания узкополосного фильтра. Если на

вход узкополоспой системы дополнительно к шумам подать гармонический сигнал, то с увеличением амплитуды гармонического сигнала число перескоков фазы уменьшается и стремится к нулю. Эти выводы теории были подтверждены многочисленными экспериментальными данными, однако до сих пор не дано удовлетворительного объяснения самому факту существования этого явления. Очевидно, что в рамках изложенной выше теории эти объяснения дать невозможно и требуются новые подходы к исследованию узкополосных шумов.

В 2.2 рассмотрена структура узкополосного шума при гетеродинном приеме. Известно, что в системах с гетеродинным приемом, в силу их узкополосности, обычно выполняется условие

ДР«Р,Ф (3)

где ДР — ширина спектра выходного сигнала; — промежуточная частота приемно-регистрирующей системы.

Если на вход узкополосной системы подается нормальный широкополосный шум, то выходной процесс и огибающая также будут нормальными с нулевым средним значением, так как выходной сигнал является линейным преобразованием входного нормального процесса. Поэтому, если огибающую узкополосного процесса A(t) представить в виде разложения в ряд Фурье

МО-^оЦыа + чО. (4)

то нулевой член разложения будет отсутствовать.

С учетом этого узкополосный шумовой процесс может быть представлен

как

Как следует из (5), узкополосный случайный процесс по своей структуре близок к амплитудно-модулированному колебанию с подавленной несущей. Т.е. он представляет собой ни что иное, как сигнал биений двух боковых полос. Из теории биений колебаний следует, что фаза высокочастотной

составляющей изменяется на я при прохождении огибающей сигнала через 0. Таким образом, перескоки фазы объясняются тем, что узкополосные шумы являются сигналами биений двух боковых полос. При этом частота перескоков фазы высокочастотного колебания определяется полосой пропускания узкополосного фильтра. Этот вывод хорошо согласуется с известными подржениями теории информации и теории случайных процессов. Кроме того, нами впервые отмечена еще одна особенность, имеющая принципиальное значение для теории узкополосных шумов. Согласно общепринятой теории огибающая и функция изменения фазы являются взаимно независимыми нормальными процессами. Однако из структуры узкополосного шума следует, что имеется особая точка, в которой эти два процесса коррелированы, а именно: при достижении огибающей узкополосного процесса нулевого уровня фаза высокочастотного сигнала меняется на тс.

Если в узкополосных шумах применить переключение фазы высокочастотного заполнения на я при каждом достижении нулевого уровня огибающей узкополосного сигнала, то результирующий процесс должен иметь структуру амплитудно-модулированного колебания. При этом огибающие сигналов, как в первом случае, так и во втором будут соответствовать друг другу. Следовательно, оба сигнала будут обладать одинаковой информативностью. При этом, очевидно, что сигнал со структурой амплитудно-модулированного колебания должен занимать более широкую полосу частот, так как несущее колебание не несет никакой информации, и вся информация заключена в двух боковых полосах. Это обстоятельство позволяет проверить основные положения, касающиеся структуры узкополосных шумов.

В § 2.3 рассматривается изменение спектра узкополосных шумов при коммутации фазы высокочастотной составляющей на я при достижени

'бающей узкополосного сигнала нулевого уровня. Если фаза высоко стотной составляющей узкополосного шума будет изменяться на я не при каждом переходе огибающей через нулевой уровень, то спектр преобразованного узкополосного шума не должен изменяться, так как при этом не будет происходить структурных изменений сигнала.

Исходя из общих свойств корреляционных функций и предположений о структуре узкополосных шумов нами получено выражение для расчета энергетического спектра огибающей шумового сигнала с подавленной несущей:

8......(с») = 2 • Дох. с05ытс)т.

2л „ Я Т"

Расчеты по формуле (6) показали, что спектр огибающей шумов на выходе линейного фильтра с П—образной характеристикой имеет треугольную форму.

Это ререзультат хорошо согласуется с результатами экспериментальных исследований Л.С.Гуткина, связанных с детектированием узкополосных шумов на выходе П-образного фильтра.

При переключении фазы высокочастотной составляющей в моменты достижения огибающей сигнала нулевого уровня можно перейти к узкополосным шумам со структурой, близкой к структуре амплитудно-модулированного колебания.

В §2.3 приведены результаты аналитических расчетов спектра амплитудно-модулированного сигнала на выходе коммутатора фазы для двух типов — фильтра с П-образной амплитудно-частотной характеристикой и одиночного колебательного контура. Результаты расчетов приведены на рис.1, 2.

В 2.4 приведены результаты экспериментального исследования прохождения узкополосных шумов через указанный выше преобразователь фазы. Для экспериментального подтверждения теоретических результатов и адекватности математической модели нами была создана экспериментальная установка, описание которой приведено в диссертационной работе. В состав установки входят генератор шума, узкополосный фильтр, с требуемой амплитудно-частотной характеристикой, переключатель фазы и измеритель спектральных характеристик. Экспериментальные исследования, проведенные с помощью

этой установки, дали хорошее совпадение с результатами теории.

Таким образом, в результате теоретических и экспериментальных исследований показано, что узкополосные шумы по своей структуре близки к структуре амплитудно-модулированных сигналов с подавленной несущей.

Третья глава посвящена математическому моделированию процессов на выходе узко полосных фильтров. В \}3.1 рассматривается воздействие смеси сигнала и шума на коммутатор фазы. Так как смесь сигнала и шума подастся на вход линейной системы, то сигнал на выходе узкополосного фильтра можно представить в следующем виде:

4'(t) = Uc • cos(co0t) + (£aL ■ (coskfit + <pk)) • cos[(o„t - <p(t)] = = Uc • cos(co0t) + 0.5 • cos[w(lt - kfit + фс (t)] +

Из выражения следует, что структура аддитивной смеси сигнала и шума зависит от уровня гармонического сигнала. Как и предполагалось выше, при больших значениях амплитуды гармонического сигнала (больших отношениях сигнал/шум) структура смеси сигнала и шума подобна структуре амплитудно-модулированного сигнала, а при малых уровнях гармонического сигнала (малых отношений сигнал/шум), структура смеси близка к структуре амплитудно-модулированного колебания с частично подавленной несущей. Таким образом, структуры узкополосного шума при наличие сигнала и без него существенно отличаются и в значительной мере зависят от уровня гармонического сигнала.

Указанные оценки были проведены для систем с П-образной амплитудно-частотной характеристикой. На рис.3 представлена зависимость изменения мощности шумов за пределами полосы пропускания П-образного фильтра от мощности гармонического сигнала. Как видно из графика, при отношении С/Ш=0 мощность внеполосных шумовых составляющих максимальна и составляет 25% от общей мощности шумов на выходе коммутатора фазы. С ростом амплитуды гармонического сигнала отношение мощности шумов за полосой пропускания уменьшается и при отношении С/Ш 2:3 мощность внеполосных составляющих стремится к нулю.

Таким образом, при больших амплитудах гармонического сигнала выполняются условия теоремы Слепяна и поэтому, согласно этой теоремы существует правило решения, которое обеспечит повышение

Рис 3 ЭлиК.11МОСТЫЮ11иК1СТН НН(.11»ЛОЫ1МХ шуянж ив

HMXIMIC пмчуытора фаш !1Г отиошиша сишдл/шум

помехозащищенности радиотехнических и оптоэлектронных систем с гетеродинным приемом сигналов.

Как показали наши исследования при отношениях сигнал/шум больших 0,8 можно реализовать основные положения теоремы Слепяна, на базе ее выводов и положений и создать системы с большей помехоустойчивостью.

При проектирование реальных устройств необходимо учитывать уменьшения времени наблюдения и задержку времени срабатывания коммутатора фазы на форму выходного спектра. Нами рассмотрено влияние начальной фазы гармонического сигнала на изменение выходного спектра переключателя фазы для двух случаев:

- при неограниченной длительности реализации узкополосного процесса;

- при ограниченной длительности реализации узкополосного процесса.

При неограниченном времени наблюдения форма спектра на выходе

переключателя фазы практически не зависит от начальной фазы гармонического сигнала. Объясняется это тем, что фаза высокочастотной составляющей узкополосного шума распределена по равномерному закону, поэтому изменение начальной фазы гармонического сигнала не приводит к изменению спектра преобразованного узкополосного шума на выходе переключателя фазы.

В случае ограничения времени наблюдения фаза высокочастотной составляющей узкополосного шума имеет вполне определенное значение. И выходной спектр в значительной степени определятся разностью между мгновенной фазой узкополосного шума и начальной фазой гармонического сигнала.

В работе приведены результаты исследования влияния указанной разности фаз между высокочастотной составляющей узкополосного шума и детерминированного сигнала на форму- спектров на выходе переключателя фазы.

Показано, что наибольшее изменение спектров узкополосных шумов на выходе переключателя фазы наблюдается при разности фаз и при

ограниченном времени наблюдения. Результаты исследований приведены в §3.3-3.5.

Четвертая глава посвящена исследованию дестабилизирующих факторов на работу узкополосного фильтра с коммутатором фазы.

Показано, что в реальных условиях невозможно обеспечить точное переключение фазы в момент перехода огибающей через нуль, поэтому необходимо оценить степень влияния задержки срабатывания коммутатора фазы на изменение выходных спектров.

Если время задержки коммутатора фазы составляет несколько периодов высокочастотного колебания, то спектр на выходе коммутатора фазы искажается незначительно. При этом допустимое значение амплитуды сигнала в момент переключения составляет 0,05 от среднеквадратичного значения шума. Следовательно, современная элементная база позволяет реализовать коммутатор фазы, удовлетворяющий указанным требованиям. При увеличении задержки срабатывания коммутатора фазы до

05

" 1.0

¡(»та»

^йшяВШБЯВ [ИМИЙ!,

(оь-4Дго) (сл-ЗДю) 2> 10.

л\

(ш»+2Ай>) (ш»+4йй))

у Ч

щ

((IV 4 Д^) (ш». 2Дш)

(оы-2Дш) («ь+4Д(о)

Рис. 4. Спектры узкополосных шумов га выходе коммутатора фюыприи*5Я.<1 -С/Ш^О, 2-С7Ш=0.2|)

нескольких периодов высокочастотного заполнения выходной спектр сильно искажается, причем его форма и распределение мощности зависят от многих факторов и не имеют определенной зависимости от отношения сигнал/шум. Примеры выходных спектров приведены на рис. 4. Показано, что при больших нестабильностях времени переключения фазы высокочастотного колебания изменения спектров выходных сигналов столь значительны, что делают невозможным увеличение помехозащищенности системы при малых отношениях сигнал/шум. Поэтому область возможных применений теоремы Слепяна в этом случае ограничивается отношением сигнал/шум больше 1.

В § 4.2 исследуется влияние нестабильности несущей частоты полезного сигнала на работу узкополосной системы с коммутатором фазы. Показано, что при отклонении частоты гармонического сигнала от средней частоты фильтра на величину порядка 5% от полосы пропускания узкополосного фильтра не приводит к значительным изменениям в спектре сигналов на выходе коммутатора. При больших отклонениях частоты гармонического колебания от средней частоты спектра узкополосных шумов происходит резкое изменение мощности внеполосных шумов на выходе коммутатора фазы.

Приведены основные данные, соответствующие исследованию системы с переключателем фазы в случае ограничения длительности реализации при определении спектра сигнала. И в этом случае при высокой стабильности

излучения передающего устройства не происходит значительных изменении в спектре выходных узкополосных шумов. Однако при нестабильности частоты передающего >с1роПства больше 10"4 увеличивается уровень внеполосных составляющих. Причем эти изменения соответствуют и большему диапазону изменения отношения сигнал/шум. Как видно из приведенных данных, увеличение внеполосных шумов наблюдается при отношениях сигнал/шум меньше 1, в то время как при неограниченном времени наблюдения эти изменения фиксировались лишь при отношении сигнал/шум, равном 0,25. Приведенные исследования показывают, что при использовании систем с переключением фазы для повышения помехозащищенности необходимо применять системы автоматической подстройки частоты. В этом случае потери в помехозащищенности приемника будут минимальны.

