2022
Постійне посилання на фонд
Переглянути
Перегляд 2022 за Назва
Зараз показуємо 1 - 20 з 22
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Відкритий доступ Improving the Efficiency of an Eddy Current Sensor Measuring the Thickness of a Heat-Resistant Metal Film of Turbine Blades During Its Deposition in Vacuum(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Weidong, Hui; Nengjun, Ben; Ryzhkov, Sergiy; Topalov, Andriy; Gerasin, Oleksandr; Vyzhol, YuriyThe article analyzes the design features and general modeling of an eddy current sensor for measuring thickness of a metal film. The main tasks of the work are formulated to improve the accuracy and efficiency of the eddy current sensor based on the analysis of different solutions in the turbine industry. The purpose of the research is to study the peculiarities of the sensitive element (coil) of the eddy current sensor measuring the thickness of the heat-resistant metal film of the turbine blades in a vacuum chamber, followed by computer simulation of its functioning to identify the optimal parameters of the oscillatory circuit. The set goal is achieved by solving the following problems. Firstly, a constructive implementation of the eddy current sensor of the measuring transducer for working in a vacuum chamber at a temperature of 300∘C is proposed. Secondly, the calculation of the sensitive element of the sensor (inductance coil) is performed for operation at elevated temperatures. Thirdly, corrections for the intrinsic and mutual inductance of the turns, as well as the inductance correction from temperature are studied in detail and taken into account when calculating the inductance. Finally, computer simulation of the developed measuring transducer is performed based on the oscillatory circuit and the quality factor conception of the simulation models. The most significant important results of the work are the following: a) the proposed methodology makes it possible to develop an optimal sensitive element for operation in vacuum and at elevated temperatures, and b) the simulation model helps to determine the best electrical parameters of the measuring transducer elements. The significance of the obtained results lies in the possibility of improving the accuracy and, accordingly, the efficiency of measuring the thickness of the heat-resistant metal film of the turbine blades.Документ Відкритий доступ Investigation of Digital Image Preprocessing Methods Influence on the Accuracy of Stego Images Detection(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Progonov, D. O.The feature of modern methods of detecting unauthorized transmission of confidential data in communication systems is widespread usage of pre-processing methods for transmitted files, such as digital images. The purpose of these methods is to detect weak changes of cover image’s statistical parameters cauased by message hiding. A significant number of these methods are based on usage of ensembles of high-pass filters, which allows to ensure high accuracy of detection of steganograms (more than 95%) formed according to known steganographic methods. However, a significant limitation of the practical application of these methods is high computational complexity of ensemble forming procedure that minimizes the detection error of stego images. This makes it impossible to quickly reconfigure stegdetectors to detect stego images formed according to a priori unknown embedding methods. Therefore, it is of special interest to develop fast methods for image pre-processing, which can reliably detect weak changes of cover’s statistical parameters under limited a priori information about used steganographic method. The work is devoted to the study of the achievable accuracy of the stedetector with variations type and parameters of digital images pre-processing methods. According to the results of the study, the optimal methods of pre-processing image to minimize the detection error of stego images are proposed. These methods can significantly (up to 9 times) reduce the error of stego images detection compared to modern pre-processing methods, even in the most difficult case of low payload of cover image (less than 10%) and limited a priori data about used embedding method. It is revealed that usage of special types of image pre-processing methods, namely denoising autoencoders, allows to bring the accuracy of a stegdetector closer to the proposed estimations of achievable accuracy of stegodetectors.Документ Відкритий доступ Investigation of the Influence of the Interference Distribution Law by Different Types of Modulation for Modern Wireless Technologies on the Electromagnetic Environment(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Bakiko, V. M.; Popovych, P. V.; Shvaichenko, V. B.Processes in electronic systems powered by an alternating current (AC) power frequency network with wireless interfaces, in particular, with the ability to transmit audio signals, which, in the presence of radio frequency interference with probabilistic characteristics corresponding to typical distribution laws, affect the parameters of electromagnetic compatibility. The influence of the electromagnetic environment created by electronic systems with a wireless interface, depending on the laws of radio frequency interference distribution and the applied wireless access technology, has been investigated. Simulation of the processes of transmission of sound information in the channels of WiFi and Bluetooth technologies under the influence of interference with probabilistic characteristics, in particular, additive white Gaussian noise, has been carried out. Simulation models of the Matlab application is presented, taking into account the peculiarities of communication and modulation channels used in these technologies, as well as the peculiarities of interference. This model contains transceiver blocks of Bluetooth devices operating in duplex mode, a block of transmission channel properties and a block for generating channel interference. This model provides for the choice of power, transmission channel and intensity of interference. An assessment of the electromagnetic environment for the situation of joint operation of electronic devices with the simultaneous operation of wireless channels of WiFi and Bluetooth technologies has been carried out. The audio fragment for assessing the transmission quality was selected from the sound composition Hard As A Rock. Simulation results are presented in frequency and time domains. The ratio of the number of received erroneous bits in the stream to the total number of received bits for the master and slave devices, depending on the distance between them, has been determined. It is shown that the quality of the transmitted content significantly depends on the features of the distance. Recommendations for improving the structures of electronic systems with several wireless interfaces have been developed, providing for the choice of technology for transmitting audio content based on the results of monitoring the electromagnetic environment.