2023
Постійне посилання на фонд
Переглянути
Перегляд 2023 за Дата публікації
Зараз показуємо 1 - 20 з 38
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Відкритий доступ Issues of Optimizing Detection of Stealth Aircraft Using Group of Satellites Flying at Different Altitudes(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Agayev, F. G.; Asadov, H. H.; Aliyeva, G. V.The article is devoted to the optimization of the detection of stealth aircraft using a group of satellites flying at different altitudes and equipped with an infrared reproducing system. The main sources for the formation of the infrared signature of stealth aircraft are the heating of the aircraft casing during flight and the high-temperature plume emanating from the nozzle of the aircraft engine. The necessity of calculating the infrared signature of stealth aircraft is noted. The infrared signature of such aircraft is usually calculated in wide ranges of IR waves. At the same time, there are works according to which it is advisable to use narrow spectral wavelengths for these purposes. A push-pull method of detecting stealth aircraft using satellites flying in a group at different orbital altitudes has been developed. The proposed method makes it possible to increase the signal-to-noise ratio in the resulting informative signal, which is the difference between the signal from the aircraft itself and the background signal within the frame. It is shown that the introduction of a binary control signal depending on the spatial resolution of the distance to the satellites allows minimizing the total background signal coming from a group of satellites. At the same time, an increasing version of this function applied to the sum of signals from the background under a given restrictive condition ultimately increases the signal-to-noise ratio in the system, and also increases the probability of detecting a stealth aircraft using spectrometric devices installed on satellites.Документ Відкритий доступ Адаптивне оцiнювання параметрiв руху малорозмiрного БПЛА за даними вiдеокамери i FMCW-далекомiру(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Жук, С. Я.; Соколов, К. А.На сьогоднiшнiй день розвиток технологiй побудови малорозмiрних БПЛА (МБПЛА) призвiв до широкого їх використання в рiзних галузях господарства, а також для задоволення потреб комерцiйних i приватних споживачiв. Разом цим широкий доступ до даної технологiї i її розповсюдження також породжує новий клас загроз. Це обумовлює необхiднiсть у розробцi засобiв спостереження, що виявляють та супроводжують МБПЛА у просторi. Комбiнована система спостереження, що включає вiдеокамеру та FMCW-далекомiр здатна визначати координати мiсцеположення МБПЛА в просторi. Сучаснi МБПЛА вiдносяться до iнтенсивно маневруючих цiлей, якi спроможнi здiйснювати iнтенсивнi маневри, зависати i не рухатись у просторi. Це вимагає використання при розробцi алгоритмiв траєкторної обробки адекватних методiв оцiнювання параметрiв руху МБПЛА, якi враховують його можливi маневри. Для опису руху МБПЛА в прямокутнiй мiсцевiй системi координат використано стохастичну динамiчну систему з випадковою структурою в дискретному часi, яка враховує три основнi види руху: зависання, майже рiвномiрний рух, рух з маневром. Отримано рiвняння вимiрювання в прямокутнiй мiсцевiй системi координат комбiнованої системи спостереження за МБПЛА, що включає вiдеокамеру i FMCW-далекомiр. Для синтезу алгоритму адаптивного оцiнювання параметрiв руху МБПЛА використано математичний апарат змiшаних маркiвських процесiв в дискретному часi, який дозволяє отримати рекурентнi алгоритми оцiнювання. В розробленому алгоритмi обчислюються перший та другий моменти умовних апостерiорних щiльностей ймовiрностi параметрiв руху МБПЛА, а також екстрапольованi та апостерiорнi ймовiрностi рiзних типiв його руху. При цьому вiн забезпечує полiгаусiвську апроксимацiю безумовної апостерiорної щiльнiсть ймовiрностi параметрiв руху МБПЛА при переходi на наступний крок оцiнювання. Адаптивний фiльтр є багатоканальним i вiдноситься до класу пристроїв iз зворотними зв’язками мiж каналами. Аналiз розробленого алгоритму адаптивного оцiнювання параметрiв руху МБПЛА за даними вiдеокамери i FMCW-далекомiру проведено шляхом статистичного моделювання.Документ Відкритий доступ Акустичний аналiз артикуляцiйних таблиць числiвникiв(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Хвiст, А. М.; Луньова, С. А.; Гребiнь, О. П.В статтi методами акустичного аналiзу дослiджується звуковий матерiал словарної вибiрки, що утворює артикуляцiйну таблицю числiвникiв українською мовою. Адаптована таблиця числiвникiв створена спiвробiтниками Iнституту отоларингологiї НАМН України на базi перекладу аналогiчної росiйськомовної артикуляцiйної таблицi Є. М. Харшака i рекомендується для тестування стану слуху. Авторами статтi перевiряється загальна вiдповiднiсть запропонованого тесту числiвникiв iнтегральним характеристикам української мови, що є обов’язковою умовою для застосування дiагностичного тесту. Для цього використовувався метод оцiнки усередненого спектра потужностi мови. Текст таблицi був записаний за стандартними вимогами. Обробка звукового матерiалу виконувалась за розробленою авторами методикою. Одержаний iнтегральний спектр звукового матерiалу артикуляцiйної таблицi i порiвняння його з усередненим спектром потужностi української мови свiдчать про обмеженi можливостi використання даного тесту для вичерпної дiагностики слуху. Крiм того, значнi розмiри артикуляцiйної таблицi роблять неможливим зачитування її цiлком. Сформованi в межах таблицi стовпцi числiвникiв не є взаємозамiнними, оскiльки мають суттєву рiзницю в спектральних характеристиках. В статтi для безпосереднього тестування пропонується на основi загальної таблицi числiвникiв створення окремих дiагностичних таблиць, збалансованих по стовпцях або по рядках на основi iнтегральних характеристик мови.