Необходимо отметить еще одну особенность, связанную с изменением частоты гармонического сигнала. Эта особенность связана с появлением асимметрии выходного спектра при ограниченном времени наблюдения

В § 4.3 приведены результаты исследований статистики срабатывания коммутатора фазы от амплитуды входного сигнала. Получены зависимости среднего числа срабатываний коммутатора фазы за единицу времени от отношения сигнал/шум. Показано, что с увеличением отношения сигнал/шум среднее число срабатываний коммутатора фазы уменьшается. При больших отношениях сигнал/шум (A/S > 3)

среднее число срабатываний коммутатора фазы стремится к нулю. С уменьшением числа срабатываний изменяются длительности временных интервалов между соседними переключениями коммутатора фазы. Приведены статистические

зависимости средней длительности временного интервала от отношения сигнал/шум и гистограммы ее распределений при изменении амплигуды гармонического сигнала (Рис.5).

В пятой главе рассматривается возможности амплитудно-частотного преобразования для повышения помехоустойчивости радио и оптоэлектронных приемных систем. Как показано в предыдущих главах применение амплитудно-фазовых преобразователей возможно на выходе узкополосных систем, согласованных по полосе пропускания с шириной спектра сигнала. Однако в

ряде случаев это требование не выполняется. Поэтому необходимо рассмотреть возможность реализации требований теоремы Слепяна в случае, когда на систему действует смесь сигнала и широкополосного шума. Как было показано ранее, в этом случае необходимо перейти к амплитудно-частотному преобразованию смеси сигнала и шума. Для этих целей можно использовать либо нелинейные контура с емкостью p-n-перехода либо амплитудно-частотные преобразователи, состоящего из колебательного контура с возможностью перестройки его резонансной частоты за счет введения обратной связи по амплитуде выходного сигнала колебательного контура. Однако с указанных выше позиций указанные системы ранее в литературе не рассматривались.

В § 5.1 приведены общие сведения о прохождение сигналов через нелинейный контур с емкостью р-п- перехода. Представлена система укороченных уравнений, описывающих процессы в нелинейном контуре с емкостью p-n-перехода. Из теории нелинейных контуров с емкостью р-п-перехода известно, что резонансная частота контура смещается в область низших частот при увеличении амплитуды входного сигнала. Поэюму высказано предположении о возможности использование нелинейных контуров с емкостью p-n-перехода для реализации положений теоремы Слепяна.

В 5.2 рассматривается амплитудно-частотный преобразователь,

состоящий из перестраиваемого колебательного контура, охваченного обратной связью по амплитуде выходного сигнала. Для этого на выходе колебательного контура включен амплитудный детектор, сигнал с выхода которого подается на управитель частоты колебательного контура. Получена система укороченных уравнений описывающих поведение колебательного контура, охваченного цепью обратной связи. В установившемся режиме такая система формирует амплитудно-частотную характеристику, подобную амплитудно-частотной характеристики нелинейного контура с емкостью p-n-перехода. Основное отличие состоит в том, что при изменении фазы управляющего сигнала цепи обратной связи возможно формирование скачков амплитудно-частотной характеристики как в области низших, так и в области высших частот. Из сравнения систем укороченных уравнений, описывающих нелинейный контур с емкостью p-n-перехода и колебательного контура, охваченного обратной связью по амплитуде выходного сигнала, выявлена возможность описания обобщенного амплитудно-частотного преобразователя смеси сигнала и шума. Из этой системы уравнений как частный случай можно получит систему

уравнений, описывающих поведение нелинейного контура с емкостью р-п-перехода. Поэтому дальнейшее изложения материала относится к исследованию обобщенного амплитудно-частотного преобразователя.

В рассмотрена воздействие широкополосных шумов на обобщенный

амплитудно-частотный преобразователь. Получено выражение для функции распределения амплитуд на выходе амплитудно-частотного преобразователя. Сравнение распределения амплитуд для линейного контура и обобщенного амплитудно-частотного преобразователя показали, что указанные распределения совпадают. Данное положение было проверено экспериментально.

В § 5.4 рассмотрены вопросы, связанные с определением дисперсии шумов на выходе обобщенного амплитудно-частотного преобразователя при воздействии на вход широкополосных нормальных шумов. Показано, что дисперсии амплитуды на выходах линейного контура и амплитудно-частотного преобразователя равны. Таким образом, дисперсия шумов на выходе амплитудно-частотного преобразователя определяется свойствами колебательного контура, используемого в амплитудно-частотном преобразователе.

В определяются выражения для вычисления спектров сигналов

на выходе амплитудно-частотного преобразователя при воздействии широкополосных шумов и смеси гармонического сигнала и широкополосного шума.

Показано, что спектр выходного сигнала несимметричен и с увеличением интенсивности шума на входе нелинейного контура ширина спектра выходного сигнала расширяется.

Сравнивая выражения полученные для средних частот спектров выходных сигналов при воздействии шума и смеси сигнала и шума, можно сделать вывод, что они отличаются. В зависимости от знака коэффициента усиления цепи обратной связи резонансная частота при приеме смеси сигнала и шума может быть больше или меньше резонансной частоты при действии на систему только шумов. При этом будут отличаться спектры процессов на выходе системы при воздействии только шума и при воздействии смеси сигнала и шума. Таким образом, можно сказать, что применение амплитудно-частотного преобразователя с цепью обратной связи позволяет реализовать требования теоремы Слепяна. Указанные устройства можно применять для повышения помехоустойчивости приемных устройств.

В заключение пятого раздела рассмотрены корреляционные свойства выходных сигналов двух амплитудно-частотных преобразователей, включенных параллельно. Рассмотрены два случая — амплитудно-частотные преобразователи смещают средние частоты спектров выходных сигналов в одну сторону и в противоположные . Наиболее интересен случай, когда средние частоты под действием входных сигналов смещаются в противоположные стороны - у одного амплитудно-частотного преобразователя средняя частота спектра под действием сигнала смещается в область низших частот, а у второго - в области верхних частот. В этом случае даже в случае равенства средних частот спектров выходных сигналов коэффициент корреляции меньше 1. С увеличением разности между средними частотами спектров коэффициент корреляции уменьшается, и стремиться к нулю. Это обстоятельство может быть использовано для повышения помехоустойчивости приемных устройств.

Шестой раздел диссертации посвящен экспериментальной поверке и результатам внедрения. Рассмотрены методы экспериментальной проверки эффективности предложенных устройств. Описана методика исследования приемных устройств с использованием амплитудно-частотных и амплитудно-фазовых преобразователей при помощи экспериментальной установки и математической модели.

В разделах 6.2-6.3 приведены результаты испытаний системы с амплитудно-фазовым преобразователем, позволяющим улучшить отношение сигнал/шум в 1.33 - 1.9 раза. В случае использовании приемного устройства с дополнительным каналом на базе амплитудно-фазового преобразователя удается снизить вероятность ложной тревоги в 30 раз.

В разделах 6.4 рассмотрен измеритель малых отношений сигнал/шум предназначенный для измерения отношения сигнал/шум в диапазоне 1- 3 с относительной погрешностью не превышающей 10%.

В разделе 6.5 показано, что использование последовательного соединения амплитудно-частотного преобразователя и узкополосного фильтра позволяет получить существенный выигрыш по помехоустойчивости приемного устройства по сравнению с линейным колебательным контуром с аналогичными избирательными свойствами. В разделе 6.6 приведены основные результаты исследований лидарного комплекса с гетеродинным приемом сигнала. Показано, что чувствительность приемного устройства лидара повышается в 2 раза.

В разделе 6.7 приводится описание модернизированного тренажерного комплекса для обучения личного состава стрельбе из танков. Показана высокая эффективность его использования для обучения личного состава Применение амплитудно-частотных преобразователей в канале обмена информацией между подсистемами тренажерного комплекса позволило уменьшить требуемую мощность передающего устройства в 2 раза.

В разделе 6.8 описывается телевизионная система для контроля герметичности топливных баков самолетов в составе которой применен приемный тракт с амплитудно-фазовым преобразователем.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Главным результатом диссертационной работы является решение важной научно-технической проблемы - повышение помехоустойчивости и чувствительности приемных устройств телекоммуникационных, радиотехнических и оптикоэлектронных систем при приеме сигналов на фоне широкополосных шумов. При этом получены следующие результаты.

1. Показано, что для повышения помехоустойчивости приемных устройств необходимо применить амплитудно-фазовое преобразование смеси сигнала и шума на выходе квазиоптимального линейного фильтра и амплитудно-частотное преобразование смеси сигнала и шума на входе квазиоптимального линейного фильтра. Повышение помехоустойчивости приемного устройства достигается за счет того, что при прохождении одних и тех же цепей спектры шума и смеси сигнала и шума различны.

2. Впервые установлено, что узкополосные шумы на выходе узкополосного линейного фильтра по своей структуре соответствуют амплитудно-модулированному сигналу с подавленной несущей. А смесь гармонического сигнала и шума при больших отношениях сигнала к шуму имеет структуру амплитудно-модулированного колебания. При отношениях сигнал/шум, изменяющихся от нуля до 3, структура выходного сигнала на выходе фильтра близка к структуре амплитудно-модулированного сигнала с частично-подавленной несущей. Таким образом, шум и смесь сигнала и шума на выходе узкополосного фильтра имеют различия по структуре сигналов. Показана возможность использования структурных различий

шума и смеси сигнала и шума для повышения помехоустойчивости приемных устройств.

3. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований показано, что при достижении огибающей узкополосною шума нулевого значения фаза высокочастотного заполнения всегда изменяется на я. Включение на выходе узкополосного фильтра переключателя фазы высокочастотной составляющей выходного сигнала на # в момент перехода огибающей сигнала через ноль приводит к изменению выходного спектра. Это связано с тем, что при изменении фазы высокочастотного заполнения на л в момент достижения огибающей узкополосного шума нулевого значения структура узкополосного шума изменяется и соответствует структуре амплитудно-модулированного колебания. Так как огибающая узкополосного шума при этом не изменяется, то это приводит к расширению спектра выходного сигнала. Изменение спектров узкополосных шумов при коммутации фазы в момент прохождения огибающей через нуль наблюдалось для всех типов узкополосных фильтров.

4. Получены зависимости среднего числа срабатываний коммутатора фазы и длительности временных интервалов между переключениями фазы высокочастотной составляющей узкополосного шума от отношения сигнал/шум на входе приемника. Показано, что с увеличением отношения сигнал/шум уменьшается среднее число срабатываний коммутатора фазы. На базе этих исследований предложен метод измерения отношения сигнал/шум в области малых ( менее 3) отношений сигнал к шуму .

5. Предложен метод повышения помехоустойчивости приемного устройства за счет изменения структуры смеси сигнал и шума, связанного с использованием переключателя фазы л при достижении огибающей узкополосного шума нулевого значения. Применение узкополосных фильтров на выходе переключателя фазы позволяет увеличить отношение сигнал/шум от 1,33 до 1,9 в зависимости от типа применяемых фильтров. Введение дополнительного канала, воспринимающего высокочастотные составляющие, связанные только с наличием на входе шума, приводит к резкому уменьшению вероятности ложной тревоги.

6. Оценены допустимые пределы нестабильности работы различных подсистем, при которых еще обеспечивается нормальная его работа. В

результате этих исследований сделан вывод о том, что на современной элементной базе можно реализовать предложенные технические решения.

7. Показано, что для повышения помехоустойчивости приемных устройств необходимо перед узкополосным квазиоптимальным фильтром применить амплитудно-частотный преобразователь шума и смеси сигнала и шума. В качестве амплитудно-частотного преобразователя целесообразно использовать нелинейный контур с емкостью p-n-перехода или перестраиваемый колебательный контур с обратной связью по амплитуде выходного сигнала.