Документ Відкритий доступ Iterative Method for Noise Power Estimating at Unknown Spectrum Occupancy(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Buhaiov, M. V.Noise power estimating is the core of modern radio monitoring systems for solving tasks of spectrum occupancy calculation, detecting and estimating signal parameters. The growth of electronic devices number leads to an increase in overall noise level and its fast fluctuations. These devices often emit pulses or separate carriers. Since radio monitoring equipment must operate under these conditions, it may not be possible to exclude these components from radio noise measurements. It was shown that in some cases an increase in the noise power by 20% of the expected value leads to an increase in the false alarm rate by an order. The aim of this work is to develop and explore an iterative method for estimating the noise power with an unknown occupancy of the analysis frequency band, which will have low computational complexity and estimates independent of spectrum occupancy. The essence of the proposed method consists in two-threshold division of frequency samples into signal and noise by a statistical criterion using the coefficient of variation of spectral estimates. Thresholds are selected for a given false alarm rate. When threshold value of the coefficient of variation is exceeded, it is considered that there are occupied frequency channels in the spectrum, and each frequency sample is compared with the second threshold. Those samples that have exceeded the threshold are considered signal, and the rest – noise. The described procedure is then repeated for noise samples until all signal samples have been discarded. Also was developed method for calculating the noise power in time domain using the obtained noise power in frequency domain. Algorithm evaluation has shown that it remains robust for spectrum occupancy up to 60%. In this case, the relative error in estimating the noise power does not exceed 5%, and the average number of iterations of the algorithm grows with increasing occupancy and does not exceed 10.Документ Відкритий доступ Mathematical Modelling of Cylindrical Piezoelectric Transducers for Electroacoustic Devices(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Bazilo, C. V.; Bondarenko, M. O.; Usyk, L. M.; Andriienko, O. I.; Antonyuk, V. S.This paper will review the procedure and the results of the research conducted on developing mathematical models of cylindrical piezoelectric transducers that are extensively applied in electrical acoustics and hydro acoustics (for example, in devices designed for radiating and receiving acoustic oscillations in air or water medium). The distinctive feature of the developed models lies in the fact that the dependences established are a mathematical description of the electroacoustic connection between the wave fields located in different parts of a hollow piezoceramic cylindrical transducer. The analytical dependences obtained in the result of a simulation allow us to establish the electrical impedance and amplitude values of the electric current and electric charge on the electroded surface of a piezoelectric transducer (cylindrical piezoelectric shell of finite height) under the inverse piezoelectric effect, thus obtaining a complete solution for the problem of harmonic axisymmetric oscillations of a transducer of this type. In order to assess the results, the developed mathematical model was used in cylindrical shell transducers made of PZT-type (plumbum zirconate titanate) piezoelectric ceramics. Strong evidence of a frequency-dependent change of electric impedance and components of the displacement vector for material particles in the oscillating piezoelectric transducer was found with frequencies of electromechanical resonances within the range of 33-35 kHz and 82 kHz, when a sharp impedance decrease was observed (2.6-5 times). A comparative analysis of mathematically calculated and experimentally obtained values of the electrical impedance of the oscillating cylindrical piezoceramic shell revealed high convergence between them (the discrepancy between the simulation results and experimentally obtained data at the same values of operating frequency within the range up to 100 kHz did not exceed 17%).Документ Відкритий доступ Mutual Coupling Coefficients of Rotated Rectangular Dielectric Resonators in Open Space(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Trubin, A. A.The coefficients of mutual coupling of rectangular dielectric resonators in open space are calculated under the condition of their rotation relative to one of the axes of a given rectangular coordinate system. Analytical formulas for complex coupling coefficients are obtained. The expressions found give complete information about the frequencies and Q-factor of coupled oscillations of dielectric resonators. The dependences of the coupling coefficients on the angles of rotation and spatial coordinates of resonators in the case of excitation of the main magnetic types of natural oscillations in them are considered. The concept of pseudo-rotation of resonators is introduced. Cases are noted when the pseudo-rotation of the resonators does not lead to a change in the coupling coefficients. The dependences of the coupling coefficients for different types of resonator pseudo-rotations are investigated. New integral representations are derived for the mutual coupling coefficients of rectangular dielectric resonators provided that