Документ Відкритий доступ Mathematical Modelling of Disk Piezoelectric Transducers for Acoustoelectronic Devices(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Bazilo, C. V.; Bondarenko, M. O.; Usyk, L. M.; Faure, E. V.; Kovalenko, Yu. I.This study has presented an algorithm for assembling, solving, and analyzing the results obtained by mathematical modeling of the disc piezoelectric transducers, which are widely used in hydroacoustics, microelectronics, microcircuit engineering (for example, as components of receiving antennas of hydroacoustic communication devices). The models developed in this study enable us to establish dependencies, which represent a mathematical description of the electroacoustic connection between the wave fields in different sections of the disc piezoelectric transducers. Analytical dependences obtained by mathematical modelling make it possible to establish the electrical impedance and quality factor together with the amplitude values of the electric charge and current on the electroded surfaces of the piezoelectric disk, subject to the inverse piezoelectric effect conditions. A complete calculation of the problem of harmonic radial oscillations of disc piezoelectric transducers allowed the authors to significantly expand the list of physical and mechanical parameters of the piezoelectric material, which had been previously determined experimentally. The research has revealed the dependence of the change in electrical impedance on the values of the electromechanical coupling coefficient, the wave number of elastic oscillations, and the Voigt indices. The study has also determined a high agreement between the electric impedance modules of discs made of lead zirconate titanate PZT piezoelectric ceramics with and without the piezoelectric effect (the difference between the impedance values in these cases did not exceed 18%).Документ Відкритий доступ Метод стиснення вiдеосегментiв з забезпеченням їх достовiрностi в спектрально-кластерному просторi(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Бараннiк, В. В.; Красноруцький, А. О.; Колесник, В. О.; Сушко, А. Л.; Єлiсєєв, Є. С.; Федоровський, О. В.Проводиться аналiз особливостей органiзацiї вiдеоiнформацiйного забезпечення для систем управлiння критичною iнфраструктурою. Показано, що зростають вимоги щодо повноти, своєчасностi та достовiрностi доставки вiдеоiнформацiї. Показано зростання попиту на органiзацiю дистанцiйних вiдеосервiсiв з використанням технологiчних платформ на базi безпiлотних авiацiйних комплексiв (БАК). Водночас це потребує дотримання вимог ряду мiжнародних стандартiв, якi висуваються до якостi надання вiдеоiнформацiї. В свою чергу, такi вимоги спонукають використання телекомунiкацiйних систем (ТКС) з необхiдним рiвнем швидкостi передачi iнформацiї. Для систем надання дистанцiйних вiдеосервiсiв з використанням бездротових ТКС на авiацiйних платформах iснує дисбаланс. Вiн стосується вiдставання темпiв зростання продуктивностi ТКС за швидкiстю передачi даних вiдносно темпiв зростання бiтової iнтенсивностi вiдеоiнформацiйних потокiв, якi формуються на борту БАК. В статтi показано, що наслiдками дисбалансу є поява значних часових затримок в процесi доставки вiдеоiнформацiї. Вiдповiдно виникають втрати: актуальностi (адекватностi) вiдеоiнформацiї щодо поточного стану об’єктiв монiторингу; достовiрностi вiдеоiнформацiї. Наведенi деструкцiї є причиною порушення процесу прийняття рiшень в системах критичної iнфраструктури. Отже iснує нагальна потреба у вирiшеннi науково-прикладної задачi, яка стосується пiдвищення якостi надання дистанцiйних вiдеосервiсiв з використанням телекомунiкацiйних технологiй на платформi БАК. Для вирiшення означеної задачi використовується комплекс технологiчних рiшень. Основною складовою тут є застосування технологiй зменшення бiтової iнтенсивностi вiдеопотоку. Водночас, як показано в статтi, в процесi розробки таких технологiй потрiбно вирiшувати суперечнiсть. Вона полягає в тому, що кiлькiсть психовiзуальної надмiрностi вiдеозображень використовується, як для локалiзацiї деструктивного впливу канальних помилок на достовiрнiсть вiдеозображень, так i для скорочення їх бiтового об’єму. Отже виникає протирiччя мiж вимогами щодо забезпечення достовiрностi вiдеозображень та їх своєчасною доставкою. Звiдси реалiзацiя дистанцiйних вiдеосервiсiв з використанням бортових ТКС в умовах дiї завад висуває додатковi вимоги до технологiй зменшення бiтового об’єму вiдеоданих. Тому мета статтi полягає у створеннi методiв стиснення вiдеозображень для зменшення їх бiтового об’єму в умовах забезпечення потрiбної достовiрностi. На основi всебiчного аналiзу обґрунтовано напрямки вдосконалення методiв кодування. Вони стосуються таких аспектiв. Перший. Виявлення нових закономiрностей, врахування яких дозволить створити умови для додаткового зменшення бiтового об’єму вiдеосегментiв без внесення втрат щодо достовiрностi iнформацiї. Дозволить локалiзувати руйнiвну дiю канальних помилок в процесi реконструкцiї вiдеозображень з пошкодженими кодограмами їх компактного опису. Другий. Формувати кодовi конструкцiї з використанням режиму рiвномiрного або локально-рiвномiрного кодоутворення. Вiдповiдно до чого обґрунтовано ефективнiсть кодування трансформованих вiдеосегментiв в кластерному просторi. При цьому кластеризацiя здiйснюється за такою ознакою, як кiлькiсть серiй одиниць в двiйковому описi їх компонент. Стверджується те, що для кластеризованої трансформанти створюються умови для додаткового скорочення кiлькостi надмiрностi без втрат iнформацiї. Розроблено метод стиснення вiдеосегментiв з забезпеченням їх достовiрностi в спектрально-кластерному просторi. В основi такої технологiї лежить принцип дуальностi компонент трансформанти. Вiн полягає в тому, що кластеризована компонента може одночасно розглядатись як: елемент статистичного простору кластеру; допустимий елемент структурного кластеру. Тобто як одна з допустимих перестановок з повтореннями з визначеною кiлькiстю серiй одиниць. За результатами експериментальних дослiджень можна стверджувати те, що у разi використання створеного методу для заданих рiвнiв досягається збiльшення рiвня стиснення вiдносно iснуючих методiв в середньому на 40%.