8. Показано, что дисперсия шумов на выходе амплитудно-частотного преобразователя с цепью обратной связи по амплитуде выходного сигнала определяется интенсивностью шумов на входе и избирательными свойствами контура, на базе которого осуществляется амплитудно-частотное преобразование смеси сигнала и шума. Дисперсии шумов на выходе рассмотренного преобразователя равны дисперсии -шумоз на выходе линейного контура с такими же избирательными свойствами. Распределение амплитуд на их выходе подчиняется нормальному закону. Спектр выходного сигнала указанных выше устройств при воздействии широкополосных шумов за счет обратной связи по амплитуде выходного сигнала несимметричен. Увеличение интенсивности шумов приводит к расширению выходного спектра.

9. Теоретические исследования прохождения смеси шумов и гармонического сигнала через амплитудно-частотный преобразователь на базе колебательного контура, охваченного обратной связью по амплитуде сигнала показали, что средние частоты спектров сигналов на выходе указанных устройств при воздействии на входе только широкополосного шума и смеси сигнала и широкополосного шума не совпадают. Различие в средних частотах спектров увеличивается с ростом величины сигнала. На базе этих исследований предложены метод и разработаны устройства повышающие помехоустойчивость приемных устройств. Выигрыш в отношении сигнал шум по сравнению с применением квазиоптимального фильтра составил 1дб.

Ю.Исследованы взаимно-корреляционные связи выходных процессов амплитудно-частотных преобразователей с различной фазировкой сигналов в цепи обратной связи. Показано, что если оба амплитудно-частотных преобразователя настроены на частоту сигнала, то при отсутствии сигнала

коэффициент взаимной корреляции шумов на выходе амплитудно-частотных преобразователей меньше единицы и зависит от величины сигнала. При отношении сигнал/шум больше 2 коэффициент взаимной корреляции шумов на выходах амплитудно-частотных преобразователей при отсутствии сигнала близок к нулю. На базе этих исследований разработана двухканальная приемная система, позволившая повысить помехоустойчивость приемного устройства в 2 раза по сравнению с линейным квазиоптимальным приемником. 11.Предложен метод измерения малых отношений сигнал/шум и разработана на его основе измерительная аппаратура для измерения малых отношений сигнала к шуму.

• 12.Разработаны и внедрены на практике новые, устройства и системы с высокой помехоустойчивостью на базе амплитудно-фазового и амплитудно-частотного преобразования смеси сигнала и шума. Результаты диссертационной работы, связанные с развитием теории помехоустойчивости приемных устройств, внедрены на ряде предприятий в виде отдельных , систем, приборов, программных средств, методик проектирования и учебно-методических материалов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ильин А.Г. Повышение помехоустойчивости и пропускной способности радиотехнических и оптоэлектронных систем на базе амплитудно—фазового преобразования сигнала. Монография. Казань.: Изд. КГТУ им. А.Н.Туполева, 2005 г., 192с.

2. Ильин А.Г., Польский Ю.Е. Структура узкополосных шумов в оптических системах с гетеродинным приемом. Тезисы докладов 12 межреспубликанского симпозиума по распространению лазерного излучения в атмосфере и водных средах. Томск, 1993 г.

3. Ильин А.Г. Повышение отношения сигнал/шум в лидарных системах с гетеродинным приемом. Тезисы докладов 12 Межреспубликанского симпозиума по распространению лазерного излучения в атмосфере и водных средах Томск, 1993 г.

4. Ильин А.Г., Польский Ю.Е. Способ измерения малых отношений сигнал/шум и устройство его осуществления. Положительное решение по заявке N93-02127/10(020366).

5. Ильин А.Г. Особенности структуры узкополосных шумов. Научно-техническая конференция по итогам работы за 1992-1993 г.: ИИЧ- 50 лет: Тезисы докладов. 4-15 апреля / Казанский государственный технический университет, Казань, 1994. 228 с.

6. Ильин А.Г. Способ уменьшения вероятности ложной тревоги и устройство для его осуществления. Положительное решение по заявке N 94040071.

7. Ильин А.Г. Влияние гармонического сигнала на спектр огибающей при приеме сигналов с гетеродинированием. Тезисы докладов 1 Межреспубликанского симпозиума "Оптика атмосферы и океана",Томск 1994, с.206-207.

8. • Ильин А.Г., Польский Ю.Е. Влияние гармонического сигнала на спектр огибающей при приеме сигналов с гетеродинированием. Тезисы докладов 1 Межреспубликанского симпозиума "Оптика атмосферы и океана",Томск 1994, с.208-209.

9. Ильин А.Г. Применение теоремы Слепяна для повышения помехоустойчивости систем связи. Тезисы докладов третьей Всероссийской научно-технической конференции "ФАР-94".Казань, 1994г.

10. Ильин А.Г., Польский Ю.Е. Структура и информационная емкость узкополосных шумов в лидарных системах с гетеродинным приемом, -"Оптика атмосферы и океана",1995,т.8ДЧ 5, с.16-23.

11. Ильин А.Г. Повышение помехоустойчивости приемных устройств за счет образования дополнительного канала,- Сб. II Республиканская научная конференция молодых ученых и специалистов: Тезисы докладов. - Казань, КГТУ им. А.Н. Туполева, 1996.

12. Ильин А.Г. Изменение линейной фильтрации на выходе узкополосной системы с переключателем фазы,- Сб. II Республиканская научная конференция молодых ученых и специалистов: Тезисы докладов. -Казань, КГТУ им. А.Н. Туполева, 1996.

13. Ильин А.Г. Определение спектра сигнала в лазерных системах с частотной модуляцией,- Труды IV Симпозиума оптики атмосферы и океана, 1997, Томск / Институт атмосферы и океана, Сиб. Отделение Рос. Академии наук, 1997,10-13 с.

14. Ильин А.Г., Польский Ю.Е. Структура и информационная емкость узкополосных шумов в лидарных системах с гетеродинным приемом,- Оптика атмосферы и океана. Т.8. - Томск, 1998 - №5 .

15. Ильин Л.Г, Мироичепко В.Н.. Логинов В.И., Модернизация оборудования, как средства улучшения подготовки курсантов,- Сб. Модернизация систем вооружения и средств обучения личного состава. Научно-метод. конференция Артиллерийского . училища: Тезисы докладов. -Казань, Изд. Артиллер. училища, 1999.

16. Ильин А.Г., . Ильин Г.И., Миронченко В.И., Логинов В.И., Оптоэлектронная система имитации стрельбы для огневого городка,- Сб. Электронное приборостроение. Вып. 9. - Казань, Изд. КГТУ им. Л.И. Туполева, 1999,92 с.

17. Ильин А.Г., Логинов В.И,Мишень для огневых городков,- Сб. Электронное приборостроение. Вып. 9. - Казань, Изд. КГТУ им. А.Н. Туполева, 1999,92 с.

18. Ильин А.Г., Филаретов В.А. Оценка качества имитаторов стрельбы с различной конфигурацией построения,- Сб. Электронное приборостроение. Вып. 9. - Казань, Изд. КГТУ им. А.Н. Туполева, 1999,92 с.

19. Ильин А.Г., Ильин Г.И., Хайруллин Н.Г., Логинов В.И. Измеритель скорости облаков лидарного комплекса,- Сб. VII Международного симпозиума оптики атмосферы и океана, 2000, Томск: Тезисы докладов. - Томск, изд. ИАО, 2000 г.

20. Ильин А.Г., Ильина О.В., Телевизионная система для контроля герметичности топливных баков самолетов в труднодоступных местах,- Сб. Электронное приборостроение. Вып. 3(19). - Казань, Изд. КГТУ им. А.Н. Туполева, 2001,90 с.

21. 1Пп A.G., Some possibilities of optical receivers' sensibility increases for lidar complexes,- Сб. Х Международного симпозиума оптики атмосферы и океана, 2002, Томск: Тезисы докладов. - Томск, изд. ИАО, 2002 г.

22. Ильин А.Г. Использование положений теоремы Слепяна для повышения чувствительности оптоэлектронных и радиотехнических систем,-Сб. X Международного симпозиума оптики атмосферы и океана, 2003, Томск: Тезисы докладов. - Томск, изд. ИАО, 2003 г.

23. Ильин А.Г. Особенности прохождения белого шума через нелинейный контур с емкостью р-п - перехода,- Сб. X Международного симпозиума оптики атмосферы и океана, 2003, Томск: Тезисы докладов. -Томск, изд. ИАО, 2003 г.

24. Ильин А.Г. О возможности использования положений теоремы Слепяна для повышения чувствительности радиоприемных устройств,- Сб. 58

Научной сессии, посвященной Дню радио: Тезисы докладов - Москва, Российское НТОРЭС им. Л.С. Попова, 2003 г.

25. Ильин А.Г., Ильин Г.И. Воздействие широкополосных шумов на нелинейный контур с емкостью р-п -перехода,- Сб. 58 Научной сессии, посвященной Дню радио: Тезисы докладов - Москва, Российское НТОРЭС им. А.С. Попова, 2003 г.

26. Ильин А.Г. Возможности применения положений теоремы Слепяна для обнаружения сигналов на фоне помех,- Сб. Электронное приборостроение. Вып. 4(38). - Казань, Изд. КГТУ им. А.Н. Туполева, 2004, 67 с.

27. Ильин А.Г. Воздействие сигнала и шума на нелинейный контур с емкостью p-n-перехода, -Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. №2. -Казань, Изд. КГТУ им. А.Н. Туполева, 2005,__с.

28. Ильин А.Г. Повышение помехозащищенности приемных систем на основе использования теоремы Слепяна, Инфокоммуникационные технологии глобального информационного общества: Тезисы докладов 2-ой ежегодной международной научно-практической конференции. Казань, Изд. КГТУ им. А.Н. Туполева, 2004,188-189 с.

29. Ильин А.Г., Хапруллин Н.Г., Логинов В.И. Методические указания по проведению практических занятий на тренажере 2x29. Методические указания. Казанский филиал Челябинского института, Казань, 1999 г.

Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 2,0. Усл.печ. л. 1,86. Усл. кр.-отт. 1,86. Уч.-изд. л. 1,51. Тираж 100. Заказ Е 102.

Издательство Казанского государственного технического университета Типография Издательство Казанского государственного технического университета

420111 Казань, ул. К.Маркса, 10

ШШС05 W.....

s /

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ

ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

1.1. Краткий исторический очерк.

1.2. Теорема Слепяна и комментарии к ней.

1.3 Постановка задачи исследований.

Глава 2. АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СМЕСИ СИГНАЛА И ШУМА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ Р АДИОПРИЕМНЫХ.УСТРОЙСТВ.

2.1. Основные положения теории узкополосных случайных процессов.

2.2. Особенности структуры узкополосных шумов [72, 75].

2.3. Изменение спектра узкополосного шумовогосигнала при переключении фазы высокочастотной составляющей при переходе огибающей через нуль [80].

2.4. Экспериментальное подтверждение структуры узкополосных случайных процессов [80].

2.5. Выводы по главе.

Глава 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ НА ВЫХОДЕ УЗКОПОЛОСНЫХ ФИЛЬТРОВ.

3.1. Математическая модель узкополосной системыс переключением фазы на [75].".

3.2. Изменение спектра на выходе коммутатора фазы при наличии на входе приемной системы гармонического сигнала [79].

3.3. Изменение спектра смеси сигнала и узкополосного. шума при малых отношениях сигнал/шум [78].

3.4. Влияние длительности времени наблюдения. на точность определения спектра узкополосных шумов [78].

3.5. Влияние разности фаз между высокочастотной. составляющей узкополосного шума и несущим колебанием. на форму спектра на выходе коммутатора фазы [78].

3.6 Выводы по разделу.

Глава 4. ВЛИЯНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ НЕСТАБИЛЬНОСТЕЙ.

НА РАБОТУ СИСТЕМЫ С ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ ФАЗЫ.

