Non-linear filtering of pulse signals in case of high intensity noise

Abstract

Signal standing out from the high-intensity noise is a main task in diagnostics of power beam plasma systems. Pulse signals detection from wide-band noise under low value of the signal-to-noise ratio is considered. Stochastic resonance effect as a method of investigation scrutinized. The algorithm and program for the numerical solution are developed. The comparative analysis of ranges of the useful signal on an output of stochastic and linear filters is carried out. Estimates of quality of filtering in case of pulse width modulation signals are calculated. Criteria of nonlinear filtering of pulse signals in case of high intensity noise are formulated.

У діагностиці плазмових систем суттєвою проблемою є виділення корисних сигналів на фоні високоін-тенсивних шумів. Розглянуто задачу виділення імпульсних потужних пучкових сигналів на фоні широкос-мугового шуму в умовах низького значення відношення сигнал / шум. В основу аналізу покладено явище стохастичного резонансу, яке полягає в посиленні періодичного сигналу під дією білого шуму певної поту-жності. Розроблено алгоритм і програму, що забезпечують чисельне рішення поставленого завдання. Прове-дено порівняльний аналіз спектрів корисного сигналу на виході стохастичного та лінійного фільтрів. Отри-мано оцінки якості фільтрації в разі широтно-імпульсної модуляції вхідної послідовності. Сформульовано критерії застосування стохастичного фільтра для виділення прямокутних імпульсів на фоні шумів високої інтенсивності.

В диагностике мощных пучковых и плазменных систем существенной проблемой является выделение полезных сигналов на фоне высокоинтенсивных шумов. Рассмотрена задача выделения импульсных сигналов на фоне широкополосного шума в условиях низкого значения отношения сигнал/шум. В основу анализа положено явление стохастического резонанса, которое заключается в усилении периодического сигнала под действием белого шума определенной мощности. Разработаны алгоритм и программа, обеспечивающие численное решение поставленной задачи. Проведен сравнительный анализ спектров полезного сигнала на выходе стохастического и линейного фильтров. Получены оценки качества фильтрации в случае широтно-импульсной модуляции входной последовательности. Сформулированы критерии применения стохастического фильтра для выделения прямоугольных импульсов на фоне шумов высокой интенсивности.