Документ Невідомий Mathematical Model of Two-Fragment Signal with Non-Linear Frequency Modulation in Current Period of Time(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Kostyria, O. O.; Hryzo, A. A.; Dodukh, O. M.; Nariezhnii, O. P.Advantages of using frequency-modulated signals for locating objects are the possibility of using long-term probing pulses. Such signals provide the required radiated power while maintaining the desired discriminating power from range. One such signal that has found wide application is a signal with linear frequency modulation. An undesirable effect of the matched filtering of such a radio pulse is a sufficiently large level of side lobes of the compressed signal at the output of the processing device, the maximum level of which is approximately minus 13 dB. Such an effect may lead to an increase in the probability of false detection or masking of less powerful signals by side lobes of signals with greater power. One method of reducing the level of side lobes is the use of signals with non-linear frequency modulation. An example of such signals is a known two-fragment signal consisting of linearly-frequency modulated fragments in time. However, the mathematical models used to describe such a signal do not fully reflect the effects that occur at the moment of transition from one fragment of the signal to the second. These effects are manifested in a sudden change in frequency and phase, which leads to distortion of the signal spectrum, an increase in the level of the side lobes of the autocorrelation function and sharp changes in their level. Such effects have not been studied in known works, as evidenced by the results of the analysis of studies and publications given in the first section of the article. In the second section of the work, the research task is formulated. The third section of the work is devoted to the development of a mechanism for compensating for the manifestation of detected effects and its mathematical description, which is verified by modeling. Taking into account the detected effects, a new mathematical model of a non-linear frequency modulated signal has been developed. In contrast to those known in the proposed model, instantaneous frequency and phase jumps are compensated for, which occur at the moments when the frequency modulation rate changes during the transition from one signal fragment to another. Further studies should be focused on the peculiarities of compensation for the manifestation of detected effects for signals with a large number of fragments, as well as combinations of fragments with different types of modulation, as indicated in the conclusions on the work.Документ Невідомий Mathematical Modeling of Piezoelectric Ceramic Ring Transducers for Functional Instrumentation(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Bazilo, C. V.; Anriienko, V. O.; Tuz, V. V.; Usyk, L. M.; Bondarenko, Yu. Yu.The article reviews a mathematical model of piezoelectric ceramic ring transducers which are functional, highly effective, and applicable as components of functional instrumentation devices, such as sensors, automatic control devices, measuring devices, data collection devices, electronic control systems, etc. The main distinctive characteristic of the mathematical model developed in this study is the ability to establish analytical dependencies for determining such electromechanical characteristics of a piezoceramic ring as: electrical impedance, quality factor, elastic modulus, piezo modulus, dielectric constant, as well as the amplitude values of the electric charge and electric current on the electroded surfaces of the piezoceramic ring, thus significantly expanding the range of these products and determine their operational characteristics at the design stage. The key research question of this study is frequency dependence of the change in electrical impedance for a ring made of PZT-type (plumbum zirconate titanate) piezoelectric ceramics, which significantly depends on the values of mechanical and geometric parameters, the wave number of elastic oscillations, as well as the corresponding Bessel and Neumann functions of the first order, according to which a sharp decrease in the electrical impedance from 4900 to 10 Ohms is observed when the quasiwave number increases from 0 to 2. Also, this study has established a high degree of convergence between the theoretically obtained and experimentally determined electrical impedance modules for ring transducers made of PZT-type piezoelectric ceramics (the discrepancy between the impedance values in these cases did not exceed 16%).Документ Невідомий Improvement of Mathematical Models with Time-Shift of Two- and Tri-Fragment Signals with Non-Linear Frequency Modulation(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Kostyria, O. O.; Hryzo, A. A.; Dodukh, O. M.; Nariezhnii, O. P.The use of signals with intra-pulse modulation in radar systems allows us to increase the duration of sounding pulses, and therefore the radiated energy with limitations on peak power. In the processing system, compression of the signal provides the necessary time difference, but leads to the appearance of side lobes. This, in turn, causes the “stretching” of the passive interference zone by range and worsens the potential for target detection. Therefore, reducing the level of the side lobes of the processed signal is an urgent task of radar. With regard to the maximum level of side lobes, signals with non-linear frequency modulation have advantages, but the models used for their mathematical description need to be clarified. The research carried out by the authors of the article and the obtained results of mathematical modelling explain the mechanism of frequency and phase jumps in signals with nonlinear frequency modulation, consisting of several linearly frequency modulated fragments. These results are obtained for the mathematical model of the current time, when the time of each subsequent fragment is counted from the end of the previous one. The article discusses mathematical models of two- and three-fragment signals with using different approach. The difference is that the start time of each