4.1. Влияние погрешности работы коммутатора фазы на. форму выходного спектра [77].

4.2. Влияние нестабильности несущей частоты. полезного сигнала на работу приемной системы. с коммутатором фазы [78].

4.3. Изменение статистики срабатывания коммутатора. фазы от амплитуды полезного сигнала [78].

4.4. Выводы по главе.

5. АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СМЕСИ СИГНАЛА И ШУМА.

5.1. Нелинейные явления в колебательном контуре с варикапом.

5.2. Амплитудно-частотный преобразователь с обратной связью по амплитуде выходного сигнала.

5.3 Функция распределения амплитуд на выходе амплитудно-частотного преобразователя.

5.4 Дисперсия шумов на выходе обобщенного амплитудно-частотного преобразователя.

5.5 Спектр узкополосных шумов на выходе амплитудно-частотного преобразователя.

5.6 Воздействие смеси сигнала и шума на амплитудно-частотный преобразователь.

5.7. Взаимная корреляция шумов на выходе двух амплитудно-частотных преобразователей.

5.8. Выводы по разделу.

Глава 6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА И.

РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ.

6.1. Методика исследования приемных устройств с использованием амплитудно-фазовых и амплитудно-частотных преобразователей.

6.2. Применение линейной фильтрации на выходе. узкополосной системы с переключателем фазы [73].

6.3. Повышение помехозащищенности приемных устройств. за счет образования дополнительного канала [73, 76].

6.4. Измеритель малых отношений сигнал/шум [74].

6.5. Применение нелинейных контуров с обратной связью. для повышения помехозащищенности приемных устройств.

6.6. Лидарные системы с гетеродинным приемом оптических. сигналов.

6.7. Автоматизированные комплексы для обучения личного. состава стрельбе из танковых орудий.

6.8 Телевизионная система для контроля герметичности топливных баков самолетов в труднодоступных местах.

Выводы.

Актуальность работы. Степень совершенства телекоммуникационных, радиотехнических, и оптоэлектронных систем в значительной мере определяется чувствительностью и помехоустойчивостью приемных устройств, входящих в состав этих систем. Повышение чувствительности и помехоустойчивости в значительной степени определяют требования по необходимой мощности передающего устройства. Следует отметить, что рост чувствительности современных приемных устройств в значительной степени определяется современной элементной базой, применяемой при их создании. Однако это направление повышения чувствительности и помехоустойчивости практически исчерпало свои возможности и поэтому ожидать значительного улучшения чувствительности приемных устройств в ближайшее время вряд ли возможно.

Второе направление улучшения чувствительности и помехоустойчивости связано с разработкой новых принципов приема сигналов на фоне помех. Основы теории оптимальных методов приема были заложены в фундаментальной работе академика В.А. Котельникова « Теория потенциальной помехоустойчивости приема при флуктуационных помехах». На базе этой работы в дальнейшем сформировалось мощное направление статистических методов приема сигналов на фоне шумов. Значительный вклад в развитие статистических методов приема сигналов внесли как зарубежные (Вудворд Ф.М., Миддлтон Д., Давенпорт В.Б., Слепян Д., Хелстром К.), так и отечественные ученые. Среди отечественных ученых, внесших значительный вклад в развитие теории оптимальных методов приема сигналов на фоне шумов, следует отметить Большакова И.А., Вайнштейна Л.А., Зубакова В.Д., Гуткина JI.C., Левина Б.Р., Лезина Ю.С., Надеева А.Ф., Репина В.Г., Стратоновича Р.Л.,

Сифорова В.И., Сосулина Ю.Г., Сафиуллина Н.З., Тартаковского Г.П., Тихонова В.И., Фальковича С.Е., Харкевича А.А., Чабдарова Ш.М., Ширмана Я.Д. и других. Теория помехоустойчивости в настоящее время разработана достаточно полно. Если первые работы в этой области базировались на методах линейной фильтрации смеси сигнала и шума, то последующее успехи связаны с интенсивным развитием методов нелинейной фильтрации смеси сигнал и шума. Большой интерес к теории нелинейной фильтрации объясняется в первую очередь тем, что эта теория находит свое применение в тех практически важных случаях, когда не требуется предположение о нормальном характере сигнала и шума.

Нелинейные методы обработки при приеме слабых сигналов всегда привлекали внимание большого числа исследователей. Таким образом, теория оптимальной нелинейной фильтрации хорошо разработана в работах P.JL Стратоновича, В.И. Тихонова, Ю.Г. Сосулина и др. для практически важных случаев. Дальнейшее развитие теории нелинейной фильтрации нашло свое отражение в работах Репина В.Г. и Большакова И.А., Сосулина Ю.Г. .

Существует несколько подходов к нелинейной оптимальной фильтрации. Можно заранее ограничится некоторым классом нелинейных преобразований и искать преобразование, наилучшее в этом классе. При этом получается трудно решаемые уравнения и остается неясным, насколько оптимальное преобразование в данном классе близко к преобразованию, которое находится без указанных ограничений. При других подходах не вводится ограничение на класс преобразования, но используются марковские свойства рассматриваемых процессов или условия высокой апостериорной точности, позволяющей применять гауссову аппроксимацию многомерного апостериорного распределения и (на определенном этапе) линейные методы. При этом результирующее оптимальное преобразование оказывается состоящим из последовательности нелинейного и линейного преобразования.

Другие эффективные методы отыскания оптимальных преобразований основаны на применении теории условных марковских процессов, разработанной P.JI. Стратоновичем для решения задач нелинейной фильтрации

В частности разработанная им теория охватывает тот простой, но практически важный случай, когда принятое колебание e(t) является суммой сигнала и белого шума, а сигнал и его параметры представляют собой марковские случайные процессы. Подробный вывод уравнений нелинейной фильтрации применительно к этому случаю приводится и в работе В.И.Тихонова.

Практическая реализация, как указывают многие авторы приведенных работ по нелинейной фильтрации, представляют значительные трудности и поэтому эти методы не нашли широкого применения на практике.

Однако на практике получили распространения ряд удачных, но более простых в реализации устройств, дающие близкие результаты по улучшению помехоустойчивости, вытекающие из теории нелинейной фильтрации. Среди этих устройств в первую очередь следует отметить схему ШОУ (широкая полоса- ограничитель амплитуд - узкополосный фильтр) и схемы с применением подавителя Лэмба. Указанные устройств просты в реализации и весьма эффективны при выделении радиосигналов на фоне импульсных помех.

Существующая теория оптимальных методов приема узкополосных сигналов удовлетворительно работает при больших отношениях сигнала к шуму. Обычно отношение сигнала к шуму, которое необходимо обеспечить на выходе системы, соответствует величине более 10. При этом пороговые значения сигналов определяются относительно уровня собственных шумов приемного устройства. Наличие других видов помех приводит к необходимости увеличения интенсивности сигнала на входе системы за счет увеличения мощности передатчика. Работа в этом режиме характеризуется реальной чувствительностью приемного устройства с учетом уровня помех. Реальная чувствительность ниже пороговой чувствительности приемного устройства, определяемой лишь уровнем его собственных шумов. В настоящее время основным способом повышения пороговой чувствительности является уменьшение собственных шумов системы за счет применения малошумящих активных элементов, малошумящих способов усиления и глубокого охлаждения первых каскадов усиления приемных устройств.

В 1958 году была опубликована теорема Д.Слепяна. Согласно этой теоремы при наличии различий в спектрах шума и смеси сигнала и шума имеется возможность повысить помехоустойчивость приемных устройств при обнаружении сигнала на фоне помехи. Следует отметить, что до сих пор не нашли должного отражения в научной печати возможности повышения чувствительности и помехоустойчивости, связанная с реализацией положений теоремы Слепяна. Вопрос о повышении пороговой чувствительности за счет обработки смеси сигнала и шума с использованием основных положений указанной теоремы остается неизученным. В известной нам литературе не приводятся какие-либо алгоритмы обработки смеси сигнала и шума с целью повышения пороговой чувствительности, базирующиеся на теореме Слепяна. Предпосылкой того, что указанные алгоритмы обработки смеси сигнала и шума существуют, являются исследования помехоустойчивости органов, обеспечивающих связь живых существ с окружающим их миром, проведенные радиоспециалистами. В работе М. Гаазе-Раппопорта «Автоматы и живые организмы» указывается, что биологические системы обладают помехоустойчивостью в 10-100 раз превышающую помехоустойчивость созданных человеком радиотехнических систем. Известно, что при приеме информации телеграфном режиме с помощью азбуки Морзе радиотелеграфист способен принимать сигналы, когда мощность сигнала в 16 раз меньше мощности шумов. Таким образом, важной научно-технической проблемой является поиск методов и алгоритмов обработки смеси сигнала и шума существенно повышающих чувствительность и помехоустойчивость приемных устройств телекоммуникационных, радиотехнических и оптико-электронных систем.

Поэтому особый интерес представляют работы, направленные на поиск новых физических явлений, новых способов построения приемных устройств с целью увеличения их чувствительности и помехоустойчивости.

Таким образом, является актуальным поиск методов и алгоритмов обработки шума и смеси сигнала и шума с целью обеспечения более высокой помехоустойчивости приемных устройств.

Цель и основные задачи диссертационного исследования:

Целью диссертационной работы является поиск и исследование новых методов обработки сигналов для повышения чувствительности и помехоустойчивости приемных устройств телекоммуникационных, радиотехнических и оптоэлектронных систем с гетеродинным приемом сигналов.

Для достижения поставленной цели решались задачи:

1. Анализ существующих подходов к повышению помехоустойчивости и чувствительности приемных устройств телекоммуникационных, радиотехнических и оптико-электронных систем и поиск новых концепций построения алгоритмов обработки смеси сигнала и шума.

2. Выявление информативных признаков различения смеси сигнала и шума и только шума на выходе узкополосного фильтра.

3. Разработка методов построения и алгоритмов работы устройств, обеспечивающих повышение помехоустойчивости при обработке смеси сигнала и шума на выходе квазиоптимального узкополосного фильтра.

4. Влияние технических нестабильностей на условия работы и выходные характеристики устройства обработки смеси сигнала и шума на выходе узкополосного фильтра.

5. Поиск основных методов преобразования смеси сигнала и шума до квазиоптимальной линейной фильтрации с целью обеспечения повышения помехоустойчивости приемного устройства.

6. Исследование возможных схем построения приемных устройств для реализации методов преобразования смеси сигнала и шума на входе квазиоптимального линейного фильтра.

7. Исследование возможности реализации двухканальных систем с изменением коэффициента взаимной корреляции при подачи на их вход смеси сигнала и шума и оценка работоспособности таких систем для повышения их помехоустойчивости.

8. Разработка и внедрение технических средств для повышения помехоустойчивости приемных устройств различного назначения.

Достоверность результатов и выводов диссертационной работы обеспечиваются:

- математической строгостью, которой придерживается автор при получении аналитических решений и разработке алгоритмов численного моделирования, непротиворечивостью полученных результатов и выводов, их согласованием с существующими положениями общепринятой теории;

- Использованием математических моделей, адекватно отображающих преобразование сигнала в тракте радиоприемного устройства, и результатами тестирования алгоритмов, которые хорошо согласуются в частных случаях с экспериментальными данными полученными другими исследователями;

- Экспериментальным подтверждением результатов теоретических исследований и использованием полученных данных в практических разработках.

Научная новизна работы:

1. Показано, что для повышения помехоустойчивости приемных устройств необходимо применить амплитудно-фазовое преобразование смеси сигнала и шума на выходе квазиоптимального линейного фильтра и амплитудно-частотное преобразование смеси сигнала и шума на входе квазиоптимального линейного фильтра.

