Устройство для моделирования случайных полей

 

И C А H И Е <»>481912, ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено08.06. 73 (21) 1931334/18-24 с присоединением заявки № (3. 06 ) 7/48 (51) М Кл. (23) Приоритет(43) Опубликовано 25.08.75Бюллетеиь № 31 (53) УДК

681.333 (088.8) (45) Дата опубликования описания11.11.75

Государствеиный комитет

Совета Министров СССР оо делам изаоретений н открытий (72) Авторы изобретения

A. Я. Калюжный, Л. Г. Красный, И. И. Шнер и О. В. Морозовецкий (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНЫХ

ПОЛЕЙ

Изобретение относится к вычислитель- 1 ной технике, в частности к моделирующим устройствам, и может быть использовано в радиолокации, гидроакустике, сейсмологии для имитации случайных полей.

Известно устройство для моделирования случайных полей, соцержащее генераторы шума, причем выход каждого генератора шума соответствующую группу блоков весовых коэффициентов соецинен с входами соответствующего и нослецующих сумматоров, выхоцы которых соединены с выходами устройства.

Цель изобретения — расширение клас»

:сов решаемых зацач, а именно обеспече. ние возможности формирования в заданной области пространства шумового поля с произвольным .характером анизотропии.

Достигается это благоцаря тому, что устройство содержит дополнитеттьные группы блоков весовых коэффициентов и блоки Гильбертова преобразования, вхоцы которых соединены с выходами соответствующих генераторов шума, а выход каждого блока Гильбертова преобразования J через соответствующую группу блоков весовых коэффициентов соединен с входами соответствующего и последующих сумматоров.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство дпя моделирования случайных полей соцержит генераторы шу- j

:ма 1 -1, блоки 2 -2, 3 -3 !

О

3 11 33 11 ЗЗ весовых коэффициентов, блоки 4 -4

1 3 Гильбертова преобразования и суммато- . ры5 -5

1 .3

Устройство работает следующим об15 разом.

Пространственно-временная корреля-

1 ционная функция узкополосного Гаусс ова поля (t .,х ) с произвольной анизоторопией ойисывается соотношением: л К(т.,t, x,õ,)=K (t,t,),(X -х,)-К (т-1,)р (к — х„), (1) где Кт (С,f, ) — временная функция кор25 реляции поля;

481912

50 енеУстройство для моделирования случило- ных полей, содержащее генераторы шума, выход каждого генератора шума через соответствуюшую группу блоков весовых коэффициентов соединен со вхоцами соответствующего и последующих сумматоров, выходы которых соединены с выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения класса ре-! l

3 л (t, С ) — преобразование Гильбер(f. f,1) Ф1 вРемЯ

Р {)(- Х ) и р (;С вЂ” Х, ) вЂ,цействительная и мйимая части пространственной корреляционной функции Я(Х вЂ” Х,) частоте (»О Г к — центральная частота

О О спектра поли ((t., Х ) (Поскольку поле $ (f, Х ) моделируется в конечном числе точек Х ... Х

1 I и Э то зацача сводится к моцелированию вектора(((с, с,) „ (с x„)j, «вщ««««р«екция которого может быть разложена ф(с,7с)= р Qxx flax(t)9«(x;)i

+ (t) () (Х )1,...,(2) л где $ <(С} — преобразование Гильберта

Роцесса (к(С) Ь,(х )) )4 fу ()()1 сист

g$ > Д мы ортонормированных функций. В этом слу чае процессы (<(t) при различных К " не зависимы. Величины il можно найти из уравнения

d.et It P (Х „- Х„)- Я„(„" = О, (3) где 8 — символ Кронекера.

Фуйкции (Р) .„(Х ) и Kg(), являющиеч «. ся собственными векторами ядер t» (x.— .)

)« с,.-х;) и » {Х.-Х ), находятся из системы уравне,-! J ний:

r f p,(к;-к)) с«,(«))-p«(x;- с) )Ч««(«Я-. — ЛК " { ) 1 й)

z(р,{х„--x,) V«{x;) »(;- ;)V«())=

-ч

=л s„„-(,x„) ч

Корреляционная функция поля((Я)будет иметь вид к(сс,;х, «,)-сс(ц(с,к,) (с,,к))) св) Поцставляя выражение (2) и выражение (5) видим, что функция совпадает с выражением (1), Таким образом, появляется возможность моделировать узкополосное шумовое поле ((С, Х„ ) заданной пространственно-врем ной корреляционной функции (1) путем в сового суммирования напряжений с вых дов Я независимых шумовых генератор .характер спектра которых определяет вр меиную функцию Кт(S,С ), а весовое сум мирование - пространственную функцию к

-с« -е реляции P (Х вЂ” Xz) .

В выражение (2) введем следующие обозначения:

«„с =(/ „ »к«(x;) «„с=))«« )«,(к;).

Тогда Ф(с,хс)=Ь „„(„(с)4 с „(в„(с) (6)

Устроиство для моделирования случаиных полей реализует алгоритм, задаваемый

10 выражением (6), где величины находятся из формул (3) и (4), Выходные сигналы (, { > ) r енераторов шума 1»1 поступают на входы блоков Гильбертова преобразования 4

-4 и на входы блоков весовых коэффициен3 тов 2. -2 . Блоки Гильбертова преоб11 33 разования 4 - 4 обеспечивают сдвиг фа20 зы сигналов (,(С) на 90, а блоки

1 3 о весовых коэффициентов 2 — 2 — изме11 33 нение их интенсивности. ьлоки весовых коэффициентов 3 — 3 изменяют интенсивности выходнйх сигналов блоков Гильбертова преобразования 4 — 4 причем

1 3 коэффициенты передачи блоков весовых коэффициентов 2 — 3 устанавливаю»11 33 ся равными соответственно ((к„и (()

Выходные сигналы блоков весовых коэффициентов 2 — 2 и 3 — 3

11 33 11 33 поступают далее на входы соответствующих сумматоров 5 — 5, выходные сиг1.- 3 палы которых по своим статистическим свойствам эквивалентны моделируемому случайному полю.

Следует отметить, что направленные свойства поля ((В ) Х ) опрецеляют

40 пространственную функцию корреляции

p(x — К „), которая может быть легко реализована рассмотренным методом.

Конкретный .характер анизотропии, а следовательно и вид функции ) (Х-Х<) задает4j ся на основе тре >ований эксперимента и данных, имеющихся в распоряжении экс периментатора.

Предмет изобретения

481912

Составитель В.щагиахметов

Редактор Е.Гончарова Техред И.Карандашова 1 корректор Л.Галахова

Заказ Я @

Изд. J4 g$ f

Тираж у

Подписное

ЦНИИ11И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

5 шаемых задач, устройство содержит допол- нительные группы блоков весовых коэффициентов !и блоки Гильбертова преобразова-: ния. входы которых соединены с выхода° ми соответствующих генераторов шума, а выход каждого блока Гильбертова преобра-j зования через соответствуюшую группу блоков весовых коэффициентов соединен со входами соответствующего и последующих сумматоров.