successive linearly frequency modulated fragment is shifted to the origin, that is, the shifted time is used. The advantage of this approach is the absence of frequency jumps at the joints of fragments, but phase jumps at these moments of time still occur. Thus, there is a need to develop a mathematical apparatus for compensating of such jumps. An analysis of known publications conducted in the first section of the article shows that for mathematical models of shifted time, the issue of determining the magnitude of phase jumps at the joints of fragments and the mechanisms for their compensation were not considered. From this follows the task of research, which is formulated in the second section of the work. Mathematical calculations for determining the magnitude of phase jumps that occur in these mathematical models, as well as the results of checking the improved mathematical apparatus, are given in the third section of the work. Further research is planned to be directed at the features of using the developed mathematical models in solving applied problems in radar systems.Документ Невідомий Розв’язок рiвняння електромагнiтного поля, розсiяного розкривом рупорного випромiнювача, методом перевалу(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Сидорчук, О. Л.; Соболенко, С. О.; Ковальчук, В. В.; Марищук, Л. М.У складi антенних систем сучасних радiоелектронних засобiв зв’язку, радiолокацiї, телебачення тощо широко застосовують рупорнi випромiнювачi. Перевагою рупорiв є простота їх конструкцiї та високi технiчнi характеристики. Проте є i певнi недолiки. Для їх оцiнювання та можливого усунення пiд час проєктування нових антенних систем зазвичай проводять електродинамiчний розрахунок електромагнiтного поля, розсiяного вiд рупорного випромiнювача, з урахуванням усiх причин розсiювання для його зменшення. Використання вiдомих методiв розрахунку зумовлюють появу алгоритмiв у незамкненiй формi, що зазвичай не мають точного розвязання. У тих небагатьох випадках, коли вiдомий їх чiткий розв’язок, вони мають досить складний вигляд i навiть за допомогою сучасних програмних пакетiв обчислювальних засобiв не дозволяють з’ясувати фiзичну сутнiсть або причину закономiрностей такого процесу. У цьому разi широко застосовують наближенi асимптотичнi методи. З’ясовано, що для розв’язання крайових задач визначення електромагнiтного поля, розсiяного вiд рупорного випромiнювача, доцiльно скористатися методом перевалу. У статтi детально розглянуто цей метод на прикладi рiвняння електромагнiтного поля, розсiяного розкривом рупорного випромiнювача, як однiєї з причин дифракцiї на рупорi з метою її зменшення. Дослiдження складається з двох завдань: детального розгляду методу перевалу для розв’язку iнтегрального подання рiвняння електромагнiтного поля; визначення поля, розсiяного розкривом рупорного випромiнювача. У задачi розглядається один iз випадкiв довiльного падiння плоскої хвилi, а саме коли вона поляризована нормально до площини падiння, тобто площина поляризацiї хвилi та площина падiння взаємоперпендикулярнi. Проведено моделювання промiжних результатiв для основної хвилi H01 типу та хвиль вищих типiв H02, H03, H04, що є визначальними у кiнцевих виразах. Отримано вираз для розсiяного розкривом рупора поля за нормальної поляризацiї падаючої хвилi до площини її падiння пiсля взяття iнтегралiв методом перевалу. На вiдмiну вiд складних сучасних програмних продуктiв таке рiшення дозволить проаналiзувати фiзичнi процеси, якi вiдбуваються пiд час вiдбиття електромагнiтного поля розкривом рупорного випромiнювача. Як приклад розглянуто розсiяне поле у двох площинах. За такими простими виразами, можна легко побудувати дiаграми розсiяного поля в програмi Маthcad. Для цього, у подальшому, необхiдно врахувати «паразитнi» хвилi, викликанi нерегулярнiстю рупора вздовж поздовжньої осi.Документ Невідомий Математичнi моделi адаптивних за поляризацiєю антенних решiток на основi iнтегральних рiвнянь Фредгольма першого роду(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Марченко, А. О.; Гусак, Ю. А.; Хамула, С. В.; Войтко, В. В.; Стейскал, А. Б.; Кузьменко, В. В.Зазначено про ефект змiнюваностi поляризацiї сигналiв пiд час поширення електромагнiтних хвиль уздовж земної поверхнi, який призводить до втрат потужностi сигналiв внаслiдок рефракцiї. Цей ефект може бути усунений адаптацiєю за поляризацiєю антенних систем, побудованих на основi решiтчастих структур, що перетворюють сигнали з будь-якою поляризацiєю у колову. Такими антенними решiтками є поляризацiйно-голографiчнi антени, задачу дифракцiї електромагнiтних хвиль у яких доцiльно розв’язувати методами iнтегральних рiвнянь, що дають змогу визначати параметри антен через трансформацiю первинного електромагнiтного поля у вторинне на основi принципiв голографiї. Наведено фiзичну модель неоднорiдного напiвпрозорого тiла, що за своїми властивостями вiдповiдає адаптивнiй за поляризацiєю антеннiй решiтцi. Математично формалiзовано електродинамiчну модель напiвпрозорого тiла на основi iнтегрального рiвняння Фредгольма першого роду, як постановка i розв’язання зворотної електродинамiчної задачi, що зв’язує первинне електромагнiтне поле, поверхневий струм та поверхневий iмпеданс. Такий iмпеданс є голографiчним ядром iнтегрального рiвняння, яке дає змогу синтезувати iмпедансну поверхню для хвиль колової поляризацiї. Розглянуто фiзичну модель неоднорiдного тiла, що має декiлька шарiв, для якої розроблено математичну (електродинамiчну) модель багатошарового iмпедансного тiла, дифракцiя електромагнiтних хвиль на якому формалiзується системою iнтегральних рiвнянь Фредгольма першого роду для рiзних резонансних довжин хвиль з урахуванням впливу iнших шарiв. Подальшими дослiдженнями слiд вважати опис процесу поширення електромагнiтних хвиль, з урахуванням їх багатократного вiдбиття у планарному iмпедансному тiлi та удосконалення матричного методу визначення коефiцiєнтiв проходження та вiдбиття в таких тiлах.