2. Впервые установлено, что узкополосные шумы на выходе узкополосного линейного фильтра по своей структуре соответствуют амплитудно-модулированному сигналу с подавленной несущей. А смесь гармонического сигнала и шума при больших отношениях сигнала к шуму имеет структуру амплитудно-модулированного колебания. Таким образом, шум и смесь сигнала и шума на выходе узкополосного фильтра имеют различия по структуре сигналов. Показана возможность использования структурных различий шума и смеси сигнала и шума для повышения помехоустойчивости приемных устройств.

3. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований показано, что при достижении огибающей узкополосного шума нулевого значения фаза высокочастотного заполнения всегда изменяется на п . При изменении фазы высокочастотного заполнения в момент достижения огибающей узкополосного шума нулевого значения на и структура узкополосного шума соответствует структуре амплитудно-модулированного колебания. Так как огибающая узкополосного шума при этом не изменяется, то это приводит к расширению спектра выходного сигнала. Изменение спектров узкополосных шумов при коммутации фазы в момент прохождения огибающей через нуль наблюдалось для всех типов узкополосных фильтров.

4. Результаты математического моделирования процессов в узкополосных системах с переключателем фазы высокочастотного заполнения на к при достижении огибающей нулевого значения.

5. Предложен метод повышения помехоустойчивости приемного устройства и метод измерения отношения сигнал/шум в области малых отношений сигнал к шуму (менее 3) за счет изменения структуры смеси сигнал и шума и за счет использования переключателя фазы к.

6. Исследованы вопросы влияния технических нестабильностей на работу системы с коммутатором фазы. Показано, что указанные алгоритмы и устройства могут быть реализованы на современной элементной базе.

7. Показано, что для повышения помехоустойчивости приемных устройств необходимо перед узкополосным квазиоптимальным фильтром применить амплитудно-частотный преобразователь шума и смеси сигнала и шума. В качестве амплитудно-частотного преобразователя целесообразно использовать нелинейный контур с емкостью р-п-перехода или перестраиваемый колебательный контур с обратной связью по амплитуде выходного сигнала.

8. Проведены теоретические исследования прохождения шума через нелинейный контур с емкостью р-п-перехода и амплитудно-частотный преобразователь на базе колебательного контура, охваченного обратной связью по амплитуде выходного сигнала. Показано, что дисперсия шумов на выходе нелинейного контура и амплитудно-частотного преобразователя с цепью обратной связи определяется интенсивностью шумов на входе и избирательными свойствами контуров, на базе которых осуществляется амплитудно-частотное преобразование смеси сигнала и шума. Дисперсии шумов на выходе рассмотренных преобразователей равны дисперсии шумов на выходе линейного контура с такими же избирательными свойствами. Распределение амплитуд на их выходе подчиняется нормальному закону. Спектр выходного сигнала указанных выше устройств, при воздействии широкополосных шумов за счет обратной связи по амплитуде выходного сигнала, несимметричен. Увеличение интенсивности шумов приводит к расширению выходного спектра.

9. На базе теоретических исследований прохождения смеси широкополосного шума и гармонического сигнала через амплитудно-частотный преобразователь показано, что средние частоты спектров процессов на выходе при воздействии на вход только широкополосного шума и смеси сигнала и широкополосного шума не совпадают. Различие в средних частотах спектров увеличивается с ростом величины сигнала. Указанные свойства могут быть использованы при создании систем с повышенной помехоустойчивостью.

10. Исследованы взаимнокорреляционные связи выходных процессов амплитудно-частотных преобразователей с различной фазировкой сигналов в цепи обратной связи. Показано, что если оба амплитудно-частотных преобразователя настроены на частоту сигнала, то при отсутствии сигнала коэффициент взаимной корреляции шумов на выходе амплитудно-частотных преобразователей меньше единицы и зависит от величины сигнала. При отношении сигнал/шум больше 2 коэффициент взаимной корреляции шумов на выходе амплитудно-частотных преобразователей близок к нулю. На базе этих исследований разработана двухканальная приемная система, позволившая повысить помехоустойчивость приемного устройства в 2 раза по сравнению с линейным квазиоптимальным приемником.

Практическая значимость диссертационной работы определяется:

1. Предложенными алгоритмами обработки смеси сигнала и шума на базе амплитудно-фазового и амплитудно-частотного преобразований с целью повышения помехоустойчивости приемных систем и новыми устройствами, реализующие указанные алгоритмы обработки смеси сигнала и шума.

2. Результатами исследований влияния технических нестабильностей на работу устройств с переключателем фазы и полученными рекомендациями по технической реализации устройств с амплитудно-фазовым преобразованием смеси сигнала и шума.

3. Предложенным методом измерения малых отношений сигнал/шум и разработка на его базе измерительной аппаратуры для измерения малых отношений сигнала к шуму.

4. Предложенным методом повышения помехоустойчивости приемных устройств, состоящих из двух параллельно включенных амплитудно-частотных преобразователей на баз колебательных контуров с различными фазировками сигналов управления в цепи обратной связи.

5. Разработкой и внедрением на практике новых устройств и систем с высокой помехоустойчивостью на базе амплитудно-фазового и амплитудно-частотного преобразования смеси сигнала и шума.

Реализация и внедрение результатов исследований.

Результаты работы по повышению помехоустойчивости приемных устройств различного назначения внедрены и использовались при выполнении хоздоговорных и бюджетных НИР в ФГУП НПО ГИПО, ФГУП КАПО им. С.П. Горбунова, ФГУП ФНПЦ «Радиоэлектроника» имени В.И.Шимко, ЗАО «Радиоприбор», ЦКБ «Фотон». Научно-технические результаты работы использовались при выполнении НИР по 3-м научно-техническим программам по направлению инновационное сотрудничество Минобразования РФ и Минобороны РФ (2001-2002 годы - НТП «Повышение пропускной способности радиотехнических и оптоэлектронных устройств за счет амплитудно-фазового преобразования сигнала» (шифр 05.01.051), 2003 г.- НТП «Модернизация танкового тренажерного комплекса 2x29 для обучения стрельбе в условиях малобазовых огневых городков» (шифр 09.01.003), 2004 г - НТП « Лазерный имитатор стрельбы противотанковыми ракетами с элементами искусственного интеллекта» (шифр 02.01.071).

Материалы диссертационной работы практически используются в учебном процессе кафедры Радиоэлектронных и квантовых устройств КГТУ имени А.Н.Туполева при подготовке бакалавров, инженеров и магистров по специальностям 2007 и 2015 направления «Радиотехника».

Личный вклад

Материалы диссертации являются обобщением работ автора по данному направлению, выполненных в период с 1993 по 2004 г., и отражают его личный вклад в решаемую проблему. В целом он состоял в постановке рассмотренных задач, разработке методов исследования, алгоритмов численного моделирования и интерпретации полученных результатов. На всех этапах работы автор являлся ответственным исполнителем НИР. В опубликованных работах с соавторами, включенных в диссертацию, автор принимал непосредственное участие в постановке задач, разработке методов исследования, теоретических моделей и методов анализа, разработке алгоритмов и математических имитационных моделей, в проведении теоретических расчетов и экспериментов, проводил анализ результатов и их обобщение.

Апробация работы

Основные материалы диссертации докладывались на XII Межреспубликанском симпозиуме по распространению лазерного излучения в атмосфере и водных средах (Томск, 1993г.), Научно-технической конференции по итогам работы за 1992-1993гг (Казань, 1994г.), I Межреспубликанском Симпозиуме «Оптика атмосферы и океана» (Томск, 1994г.), III Всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов (Казань, 1994г.), II

Республиканская научная конференция молодых ученых и специалистов (Казань, 1996г.), IV Симпозиуме оптики атмосферы и океана (Томск, 1997г.), Научно-методическая конференция Артиллерийского училища (Казань, 1999г.), VII Международный симпозиум оптики атмосферы и океана (Томск, 2000г.), X Международный симпозиум оптики атмосферы и океана (Томск, 2003г.), 58-й Научной сессии посвященной Дню радио (Москва, 2003г.), XVI Всероссийской межвузовской научно-технической конференции (Казань, 2004г.), а также на ряде региональных, межведомственных, местных совещаниях, и специализированных семинарах.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Возможность повышения помехоустойчивости приемных устройств за счет использования амплитудно-фазовое преобразование смеси сигнала и шума на выходе квазиоптимального линейного фильтра и амплитудно-частотное преобразование смеси сигнала и шума на входе квазиоптимального линейного фильтра. Результаты исследований структуры узкополосных шумов и ее изменение при воздействии гармонического сигнала с различной амплитудой. Шумы на выходе узкополосного линейного фильтра по своей структуре соответствуют амплитудно-модулированному сигналу с подавленной несущей. А смесь гармонического сигнала и шума при больших отношениях сигнала к шуму имеет структуру амплитудно-модулированного колебания. Таким образом, шум и смесь сигнала и шума на выходе узкополосного фильтра имеют различия по структуре сигналов. Показана возможность использования структурных различий шума и смеси сигнала и шума для повышения помехоустойчивости приемных устройств.

2. Результаты математического моделирования процессов в узкополосных системах с переключателем фазы высокочастотного заполнения на 71 при достижении огибающей нулевого значения

3. Показано, что при достижении огибающей узкополосного шума нулевого значения фаза высокочастотного заполнения всегда изменяется на тт . При изменении фазы высокочастотного заполнения в момент достижения огибающей узкополосного шума нулевого значения на 71 структура узкополосного шума изменяется и соответствует структуре амплитудно-модулированного колебания. Так как огибающая узкополосного шума при этом не изменяется, то это приводит к расширению спектра выходного сигнала.

4. Метод повышения помехоустойчивости приемного устройства и метод измерения отношения сигнал/шум в области малых отношений сигнал к шуму (менее 3) за счет изменения структуры смеси сигнал и шума.

5. Результаты исследований влияния технических нестабильностей на работу системы с коммутатором фазы. Подтверждена возможность технической реализации предложенных устройств с переключателем фазы на современной элементной базе.

6. Возможность повышения помехоустойчивости приемных устройств за счет применения амплитудно-частотного преобразователь шума и смеси сигнала и шума, установленного перед узкополосным фильтром. В качестве амплитудно-частотного преобразователя целесообразно использовать нелинейный контур с емкостью р-п-перехода или перестраиваемый колебательный контур с обратной связью по амплитуде выходного сигнала.

7. Результаты исследования прохождения широкополосного нормального шума через амплитудно-частотный преобразователь на базе колебательного контура, охваченного обратной связью по амплитуде выходного сигнала. Показано, что дисперсия шумов на выходе амплитудно-частотного преобразователя определяется интенсивностью шумов на входе и избирательными свойствами контуров, на базе которых осуществляется амплитудно-частотное преобразование смеси сигнала и шума. Дисперсия шумов на выходе рассмотренного амплитудно-частотного преобразователя равна дисперсии шумов на выходе линейного контура с такими же избирательными свойствами. Распределение амплитуд на их выходе подчиняется нормальному закону. Спектр выходного сигнала указанных выше устройств за счет обратной связи по амплитуде выходного сигнала несимметричен. Увеличение интенсивности шумов приводит к расширению выходного спектра.

8. Результаты исследования прохождения смеси шума и гармонического сигнала через амплитудно-частотный преобразователь на базе колебательного контура, охваченного обратной связью по амплитуде сигнала, показали, что средние частоты спектров сигналов на выходе указанных устройств при воздействии на входе только широкополосного шума и смеси сигнала и широкополосного шума не совпадают. Различие в средних частотах спектров увеличивается с ростом величины сигнала. Указанные свойства могут быть использованы при создании систем с повышенной помехоустойчивостью.

9. Результаты исследования взаимно-корреляционных связей выходных процессов амплитудно-частотных преобразователей с различной фазировкой сигналов в цепи обратной связи. Показано, что если оба амплитудно-частотных преобразователя настроены на частоту сигнала, то при отсутствии сигнала коэффициент взаимной корреляции шумов на выходе амплитудно-частотных преобразователей меньше единицы и зависит от интенсивности шумов. При отношении сигнал/шум больше 2 коэффициент взаимной корреляции шумов на выходе амплитудно-частотных преобразователей при отсутствии сигнала близок к нулю. На базе этих исследований разработана двухканальная приемная система, позволившая повысить помехоустойчивость приемного устройства в 2 раза по сравнению с линейным квазиоптимальным приемником.