Документ Невідомий Pадiацiйна стiйкiсть тестових npn транзисторiв IC з дiелектричною iзоляцiєю, виготовлених на кремнiї, iзовалентно легованому германiєм (SiGe)(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Биткiн, С. В.; Критська, Т. В.Cклалася суперечлива оцiнка можливостi застосування германiя (Ge) для пiдвищення радiацiйної стiйкостi однорiдно легованого iзовалентною домiшкою кремнiю (Si). У рядi публiкацiй показано, що iснує лише обмежений вплив легування германiєм на радiацiйну стiйкiсть pn-структури при високоенергетичному електронному опромiненнi. Одночасно, спостерiгається помiтне покращення радiацiйної стiйкостi npnp-структур, виготовлених на SiGe, при γ-опромiненнi. З метою зняття протирiччя, проведене порiвняння радiацiйної деградацiї β тестових бiполярних транзисторних npn-структур iнтегральних схем (IС), виготовлених за однаковою технологiєю, «кремнiй з дiелектричною iзоляцiєю», на iзовалентно легованому германiєм кремнiї, SiGe, з рiзним вмiстом Ge, NGe =1,2·1019 ...1,2·1020 см−3. Коефiцiєнт статичного посилення β вимiряний до та пiсля опромiнення α-частинками. Опромiнення не корпусованих npn-структур α-частинками з енергiєю 4,5МеВ, проведене у спецiально спроектованiй та виготовленiй лабораторнiй установцi з використанням радiоiзотопних джерел; експериментально дослiджено npn-структури з двома товщинами бази, 0,25 i 0,35мкм. Залежнiсть, що апроксимує експериментальнi данi β(Φα) – рiвняння, що описує змiну коефiцiєнта посилення транзисторної npn-структури при α-опромiненнi, отримана з використанням програми OriginPRO. Результати для npn-структур с товщиною бази 0,25мкм показують сильну нелiнiйну залежнiсть рiвнянь β(Φα) вiд NGe. Деградацiя коефiцiєнта посилення контрольних транзисторiв, виготовлених за стандартною технологiєю (NGe =0), описується S-образною залежнiстю. Опромiнення npn-структур, сформованих на пластинах SiGe з рiзним рiвнем легування iзовалентною домiшкою призводить до повної змiни характеру залежностi. Для Φα ≤ 1011 см−2 характер змiни β практично однаковий для структур, виготовлених на пластинах з NGe =0 та NGe =2,5·1019 см−3, а також NGe =1,2·1019 см−3 та NGe =1,2·1020 см−3. При збiльшеннi Φα ≥ 1011 см−2 спостерiгається прискорена деградацiя коефiцiєнта посилення npnструктур, виготовлених на пластинах NGe =2,5 · 1019 см−3. Цей рiвень легування кремнiю германiєм не прийнятний з погляду пiдвищення радiацiйної стiйкостi Si. При Φα ≤ 1014 см−2 радiацiйна стiйкiсть npn-структур, виготовлених на пластинах SiGe з NGe = 1,2 · 1019 см−3 приблизно в два рази нижче, нiж у контрольних структур з NGe =0. Для транзисторiв з товщиною бази 0,35мкм вiдсутнiй ефект змiни характеру деградацiї β(Φα). Спостерiгається залежнiсть, шо пiдтверджує можливiсть уповiльнення радiацiйної деградацiї значення коефiцiєнта пiдсилення npn-структур, виготовлених на SiGe. Пiдвищення радiацiйної стiйкостi в 2...3 рази для тестових транзисторiв, виготовлених на пластинах SiGe, легованих NGe = 7,5 · 1019 см−3, спостерiгається в широкому дiапазонi доз α-опромiнення, 1011 ≤ Φα ≤ 1014 см−2.Документ Невідомий Automated Precision Amplitudes and Phases Measurement of Polyharmonic Eddy Current Signals of Non-destructive Testing(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Bazhenov, V. G.; Kalenychenko, Yu. O.; Ratsebarskiy, S. S.; Gloinik, K. A.The development of electronic systems like Field-Programmable Gate Array (FPGA) made them available for mass commercial use. This created conditions for the development and application of software and technical tools implemented on FPGA algorithms for fast processing of digital signals. Such solutions, in turn, opened up new opportunities for the spread of multi-frequency eddy current systems (МFЕС) for non-destructive testing (NDT) in the form of systems for simultaneous processing of digital signals of different frequencies, which allows MFEC to effectively compete with pulsed eddy current systems (PEC). This work presents a new algorithm for accurate digital measurement of the MFEC amplitude and phase of harmonic components of polyharmonic signals, which is implemented in hardware and software on FPGA. The measurement of the amplitude and phase of harmonic components is based on the method of orthogonal processing of digital signals, to increase the accuracy of which the necessity of fulfilling the condition of multiplicity of the sampling sequence to the size of the digital signal period has been proved. Compliance with this condition is achieved by adjusting the length of the sampling sequence, which in the proposed algorithm is performed before orthogonal processing. The influence of inaccuracy in setting the length of the sampling sequence on the size of measurement errors when determining the amplitude and phase of the harmonic components of the signal is simulated. As a result of the simulation, it was established that when the multiplicity condition is met, the measurement error significantly decreases, which indicates the high efficiency of our algorithm. The achieved accuracy of measuring the amplitude of harmonic components and the phase of polyharmonic signals due to the given hardware and software implementation of the algorithm makes it possible to create inexpensive, compact, scalable automated digital systems, the measurement data of which can be used both to determine the individual characteristics of the object and to reconstruct three-dimensional images, i.e. in tomographic systems.Документ Відкритий доступ Алгоритм оброблення аудiосигналiв iз використанням методу машинного навчанн(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Сокольський, С. О.; Мовчанюк, А. В.