10. Разработка и результаты внедрения технических средств для повышения помехоустойчивости приемных устройств различного назначения на базе амплитудно-фазового и амплитудно-частотного преобразования смеси сигнала и шума.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложения. Основная часть изложена на -198 страниц текста и содержит 62 рисунка. Приложение содержит 4 таблицы. Список литературы включает в себя 157 наименования.

выводы

На базе проведенных в данной главе исследований можно сделать следующие выводы:

1. Применение узкополосных фильтров на выходе узкополосной системы с переключателем фазы позволяет увеличить отношение сигнал/шум от 1,33 до 1,9 в зависимости от типа применяемых фильтров.

2. Введение дополнительного канала в узкополосную систему с переключателем фазы приводит к резкому уменьшению вероятности ложной тревоги.

3. Предложено устройство позволяющее обеспечить измерение и обнаружение сигналов при малых отношениях сигнал/шум.

4. Вышеуказанные свойства позволяют использовать нелинейные эффекты в двухканальных приемных системах. При этом величина выигрыша по сравнению с одноканальным устройством составляет 2.3 раза.

5. Результаты исследований использованы при создании ряда систем, среди которых, в первую очередь, следует отметить лидарные комплексы гетеродинным приемом оптических сигналов, модернизированный тренажерный комплекс 2x29 и телевизионную систему контроля герметичности топливных баков самолетов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Показано, что для повышения помехоустойчивости приемных устройств необходимо применить амплитудно-фазовое преобразование смеси сигнала и шума на выходе квазиоптимального линейного фильтра и амплитудно-частотное преобразование смеси сигнала и шума на входе квазиоптимального линейного фильтра.

2. Впервые установлено, что узкополосные шумы на выходе узкополосного линейного фильтра по своей структуре соответствуют амплитудно-модулированному сигналу с подавленной несущей. А смесь гармонического сигнала и шума при больших отношениях сигнала к шуму имеет структуру амплитудно-модулированного колебания. Таким образом, шум и смесь сигнала и шума на выходе узкополосного фильтра имеют различия по структуре сигналов. Показана возможность использования структурных различий шума и смеси сигнала и шума для повышения помехоустойчивости приемных устройств.

3. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований показано, что при достижении огибающей узкополосного шума нулевого значения фаза высокочастотного заполнения всегда изменяется на п . При изменении фазы высокочастотного заполнения в момент достижения огибающей узкополосного шума нулевого значения на п структура узкополосного шума соответствует структуре амплитудно-модулированного колебания. Так как огибающая узкополосного шума при этом не изменяется, то это приводит к расширению спектра выходного сигнала. Изменение спектров узкополосных шумов при коммутации фазы в момент прохождения огибающей через нуль наблюдалось для всех типов узкополосных фильтров.

4. Предложен метод повышения помехоустойчивости приемного устройства и метод измерения отношения сигнал/шум в области малых отношений сигнал к шуму (менее 3) за счет изменения структуры смеси сигнал и шума за счет использования переключателя фазы п.

5. Исследованы вопросы влияния технических нестабильностей на работу системы с коммутатором фазы. Показано, что начальная фаза гармонического сигнала не влияет на спектр узкополосного шума на выходе переключателя фазы при реализации узкополосного процесса большой длительности. При малой длительности реализации узкополосного шума разность фаз между действующей фазой высокочастотной составляющей узкополосного шума и фазой гармонического сигнала существенно влияет на изменение формы спектра сигнала на выходе переключателя фазы.

6. Показано, что для повышения помехоустойчивости приемных устройств необходимо перед узкополосным квазиоптимальным фильтром применить амплитудно-частотный преобразователь шума и смеси сигнала и шума. В качестве амплитудно-частотного преобразователя целесообразно использовать нелинейный контур с емкостью р-п-перехода или перестраиваемый колебательный контур с обратной связью по амплитуде выходного сигнала.

7. Проведены теоретические исследования прохождения шума через нелинейный контур с емкостью р-п-перехода и амплитудно-частотный преобразователь на базе колебательного контура, охваченного обратной связью по амплитуде выходного сигнала. Показано, что дисперсия шумов на выходе нелинейного контура и амплитудно-частотного преобразователя с цепью обратной связи определяется интенсивностью шумов на входе и избирательными свойствами контуров, на базе которых осуществляется амплитудно-частотное преобразование смеси сигнала и шума. Дисперсии шумов на выходе рассмотренных преобразователей равны дисперсии шумов на выходе линейного контура с такими же избирательными свойствами. Распределение амплитуд на их выходе подчиняется нормальному закону. Спектр выходного сигнала указанных выше устройств при воздействии широкополосных шумов за счет обратной связи по амплитуде выходного сигнала несимметричен. Увеличение интенсивности шумов приводит к расширению выходного спектра.

8. Теоретические исследования прохождения смеси шумов и гармонического сигнала через нелинейный контур емкостью р-п-перехода и амплитудно-частотный преобразователь на базе колебательного контура, охваченного обратной связью по амплитуде сигнала показали, что резонансные частоты спектров сигналов на выходе указанных устройств при воздействии на входе широкополосного шума и смеси сигнала и широкополосного шума не совпадают. Различие в резонансных частотах спектров увеличивается с ростом величины сигнала. Указанные свойства могут быть использованы при создании систем с повышенной помехоустойчивостью.

9. Исследованы взаимно-корреляционные связи выходных процессов амплитудно-частотных преобразователей с различной фазировкой сигналов в цепи обратной связи. Показано, что если оба амплитудно-частотных преобразователя настроены на частоту сигнала, то при отсутствии сигнала коэффициент взаимной корреляции шумов на выходе амплитудно-частотных преобразователей меньше единицы и зависит от величины сигнала. При отношении сигнал/шум больше 2 коэффициент взаимной корреляции шумов на выходе амплитудно-частотных преобразователей близок к нулю. На базе этих исследований разработана двухканальная приемная система, позволившая повысить помехоустойчивость приемного устройства в 2 раза по сравнению с линейным квазиоптимальным приемником.

1. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. — М: Советское радио, 1966. — 431 с.

2. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. — М.: Советское радио, 1966. —677 с.

3. Чистяков Н.И., Сидоров М.В., Мельников B.C. Радиоприемные устройства. — М.: Гос. изд. лит-ры по вопросам связи и радио, 1959. — 895 с.

4. Быков В.В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике. — М.: Советское радио, 1971. — 328 с.

5. Бусленко Н.П., Шрейдер Ю.А. Метод статистических испытаний (метод Монте-Карло) и его реализация в цифровых машинах. — М.: Физматгиз, 1961.

6. Голенко Д.И. Моделирование и статистический анализ псевдослучайных чисел на электронных вычислительных машинах. — М.: Наука, 1965.

7. Куликовский А.А. Линейные каскады радиоприемников. — М.; Л.: Гос. энерг. изд-во, 1958.

8. Буга Н.Н. и др. Радиоприемные устройства. Учебник для вузов / Буга Н.Н., Фалько Л.И., Чистяков Н.И./ Под ред. Н.И.Чистякова. — М.: Радио и связь, 1986. — 320 е., ил.

9. Поляков В. Т. Радиолюбителям о технике прямого преобразования. — М.; Патриот, 1990. — 204 е., ил.

10. Новиков B.C. и др. Паскаль: Учебное пособие для сред. спец. учеб. заведений / Новиков B.C., Парфилова Н.И., Пылькин А.Н. — М.: Высш.шк.,1990. — 223; ил. — ( Алгоритмические языки в техникуме).

11. Проектирование радиопередающих устройств: Учеб.пособие для вузов / Шахгильдян В.В., Власов В.А., Козырев В.В. и др. / Под ред. В.В.Шахгильдяна. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.; Радио и связь, 1993. — 512 е., ил.

12. Хершель Р. Турбо Паскаль — 2-е изд., перераб. — Вологда: МП «МИК», 1991. — 342 с. при участии МП ТПО «Квадрат», Москва.

13. Колемаев В. А. и др. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для экон. спец. вузов / Колемаев В.А., Староверов О.В., Турундаевский А.В. / Под ред. В.А.Колемаева. — М.: Высш. шк., 1991. — 400 е., ил.

14. Котельников В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости. — М.: Госэнергоиздат, 1956.

15. Вудворд Ф.М., Девис И. Принцип обратной вероятности в теории передачи сигналов. // Теория передачи электрических сигналов при наличие помех / Под ред. Н.А.Железнова. — М.: Ин. лит-ра, 1953.

16. Теория передачи электрических сигналов при наличии помех. // Под ред. Н.А.Железнова. — М.: Ин. лит-ра, 1953.

17. Прием сигналов при наличии шума // Под ред. Гуткина А.С. — М.: Ин. лит-ра, 1960.

18. Колмогоров JT.H. Интерполирование и экстраполирование стационарных случайных последовательностей. // Изд-во АН СССР, Серия математика. — Т. 5, № 1, 1941.

19. Wiener N. Extrapolation, interpolation and smoothing of stationary time series, Wiley John. — New-York, 1949.

20. Zaden L., Ragazzini J. An extensions of Wieners theory of predictions. // J. off Appl. Phys. — 1950 —V.21,№7.

21. Пугачев B.C. Теория случайных функций и ее применение к задачам автоматизированного управления. — М.: Физматгиз, 1960.

22. Яглом A.M. Введение в теорию стационарных функций //УМН. — 1952. — Вып.5 (51).

23. Вудворд Ф.М. Теория вероятностей и теория информации к применению в радиолокации. / Пер. с анг. — М.: Советское радио, 1955.

24. North D. Analysis of factors which determine signal-to-noise discrimination inpulsed carrier systems. — Rep. PTR-6c. RCA, 1943.

25. DworkB.M. //Proc.JRE. — 1950. —V. 38. —P.771.

26. Гуткин JI.C. Теория оптимальных методов радиоприема при флуктуационных помехах. — М.; Д.: Госэнергоиздат, 1961.

27. WaldA. Sequent ional analysis. — New-York, 1949.

28. WaldA. Decision functions. — Wiley John, New-York, 1950.

29. Миддлтон Д. Введение в статистическую теорию связи / Под ред. Б.Р.Левина. — М.: Советское радио, 1962. — T.II, 4.IV.

30. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1982. — 624 с.

31. Рытое С.М. Введение в статистическую радиофизику. — М.: Наука, 1966.

32. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. — М.: Советское радио, 1966. —Кн. первая.

33. Slepian D. Some comment on the Detection of Gaussian Signals in Gaussian Noise //JRE Transactions on Information Theory.— 1958.—№2.—P.65—68.

34. Вайтитейн В.А., Зубаков В.Д. Выделение сигналов на фоне случайных помех. — М.: Советское радио, 1960.

35. Rice S.O. Statistical properties of a sine wave plus ran don noise // BSTJ —1948. —№ i.

36. Радиоприемные устройства / Гуткин JI.C., Лебедев В.Л., Сифоров В.И. / Под ред. СифороваВ.И. — М.: Госэнергоиздат.,1961. — Ч. 1.

37. Гуткин Л.С. Преобразование сверхвысоких частот и детектирование. — М.: Госэнергоиздат, 1953. —415 с.

38. Палшков В.В. Радиоприемные устройства: Учебное пособие. — М.: Радио и связь, 1984. — 392 е., ил.

39. Радиоприемные устройства: Учебник для вузов / Буга Н.Н., Фалько А.И., Чистяков Н.И. / Под ред. Н.И.Чистякова. — М.: Радио и связь, 1986. — 320 е., ил.

40. Тихонов В.И. Выбросы случайных процессов. — М.: Наука, Глав. ред. физ.-мат. лит-ры, 1970. — 392 с.