Малi безпiлотнi лiтальнi апарати або дрони швидко розвиваються та впроваджуються. Але це також збiльшує i загрозу громадськiй та нацiональнiй безпецi через ризики їхнього неправомiрного використання. Перспективним напрямком для вирiшення цiєї проблеми є акустичний метод, що включає в себе аналiз звукових характеристик i доплерiвського зсуву сигнатур безпiлотникiв, використання масивiв мiкрофонiв та методи машинного навчання. Задачею цiєї статтi є розроблення алгоритму для ефективного виявлення та класифiкацiї аудiосигналiв малих безпiлотних лiтальних апаратiв iз використанням згорткової нейронної мережi глибокого навчання, побудова архiтектури та оцiнка ефективностi її роботи. Перед подачею набору аудiозаписiв дронiв на вхiд мережi, пiдвищили їхню якiсть застосувавши нормалiзацiю, Вiнеровську фiльтрацiю, сегментацiю — подiлили аудiо на кадри тривалiстю 25 мс з перекриттям 50% та вiконне керування за допомогою вiкна Хеммiнга, оскiльки у завданнi оброблення аудiосигналiв важливiша точнiсть у часовiй областi. Отриманi данi роздiлили у спiввiдношеннi 60/20/20 на три набори: для навчання, валiдацiї та тестування. Далi представили данi спрощеним набором ознак, визначивши з кожного кадру оброблених аудiосигналiв мел-спектрограми, для фiксацiї часових та спектральних характеристик. Дiапазон частот аналiзу становить межi робочих частот моделi мiкрофону (20 Гц — 20 кГц), частотна роздiлова здатнiсть 50 Гц, а кiлькiсть робочих мел-смуг дорiвнює 30. Використовуючи навчальнi данi та отриманi ознаки аудiосигналiв, розробили архiтектуру нейронної мережi для дослiджень роботи алгоритму виявлення дронiв. Вона складається iз 10 пар шарiв згортки, ReLU, пакетної нормалiзацiї та максимального пулингу. Їхня кiлькiсть визначається розмiром вiкна об’єднання в часi. Наступними є шари згладжування, вiдсiкання, повнозв’язний та Softmax. Для нормалiзацiї вихiдних даних i отримання фiнальних ймовiрностей застосовується шар класифiкацiї. У якостi оптимiзатора для навчання моделi обрано Adam, початкова швидкiсть навчання дорiвнює 0.001, а пiсля проходження 75% епох поступово зменшується у 10 разiв, для покращення збiжностi. Точнiсть розпiзнавання даних складає 99%, оцiнка F1 — 0.93, що вказує на високий рiвень загальної продуктивностi архiтектури. Максимальна вiдстань ефективного виявлення дронiв алгоритмом складає 200 м.Документ Відкритий доступ Лiнза Ротмана Ku-дiапазону iз 4-ма вихiдними портами(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Мельник, Т. Й.; Сушко, О. Ю.Розглянута лiнза Ротмана Ku-дiапазону, яка використовується для живлення антенної системи з метою формування багатопроменевої дiаграми спрямованостi. Узгодження лiнзи за параметром S11 досягає < -10дБ у робочому дiапазонi частот. Для отриманої геометрiї лiнзи кут сканування антени, що має чотири лiнiйнi решiтки на частотi 11.7ГГц становить –20∘ ...+20∘ за теоретичними даними та –25∘ ...+25∘ вiдповiдно до даних вимiрювань. Провал мiж сусiднiми пелюстками дiаграми спрямованостi не перевищує 10дБi при пiдсиленнi 19дБ. Вiдстань мiж елементами решiтки становить 10мм. Вхiдний опiр портiв становить 50Ом. Теоретичний аналiз та електродинамiчне моделювання складових антени виконано з використанням повнохвильового методу скiнченних рiзниць в часовiй областi. Прототип решiтки антени виготовлений на дiелектричнiй пiдкладцi FR-4 з розмiрами 51×46мм та товщиною дiелектрика 500 мкм i мiдної металiзацiї 35мкм. Це забезпечує можливiсть пасивного сканування простору в дiапазонi ± 20∘. Отримано дiаграму спрямованостi та характеристики коефiцiєнту стоячої хвилi (КСХ) антенної решiтки при збудженнi першого порта за допомогою спектроаналiзатора та векторного аналiзатора кiл. Проведено порiвняльний аналiз результатiв електродинамiчного моделювання та експерименту. Наданi результати моделювання характеристик випромiнювання та узгодження, якi якiсно узгоджуються iз даними експерименту. Розроблену антенну систему можна використати у вузькосмугових системах передачi даних Ku-дiапазону частот.Документ Відкритий доступ Towards a New Implementation of Bandpass Filters on Basis of Band-Stop Structures on Dielectric WGM Microresonators(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Grygorenko, O. G.; Trubin, O. O.A new method of constructing band-stop filters based on a system of optical microresonators with whispering gallery oscillations of ultra-high Quality factor (Q) is proposed, which are widely used in various integral filters of the optical wavelength range. To reduce the mutual coupling, the system of microresonators is located on different sides of the regular transmission line. With the help of perturbation theory, an electrodynamic model of filters was developed, which describes a complex system of interconnected microresonators with doubly degenerate types of natural oscillations. The obtained general analytical expressions are used to describe the characteristics of the scattering of natural waves of the line on the system of optical microresonators, which form a band-stop filter or an alternative band-pass filter. The frequency dependencies of the filter scattering matrix were calculated and analyzed. On the basis of the built analytical model, and using the periodicity of the microresonators’ own oscillations, with a change in the free spectral range (FSR) value, the possibility of constructing a new class of band-pass filters has been proven. The new filters differ from the known ones in that they simultaneously use two types of natural oscillations of adjacent microresonators. Amplitude-frequency characteristics of filters with different sizes of operating frequency bands are calculated. Based on the comparison of the obtained data, a conclusion about the reduced dependence of the losses of the proposed filters on the bandwidth is made. It is noted that the amplitude-frequency characteristics of the new class of filters are close to linear ones. The obtained practical simulation results allow significantly reducing the calculation time and optimizing complex multi-resonator structures for optical communication systems.