41. Захаров С.К, Корадо В.А. Обнаружение гармонического сигнала на фоне стационарной гауссовской помехи с неизвестными параметрами по критерию максимального правдоподобия. // Радиотехника и электроника. — 1985. — Вып. 3. — С. 504—512.

42. Корадо В. А. Обнаружение сосредоточенного в пространстве случайного сигнала с неизвестной корреляционной матрицей на фоне помехи с неизвестной корреляционной матрицей // Радиотехника и электроника. — 1985. — Вып. 6. — С. 1112—1119.

43. Фалько А.И., Сединин В.И., Чухров А.С., Костюкович А.Е. Помехоустойчивость некогерентного разнесенного приема в каналах с сосредоточенными помехами // Радиотехника и электроника. — 1985. — Вып. 6. — С. 1119—1126.

44. Шинаков Ю.С. Совместное обнаружение и разрешение неизвестного числа сигналов // Радиотехника и электроника. — 1985. — Вып. 6. — С. 1126— 1131.

45. Рубцов В.Д., Зайцев А.Н. Определение вероятностных характеристик помехи и ее смеси с узкополосным сигналом по экспериментальным данным // Радиотехника и электроника. — 1985. — Вып. 9. — С. 1742—1748.

46. Уланов А.Е. О нелинейных методах обработки слабых радиосигналов на фоне стационарных негауссовских помех // Радиотехника и электроника. — 1985. — Вып. 12. — С. 2346—2353.

47. Блатов В.В. Распределение вероятностей мгновенной частоты суммы сигнала и узкополосного шума // Радиотехника. — 1986. — № 2. — С. 51—55.

48. Голубев В.Н., Зимогляд В.Г. Оценка помехозащищенности главного тракта радиоприемника на основе использования функции распределения вероятностей уровней одиночных помех // Радиотехника — 1986. ■— № 10. — С. 2205—2208.

49. Горев П.В., Колданов А.П. Обнаружение детерминированного сигнала при кусочно-стационарных помехах // Радиотехника. — 1986. — № 3. — С. 22— 25.

50. Тузлуков В.П. Обнаружение детерминированного сигнала на фоне помех // Радиотехника. — 1986. — № 9. — С. 57—60.

51. Данилов В.А. Вероятностные характеристики суммы произвольного числа случайно модулированных колебаний и коррелированного гауссовского шума // Радиотехника. — 1991. — № 1. — С. 42—45.

52. Смирнов Н.И., Горгадзе С.Ф. Плотность вероятности процесса на выходе фильтра сложного сигнала при действии узкополосных помех // Радиотехника. — 1991. — № 7. — С. 49—51.

53. Блатов В.В. Измерение отношения сигнал/шум по плотности вероятности мгновенной частоты // Радиотехника и электроника. — 1987. — Вып. 2. — С. 444—446.

54. Дмитриенко А.Н., Шустов Э.И. Обнаружение сложного сигнала на фоне помехи с неизвестной интенсивностью // Радиотехника и электроника. — 1988. — Вып. 4. — С. 734—738.

55. Рубцев В.Д., Кощее A.JI. О распределение огибающей смеси сигнала и помехи // Радиотехника и электроника. — 1988. — Вып. 5. — С. 1081—1084.

56. Грознецкий Б.Н., Штейнберг A.JI. Двухмерная плотность вероятности произвольной фазы узкополосного стационарного нормального шума // Радиотехника и электроника. — 1988. — Вып. 10. — С.2205—2208.

57. Кошевой В.М. Обнаружение сигналов в условиях помех с пространственной неоднородностью // Радиотехника и электроника. — 1988. — Вып. 4. —С. 868—871.

58. Дергачев Ю.А., Тузов Г.И. Нелинейное преобразование суммы сигналов и гауссовского шума // Радиотехника и электроника. — 1989. — Вып. 7. — С. 1391—1397.

59. Копцев А.А., Рубцов В Д. О распределение фазы смеси сигнала и помехи // Радиотехника и электроника. — 1989. — Вып. 8. — С. 1774—1776.

60. Макаров С.Б., Цикин И.А. Энергетические спектры случайных последовательностей сигналов с плавным изменением огибающей и фазы // Радиотехника и электроника. — 1990. — Вып. 4. — С. 793—800.

61. Вощенко B.C., Никитин Я.Ю., Филимонов Р.П. Последетекторное обнаружение слабых сигналов в негауссовских шумах фазовым методом // Радиотехника и электроника. — 1990. — Вып. 10. — С. 2072—2080.

62. Данилов Н.Д., Шинаков Ю.С. Асимптотические свойства системы квазиподобных оценок в задачах одновременного различения сигналов и оценкиих параметров на фоне помех // Радиотехника и электроника. — 1990. — Вып. 12. —С. 2548—2553.

63. Грознецкий Б.Н., Штейнберг А.Л., Куликовский К.А. Математическое ожидание модуля производной фазы суммы модулированного сигнала и гауссовского шума // Радиотехника и электроника. — 1990. — Вып. 12. — С. 2633—2637.1

64. Башин Г.М. Многоальтернативное некогерентное обнаружение случайного сигнала на фоне гауссовской помехи с неизвестными характеристиками нестационарности // Радиотехника и электроника. — 1991. — Вып. 2. —С. 315—319.

65. Добряк Д.С., Вершинин Е.А. Прием известного сигнала на фоне атмосферных радиопомех // Радиотехника и электроника. — 1991. — Вып. 4. — С. 722—730.

66. Судаков Ю.А. Формы минимального алгоритма быстрого преобразования Фурье // Радиотехника и электроника. — 1991. —- Вып. 1. — С. 117—126.

67. Данилов В.А. Вероятностное моделирование стационарных случайных процессов с применением квазидетерминированного гармонического колебания // Радиотехника и электроника. — 1991. — Вып. 1. — С. 270—278.

68. Атаянц Б.А., Езорский В.В. Влияние шумов на эффективность распознавания случайных сигналов, описываемых бета-распределением // Радиотехника и электроника. — 1986. — Вып. 4. — С. 826—829.

69. Добряк Д.С., Петрова Л.Г. Статистические свойства спектральной плотности атмосферных радиопомех // Радиотехника и электроника. — 1986. — Вып. 6. —С. 1174—1177.

70. Дмитриенко А.Н. Обнаружение сигналов на фоне помех в условиях частичной априорной неопределенности // Радиотехника и электроника. — 1986. —Вып. 8. —С.1541—1547.

71. Анисимова JI.H., Колданов А.П. Тесты равномерности для обнаружения гармонического сигнала // Радиотехника и электроника. — 1986. — Вып. 12. — С. 2412—2421.

72. Польский Ю.Е., Ильин А.Г. Структура узкополосных шумов в оптических системах с гетеродинным приемом // Тезисы докладов 12 межреспубликанского симпозиума по распространению лазерного излучения в атмосфере и водных средах. — Томск — 1993. — С.

73. Ильин А.Г. Повышение отношения сигнал/шум в лидарных системах с гетеродинным приемом // Тезисы докладов 12 межреспубликанского симпозиума по распространению лазерного излучения в атмосфере и водных средах. — Томск — 1993. — С.

74. Польский Ю.Е., Ильин А.Г. Способ измерения малых отношений сигнал/шум и устройство его осуществления. Пол. реш. по заявке № 93-02127/ 10(020366).

75. Ильин А.Г. Особенности структуры узкополосных шумов // Научно-техническая конференция по итогам работы за 1992-1993 г.: НИЧ — 50 лет: Тезисы докладов. 4—15 апреля / Казанский государственный технический университет. — Казань, 1994. — С.

76. Ильин А.Г. Способ уменьшения вероятности ложной тревоги и устройство для его осуществления. Пол. реш. по заявке №94040071.

77. Ильин А.Г. Влияние гармонического сигнала на спектр огибающей при приеме сигналов с гетеродинированием // Тезисы докладов 1 Межреспубликанского симпозиума «Оптика атмосферы и океана». — Томск, 1994 —С. 206—207.

78. Ильин А.Г., Польский Ю.Е. Влияние гармонического сигнала на спектр огибающей при приеме сигналов с гетеродинированием // Тезисы докладов 1 Межреспубликанского симпозиума «Оптика атмосферы и океана». — Томск, 1994 —С. 208—209.

79. Илыш А.Г. Применение теоремы Слепяна для повышения помехоустойчивости систем связи // Тезисы докладов третьей Всероссийской научно-технической конференции ФАР-94. — Казань, 1994.

80. Ильин А.Г., Польский Ю.Е. Структура и информационная емкость узкополосных шумов в лидарных системах с гетеродинным приемом // Оптика атмосферы и океана. — Томск , 1995. — Вып. 8, № 5.

81. Абрамян А.С., Казарян P.JT., Мнацаканян Т. А. Повышение помехоустойчивости гомодинного приема оптического сигнала в атмосфере // Радиотехника и электроника. — 1986. — Вып. 12. — С. 2412—2421.

82. Трухачев А.А. Двумерное распределение модуля вектора с гауссовскими компонентами шума // Радиотехника и электроника. — 1988 — Вып. 9 — С. 2001—2009.

83. Дергачев Ю.А., Тузов Г.И. Анализ нелинейных преобразований сигналов и помех при использовании спектрально-временного метода // Радиотехника и электроника. — 1988 — Вып. 7. — С. 1391—1397.

84. Ермаков С.М. Метод Монте-Карло и смежные вопросы. — 2-е изд., доп.

85. М.: Наука, 1975. — 471с. (Теория вероятности и мат. статистика).

86. Козлов М.Р. Помехоустойчивость разнесенного приема сигналов с ППРЧ в условие сетки гармонических помех // Радиотехника. — 1990. — № 1.1. С.12—16.

87. Антпыпов В.Н., Гуляйкин О.П., Ефимов В.А. Обнаружение узкополосного сигнала на фоне пространственно коррелированной помехи // Радиотехника. — 1990. —№2. —С. 65—68.

88. Башип Г.М. Инвариантное одновыборочное некогерентное обнаружение сигнала на фоне пространственно коррелированной помехи // Радиотехника. — 1990. —№ 11. — С. 45—47.

89. Бочарова И.Е. Помехоустойчивость приема ФМ сигналов в двухлучевом райсовском канале // Радиотехника. — 1990. — № 11. — С. 49— 52.

90. Кабанов В.В. Помехоустойчивость приема дискретных сообщений на фоне атмосферных радиопомех // Радиотехника. — 1990. — № 11. — С. 48—49.

91. Поляков В.А., Толпарев Р.Г. Повышение надежности для одной из процедур обнаружения // Радиотехника. — 1990. — № 1. — С. 57—59.

92. Сендерский В.А. Предельная помехоустойчивость передачи информации от непрерывного источника // Радиотехника. — 1990. — № 7. — С. 49—51.

93. Трухачев А.А. Функция распределения и плотность распределения вероятностей отношения коррелированных райсовских случайных величин // Радиотехника. — 1990. — № 6. — С. 46—48.

94. Чабдаров Ш.М., Феоктистов А.Ю., Надеев А.Ф., Файзулин P.P. Оптимальный прием многопозиционных сигналов при комплексе шумовых и импульсных помех с произвольными флуктуациями // Радиотехника. — 1990. ■— №12. —С. 32—36.

95. Бронников В.Н., Татаринский С.Н. Помехоустойчивость и эффективность передачи дискретных сообщений с помощью комбинированного относительного вида модуляции // Радиотехника. — 1990. — № 4. -— С. 34—38.

96. Искам В.Я. Помехоустойчивость оптимального во флуктуационных шумах некогерентного приема при райсовских замираниях сигнала и сосредоточенной помехи // Радиотехника. — 1988. — № 9. — С. 45—49.

97. Гиршов B.C. Помехоустойчивость когерентного приема многопозиционных сигналов с фазоразностной модуляцией // Радиотехника. — 1988. — № 1. — С. 47—49.

98. Клиот Е.И., Бортников В.В., Ильясов В.Н. Помехоустойчивость квазикогерентного приема в адаптивных радиолиниях с оптимальным маневрированием частотой // Радиотехника. — 1988. — № 12. — С. 43—45.

99. Терлов H.JT. Помехоустойчивость систем передачи дискретной информации. — М.: Связь, 1964.

100. RichardR.H., Gore W.C. A Nonlinear Filter for Non-Gaussian Interference // Trans. IRE. — 1954. — CT—1, № 1.

101. Zadeh L.A. Optimum nonlinear filter // I.Appl. Phys. Vol 24, April, 1953.

102. Nelson M. Blachman. Bond-Pass Nonlinearities // Trans. IEEE. Vol IT-10, № 2, April, 1964.

103. Горбачев А. А. Экспериментальное исследование ограничения импульсных помех с преобразованием спектра и следящим порогом // Радиотехника. — 1967. — Т. 12. —№ 6.

104. Горбачев А. А. Подавление импульсных помех посредством нелинейного преобразования формы их частотного спектра // Радиотехника. — 1958. —Т. 13.—№ 1.

105. Антонов О.Е. Оптимальное обнаружение сигналов в негауссовых помехах. Обнаружение полностью известного сигнала // Радиотехника и электроника. —- 1967 — Т. XII. — № 4.

106. Антонов О.Е. Оптимальное обнаружение сигналов в негауссовых помехах. Обнаружение сигнала с неизвестными амплитудой и фазой // Радиотехника и электроника. — 1967 —■ Т. XII. — № 5.

107. Антонов О.Е., Понкратов B.C. Обнаружение сигналов на фоне помех приемниками с нелинейными четырехполюсниками на входе // Радиотехника и электроника. — 1968 — Т. XIII. — № 6.

108. Большаков И.А., Гуткин JI.C., Левин Б.Р., Стратонович Р.П. Математические основы современной радиоэлектроники // Сов. Радио. —1968. — Вып.2.

109. Первозванский А. А. Случайные процессы в нелинейных автоматических системах // ГИФМЛ, 1962.

110. Казаков И.Е., Доступов Б.Г. Статистическая динамика нелинейных автоматических систем. — М.: Физматгиз, 1962.

111. Пупков К.А. Метод исследования точности существенно нелинейных систем автоматического регулирования // Автоматика и телемеханика. 1957. — T.XVIII — № 11. — С.

112. Доступов Б.Г. Приближенное определение вероятностных характеристик выходных координат нелинейных систем автоматического регулирования // Автоматика и телемеханика. 1957. — T.XVIII — № 11. — С.

113. Вудворд Ф.М., Девис И. Л. Принцип обратной вероятности в теории передачи сигналов / Под ред. Н.А. Железнова. — М.: Ин. лит-ра 1953.

114. Лоссовский В.А. Исследование процессов в цепях с нелинейными реактивностями при детерминированных и случайных воздействиях. Диссертация докт. техн. наук. — Л., 1968.

115. Ильин Г.И., Лоссовский В.А. Сглаживающие свойства нелинейных фильтров, использующих емкость р-п-перехода // Радиотехника и электроника.1967 —Т. XII. —№2.

116. Ильин Г.И., Лоссовский В.А. Экспериментальное исследование выигрыша сигнал/шум RC-фильтра с нелинейной емкостью р-п-перехода // Материалы третьей конференции молодых научных работников г. Казани. — Казань: Таткнигоиздат, 1967.

117. Стратонович Р.Л. Условные марковские процессы и их применение к теории оптимального управления / М.: Изд-во ун-та, 1966.

118. Стратонович Р.Л. Применение теории процессов Маркова для оптимальной фильтрации сигналов // Радиотехника и электроника. — 1968 — Т. XIII. —№6.

119. Тихонов В.И. Нелинейная фильтрация и квазиоптимальный характер фазовой автоподстройки частоты // Изд. АН СССР, Техническая кибернетика.1965. — №2 — С. 88—101.

120. Большаков И.А., Репин В.Г. Вопросы нелинейной фильтрации (случай одного параметра) // Автоматика и телемеханика. 1961. — Т.ХИ — № 4. — С. 446

121. Сосулина Ю.Г. Об оптимальном приеме случайных импульсных сигналов на фоне шумов // Радиотехника и электроника. — 1967 — Т. XII. — № 5.

122. Стратонович Р.Л., Сосулина Ю.Г. Оптимальный прием сигналов на фоне негауссовых помех // Радиотехника и электроника. — 1966 — Т. XI. — № 4.

123. Сосулина Ю.Г. Некоторые вопросы обнаружения и фильтрации сигналов на фоне помех марковского типа. Гауссовы помехи // Радиотехника и электроника. — 1968 — Т. XIII. — № 3.

124. Сосулина Ю.Г. Некоторые вопросы обнаружения и фильтрации сигналов на фоне помех марковского типа. Негауссовые помехи // Радиотехника и электроника. — 1968 — Т. XIII. — № 4.

125. Гаазе-Раппопорт М. Автоматы и живые организмы. М., 1961.

126. Лабутин В.К. Колебательный контур, перестраиваемый емкостью. — М.; Л.: Энергия, 1964. — 96 с.

127. Ильин А.Г. Повышение помехоустойчивости и пропускной способности радиотехнических и оптоэлектронных систем на базе амплитудно-фазового преобразования сигнала и шумов. Монография. Казань: Изд. КГТУ им. А.Н.Туполева, 2005 г., 192 с.

128. Малкин И.Г. Некоторые задачи теории нелинейных колебаний. ГИТТЛ, 1956.

129. Боголюбов Н.Н., Митрополъский Ю.А. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. —М.: Наука, 1974.

130. Миляев Н.А. К теории вынужденных колебаний в нелинейном контуре с емкостью р-п-перехода / Под ред. А.Г. Сайбеля. — «Теория и техника радиолокации».

131. Стратонович Р.Л. Избранные вопросы теории флюктуаций в радиотехнике. — М.: Советское радио, 1961.

132. Романенко А.Ф., Сергеев Г. А. Вопросы прикладного анализа случайных процессов. —М.: Советское радио, 1962.

133. Тихонов В.И. Специальные случаи применения уравнения Фоккера-Планка-Колмогорова // Радиотехника и электроника. — 1962. — № 5.

134. Сифоров В.И. О влиянии помех на прием импульсных сигналов // Радиотехника. — 1946. — № 1.

135. Белоусов А.П. О наивысшей реальной чувствительности приемника // Радиотехника. — 1946. — № 5.

136. Booton R.C. Are Optimization Theory for Time-varying Linear Systems with No stationary Statistical Inputs // Proc. JRE — 1952. — P. 977—981.

137. Винницкий A.C. Модулированные фильтры и следящий прием ЧМ-сигналов . — М.: Советское радио, 1969. — 548 с.

138. Ильин Г.И. Исследование и расчет нелинейных фильтров повышающих отношение сигнал/шум в радиоприемных устройствах. Диссертация канд. техн. наук. — Казань, 1969.

139. Ильин А.Г. Повышение отношения сигнал/шум в лидарных системах с гетеродинным приемом. Тезисы докладов 12 Межреспубликанскогосимпозиума по распространению лазерного излучения в атмосфере и водных средах Томск, 1993г.

140. Ильин А.Г. Повышение помехоустойчивости приемных устройств за счет образования дополнительного канала,- Сб. II Республиканская научная конференция молодых ученых и специалистов: Тезисы докладов. Казань, КГТУ им. А.Н. Туполева, 1996.

141. Ильин А.Г. Изменение линейной фильтрации на выходе узкополосной системы с переключателем фазы,- Сб. II Республиканская научная конференция молодых ученых и специалистов: Тезисы докладов. Казань, КГТУ им. А.Н. Туполева, 1996.

142. Ильин А.Г. Определение спектра сигнала в лазерных системах с частотной модуляцией,- Труды IV Симпозиума оптики атмосферы и океана, 1997, Томск / Институт атмосферы и океана, Сиб. Отделение Рос. Академии наук, 1997, 10-13 с.

143. Ильин А.Г., . Ильин Г.И., Миронченко В.Н., Логинов В.И., Оптоэлектронная система имитации стрельбы для огневого городка,- Сб. Электронное приборостроение. Вып. 9. Казань, Изд. КГТУ им. А.Н. Туполева, 1999, 92 с.

144. Ильин А.Г., Филаретов В.А. Оценка качества имитаторов стрельбы с различной конфигурацией построения,- Сб. Электронное приборостроение. Вып. 9. Казань, Изд. КГТУ им. А.Н. Туполева, 1999, 92 с.

145. Ильин А.Г., Ильин Г.И., Хайруллин Н.Г., Логинов В.И. Измеритель скорости облаков лидарного комплекса,- Сб. VII Международного симпозиума оптики атмосферы и океана, 2000, Томск: Тезисы докладов. Томск, изд. ИАО, 2000 г.

146. Ильин А.Г., Ильина О.В., Телевизионная система для контроля герметичности топливных баков самолетов в труднодоступных местах,- Сб. Электронное приборостроение. Вып. 3(19). Казань, Изд. КГТУ им. А.Н. Туполева, 2001, 90 с.

147. IVin A.G., Some possibilities of optical receivers' sensibility increases for lidar complexes,- Сб. X Международного симпозиума оптики атмосферы и океана, 2002, Томск: Тезисы докладов. Томск, изд. ИАО, 2002 г.

148. Ильин А.Г. Использование положений теоремы Слепяна для повышения чувствительности оптоэлектронных и радиотехнических систем,-Сб. X Международного симпозиума оптики атмосферы и океана, 2003, Томск: Тезисы докладов. Томск, изд. ИАО, 2003 г.

149. Ильин А.Г. Особенности прохождения белого шума через нелинейный контур с емкостью р-п перехода,- Сб. X Международного симпозиума оптики атмосферы и океана, 2003, Томск: Тезисы докладов. - Томск, изд. ИАО, 2003 г.

150. Ильин А.Г. О возможности использования положений теоремы Слепяна для повышения чувствительности радиоприемных устройств,- Сб. 58 Научной сессии, посвященной Дню радио: Тезисы докладов Москва, Российское НТОРЭС им. А.С. Попова, 2003 г.

151. Ильин А.Г., Ильин Г.И. Воздействие широкополосных шумов на нелинейный контур с емкостью р-n -перехода,- Сб. 58 Научной сессии, посвященной Дню радио: Тезисы докладов Москва, Российское НТОРЭС им. А.С. Попова, 2003 г.

152. Ильин А.Г. Возможности применения положений теоремы Слепяна для обнаружения сигналов на фоне помех,- Сб. Электронное приборостроение. Вып. 4(38). Казань, Изд. КГТУ им. А.Н. Туполева, 2004, 67 с.

153. Ильин А.Г. Воздействие сигнала и шума на нелинейный контур с емкостью р-п-перехода, -Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. №2. -Казань, Изд. КГТУ им. А.Н. Туполева, 2005, с.

154. Ильин А.Г., Хайруллин Н.Г., Логинов В.И. Методические указания по проведению практических занятий на тренажере 2x29. Методические указания. Казанский филиал Челябинского института, Казань, 1999 г.

155. Ильин А.Г., Ильин Г.И. Повышение пропускной способности радиотехнических и оптоэлектронных устройств за счет амплитудно-фазового преобразования сигнала, НТП, шифр 05.01.051, 2001—2002 г.

156. Ильин А.Г., Ильин Г.И, Хайруллин Н.Г., Логинов В.И. Модернизация танкового тренажерного комплекса 2x29 для обучения стрельбе в условиях малобазовых огневых городков, НТП, шифр 09.01.003, 2003 г.

157. Ильин А.Г., Ильин Г.И, Хайруллин Н.Г., Логинов В.И. « Лазерный имитатор стрельбы противотанковыми ракетами с элементами искусственного интеллекта, НТП, НТП, шифр 02.01.071, 2004 г.