Документ Відкритий доступ Energy detector of stochastic signals in noise uncertainty(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Buhaiov, M. V.Wide use of software-defined radio has led to a significant sophistication of electronic environment. This is mainly due to ability of generation signals of almost any shape. To detect signals with an unknown dynamic frequency-time structure, it is advisable to use advanced energy detector algorithms. The purpose of this article is to automate processes of stochastic signals detection and time parameters estimation under the conditions of unknown frequency-time structure of signals and noise power. The essence of proposed method is to detect and track temporal energy changes averaged over L samples of received signal in selected frequency channel. Threshold value for a given probability of false alarm is calculated using current estimates of signal power. This threshold is dynamic and is refined only in time intervals free from the signals. In those time windows where energy exceeds threshold, a decision is made about the presence of a signal. An algorithm for detecting stochastic signals is proposed. If a signal is present at the initial moment of time, proposed algorithm can detect only its end by a sharp decrease of signal energy. After that, new noise level is estimated and threshold value is refined. Detection curves of proposed algorithm are obtained. It is shown that when number of samples L is increased by an order, the gain in signal-to-noise ratio in signal detection is about 4 dB. The maximum value of correct detection probability of a pulse signal is achieved with the same pulse duration and the length of the integration interval. Compared to method of signal smoothing with moving average window, proposed method has less computational complexity, simplifies the search for signal time boundaries, and gives smaller errors in signal duration estimates. Recommendations for the implementation of developed algorithm are formulated.Документ Відкритий доступ Реставрацiя зображень методом super-resolution з використанням згорткових нейронних мереж(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Недзельський, О. Ю.; Лащевська, Н. О.Головна мета методу супер роздiльної здатностi (super-resolution) полягає у створеннi зображення бiльш високої роздiльної здатностi з зображень нижчої роздiльної здатностi. Зображення високої роздiльної здатностi забезпечують високу щiльнiсть пiкселiв, отже, бiльше деталей на вихiдному зображенi. Необхiднiсть високої роздiльної здатностi широко поширена у методах комп’ютерного зору, в програмах для розпiзнавання образiв або звичайного аналiзу зображень. Проте зображення високої роздiльної здатностi не завжди є доступними. Це пов’язано з тим, що процеси перетворення та методи для обробки вимагають надпотужних процесiв, тому i обладнання для отримання зображень високої роздiльної здатностi виявляється дорогим. Цi проблеми можуть бути подоланi за допомогою алгоритмiв обробки зображень, якi є вiдносно недорогими, що призвело до появи концепцiї надрозв’язання. Це дає перевагу, тому що може коштувати дешевше, а iснуючi системи вiзуалiзацiї з низькою роздiльною здатнiстю є достатньо доступними. Висока роздiльна здатнiсть має велике значення у медичнiй вiзуалiзацiї для дiагностики. Багато програм вимагають масштабування конкретної областi зображення, при цьому висока роздiльна здатнiсть стає необхiдною, наприклад, для спостереження, кримiналiстики та супутникової вiзуалiзацiї. Наведений в роботi метод з використанням згорткової нейронної мережi для вiдтворення зображень супер роздiльної здатностi напряму виконує перетворення з низького зображення на зображення подiбне до оригiналу. Щоб прискорити час виходу, запропонований метод виконує бiльшiсть обчислювальних операцiй у просторi з низьким дозволом та при цьому зменшення дискретизацiї не призводить до втрати iнформацiї. Головна задача роботи нейронної мережi полягає в реконструкцiї спотвореного зображення та пошуку iдеальної функцiї вiдтворення, по якiй, власне, нейронна мережа простої структури створює якiснi зображення з кращими показниками, таким як роздiльна здатнiсть, спiввiдношення сигнал/шум, меншi часовi витрати на вiдновлення зображення. Пiд час експеременту було визначено алгоритм, по якому запропонована нейронна мережа може реконструювати будь-яке зображення, з рiзними видами спотворень. Метод super-resolution був реалiзований з використанням мови програмування python 3.6 та програмних модулiв для згорткових нейронних мереж tensorflow та tensorlayer. Графiчнi даннi спiввiдношення сигнал/шум, структурної подiбностi та графiки втрат були отриманнi за допомогою модулю tensorboardX.Документ Відкритий доступ Scattering of Plane Electromagnetic Waves by Lattices of Spherical Dielectric Resonators with Degenerate Lower Types of Natural Oscillations(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Trubin, A. A.The problem of scattering of plane electromagnetic waves on lattices of spherical dielectric resonators (DRs) with low magnetic oscillations is considered. The results of theoretical calculations of complex coefficients of mutual coupling of spherical dielectric resonators in open space for cases of excitation of degenerate types of oscillations are presented. The expressions found coincide with those obtained earlier for the special case of oscillations of resonators excited along or perpendicular to the line connecting their centers. The main regularities of the change in the coupling coefficients with variations in the coordinates of the resonators in the transverse plane are considered. Analytical expressions for c-functions are found for the field of fundamental magnetic oscillations of a resonator and a plane wave in open space. On the basis of the obtained formulas, with the help of the perturbation theory, the characteristics of the scattering of plane waves on a square lattice of spherical DRs with basic degenerate magnetic oscillation types are calculated and studied. The distribution of the scattering field in the wave zone of the grating is studied for different angles of incidence. The regions of variation of the angles of incidence are determined, in which the scattering amplitude of a lattice constructed on the basis of spherical DRs differs most noticeably from DR lattices of other shapes with nondegenerate types of oscillations. The polarization characteristics of scattered waves in the far zone of the lattice are calculated. It is noted that, in contrast to the lattices of pseudorotating cylindrical DRs with the main magnetic types of oscillations, lattices based on spherical resonators are characterized by a more complex distribution of the polarization of scattered waves. In the wave zone of the lattice, scattered waves of all three types of polarization, linear, circular, elliptical, can be observed. The obtained results significantly expand the possibilities of developers, since allow us to create electrodynamic models of lattices, as well as other devices in the millimeter and infrared ranges, built on the basis of the use of spherical resonators with oscillations of the main types. Such lattices can be used in antennas, passive reflectors, and other devices of modern optical communication systems.Документ Відкритий доступ Transverse Resonance Technique for Analysis of Symmetrical Stub in Microstrip Transmission Line(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Rassokhina, Yu. V.; Krizhanovski, V. G.Open or short-circuit stubs in a strip (microstrip) transmission line are one of the most common elements of planar circuits used in numerous devices in the microwave frequency range: various types of filters, couplers, power amplifiers, antennas, sensors, wireless energy transfer systems, etc. Modern planar circuits in the microwave frequency range already contain stubs of a complex shape and a complex pattern inside the microstrip line. Therefore, an urgent problem is to develop an analyzing method for discontinuities in form of the closed or open stub in a microstrip transmission line at frequencies at which the transmission line theory already has significant errors and high-frequency effects must be considered. In paper a technique of scattering characteristics calculating on a symmetrical microstrip open stub by transverse resonance method is presented. Boundary value problems for a rectangular volume resonator based on a microstrip transmission line with a symmetric open stub are solved for three different boundary conditions in the plane of symmetry and on the longitudinal boundaries. To algebraize the boundary value problems for the resonator’s eigen frequencies with discontinuity, the corresponding two-dimensional functions of the magnetic potential are constructed, through which the components of the current density on the strip are calculated. The magnetic potential functions were written by decomposing them into series by orthogonal Chebyshev polynomials, which consider the behavior of the field on a thin edge and ensure fast convergence of the series and the algorithm. The developed algorithms were tested by calculating the scattering characteristics of a microstrip open stub using the transverse resonance method on the example of open stub in a microstrip transmission line with a resonant frequency of about 3.0 GHz. In addition, the method was tested on the example of numerical calculations of the dependence of resonant reflection frequencies of an open stub on its width.Документ Відкритий доступ Метод зберiгання елементiв службових складових криптокомпресiйних кодограм вiдеозображень(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Бараннiк, В. В.; Сiдченко, С. О.; Бараннiк, Д. В.; Чорномаз, I. К.; Гуржiй, П. М.; Григор’ян, М. Б.В статтi проводиться обґрунтування вимог до якiсних характеристик вiдеоiнформацiйного ресурсу у разi його використання для iнформацiйного забезпечення функцiонування систем критичної iнфраструктури. Тут одночасно висуваються вимоги щодо: своєчасностi доставки та конфiденцiйностi вiдеоiнформацiї в умовах заданого рiвня її цiлiсностi та повноти. Показується те, що частково такi вимоги зумовленi iнтелектуалiзацiєю окремих етапiв процесу аналiзу та прийняття рiшень в системах критичної iнфраструктури. Надається системне обґрунтування наявностi проблемних питань, до яких вiдноситься: дисбаланс мiж рiвнями продуктивностi iнфокомунiкацiйних систем та бiтової iнтенсивностi вiдеоiнформацiйних потокiв. Для зменшення такого дисбалансу використовуються технологiї компресiйного кодування. Вони дозволяють зменшити бiтовий об’єм вiдеоданих. Однак самi по собi не забезпечують потрiбного рiвня конфiденцiйностi iнформацiї. Звiдси доводиться актуальнiсть науковоприкладної проблеми вiдносно необхiдностi забезпечення потрiбного рiвня оперативностi доставки конфiденцiйної iнформацiї з використанням бездротових iнфокомунiкацiйних технологiй в системах критичної iнфраструктури. В статтi показано, що напрямком вирiшення iснуючої проблеми є створення та застосування технологiй кодування, якi дозволяють забезпечити конфiденцiйнiсть вiдеоiнформацiї в процесi скорочення надмiрностi. При цьому одними з представникiв даного класу методiв є такi, що будуються на основi технологiй криптокомпресiйного кодування. Для таких технологiй формується система службових вiдомостей. З одного боку це створює умови для забезпечення конфiденцiйностi вiдеоiнформацiї в процесi зменшення її бiтового об’єму. З iншого боку виникає деструктивний вплив на стримування росту коефiцiєнту стиснення. Звiдси мета статтi полягає у розробцi методу зберiгання елементiв службових складових криптокомпресiйних кодограм. Запропоновано три способи зберiгання елементiв службових складових криптокомпресiйних кодограм зображень. Перший полягає у зберiганнi службових даних у виглядi мiнiмальних та максимальних значень. Другий спосiб передбачає зниження динамiчного дiапазону максимальних значень. Третiй спосiб передбачає зберiгання промiжних елементiв або елементiв службових складових у виглядi напiвсуми та напiврiзницi. Для реалiзацiї третього способу зберiгання елементiв службових даних розроблено метод, який органiзує примусове зниження якостi вихiдних зображень. Зниження якостi органiзується за рахунок внесення помилки у вихiднi зображення для формування парних i непарних значень елементiв службових даних в межах усiєї площини зображення, окремих її блокiв або для кожного рядка блоку окремо. Пiкове спiввiдношення сигналу до шуму (PSNR) реконструйованих зображень не нижче 56,5 dB, а значення коефiцiєнта кореляцiї становить 0,99997. Позитивним ефектом вiд реалiзацiї розробленого методу є пiдвищення конфiденцiйностi кодограм за рахунок порушення взаємозв’язку мiж елементами службових даних, пiдвищення коефiцiєнту компресiї до 2–3% та зниження обсягу службових складових кодограм на 6,25%.