their axes rotate in open space. In particular cases of parallelism of the resonator axes of one of the coordinate axes, the analytical expressions found in the work coincide with those obtained earlier. For each case of rotation, approximate analytical formulas are found for the integral representations obtained in this work, expressed in terms of the spherical Hankel functions of the second kind. Comparison of calculations of coupling coefficients by integral formulas and approximate expressions is carried out. It is shown that the approximate expressions have acceptable accuracy for all the considered cases of rotations. The dependences of the coupling coefficients on the coordinates of the resonators are investigated. The regions are marked in which the found integral representations make it possible to correctly describe the coupling coefficients of rectangular resonators. In contrast to integral representations, approximate formulas are correct in the entire spatial region of resonator interaction. The results obtained make it possible to construct analytical models of antennas, multi-element arrays and devices of infrared and optical wavelength ranges, made with the use of rectangular dielectric resonators; significantly reduce computation timecompared to numerical methods and optimize complex multi-cavity structures of microwave and optical communication systems.Документ Відкритий доступ Myocardial Ischemia Detection Using a Reduced Number of ECG Leads(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Mnevets, A. V.; Ivanushkina, N. G.; Ivanko, K. O.The study is devoted to the investigation of the electrocardiographic (ECG) features to distinguish norm and myocardial ischemia in reduced set of electrocardiographic leads. In particular, for myocardial ischemia detection the spectral features of the electrocardiographic signal and characteristics of the shape of ECG waves are considered. The main features commonly used for myocardial ischemia detection are described in the paper, as well as more reliable analogs are proposed for the considered task. The approach for ECG signal preprocessing, identification of the necessary signal segments and subsequent calculation of features is described in detail. The considered features are based on the areas under the characteristic waves of the ECG signal and the spectral distribution of these waves. The most informative features for myocardial ischemia detection are identified and selected from the initial set of parameters which led to a two-fold reduction in number of ECG leads comparing to the standard 12-lead electrocardiogram. The techniques for determining the proposed features, namely the ratio of the area under T wave to the area under the P wave, as well as the ratio of the area under T wave to the area of the entire cardiac cycle, are considered. These features together with other calculated parameters are assumed to describe the majority of pathology cases and gave a high accuracy of the classification ECG to norm and ischemic myocardial diseasesince they reflect the bioelectrical processes that occur in the presence of myocardial ischemia and manifest themselves on the surface ECG. Based on the analysis of principal components and the method t-distributed stochastic neighbor embedding, the distribution of data in the space of features that characterize the classes of norm and pathology was shown. Raw ECG data in norm and with cases of myocardial ischemia were obtained from the ”PTB Diagnostic ECG Database” used in ”The PhysioNet/Computing in Cardiology Challenge 2020”. This database contains 22353 ECG records from 290 persons with 12 ECG leads (I, II, III, aVR, aVL, aVF, and V1–V6). The database contains the high-resolution ECG signals, which enabled to obtain 10,000 cardio cycles presenting norm and myocardial ischemia pathology for the subsequent training the machine learning algorithms. Based on the obtained features, various machine learning algorithms were trained and the accuracy was compared on different combinations of ECG leads. Аs a result of cross-validation, the accuracy of myocardial ischemia detection was 99% with a standard deviation of 0.4% for 6 leads (I, II, III, AVR, AVL, AVF) and 93% with a standard deviation of 0.12% for one lead (I). Thus, it was shown, that with machine learning methods it is possible to recognize ischemic myocardial disease with high accuracy and stability using six standard ECG leads or only one ECG lead.Документ Відкритий доступ Mетод реструктуризацiї вiдеоданих в системах компресiйного кодування для пiдвищення достовiрностi(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Бараннiк, В. В.; Красноруцький, А. О.; Пасинчук, К. М.; Бабенко, Ю. М.; Степанко, О. С.; Тупица, I. М.Предметом дослiджень в статтi є процеси обробки вiдеозображення з застосуванням ортогонального перетворення для передачi даних у iнформацiйно-телекомунiкацiйних мережах. Виконаний аналiз вiдомих алгоритмiв кодування вiдеоiнформацiї, що активно використовують статистичний пiдхiд для компактного представлення кодованих даних. Метою є розробка методу реструктуризацiї даних вiдеоiнформацiйного ресурсу в системах компресiйного кодування для пiдвищення достовiрностi iнформацiї. Що дозволить при збереженнi стpyктypно–стaтистичної зaкономipностi та контрольованої втрати якостi, забезпечити локалiзацiю впливу помилок та запобiгти руйнування вiдеоданих при реконструкцiї вiдеоданих. Завдання: розробити метод реструктуризацiї даних iнформацiйного ресурсу з використанням структурних закономiрностей в двiйковiй послiдовностi, якою задаються данi вiдеоiнформацiйного ресурсу; провести аналiз ефективностi застосування розробленого методу реструктуризацiї вiдеоданих за кiлькiсною ознакою з позицiї створення умов для додаткового скорочення структурної надмiрностi кодового подання; провести аналiз ефективностi застосування розробленого методу реструктуризацiї iнформацiйного простору з позицiї пiдвищення рiвня достовiрностi. Представлено рiшення наукової задачi, спрямованої на розробку методiв пiдвищення достовiрностi компактно представлених вiдеозображень в iнформацiйно-телекомунiкацiйних мережах для систем аеросегменту. Отриманi наступнi результати: використання розробленого методу реструктуризацiї вiдеоданих за ознакою кiлькостi серiй одиниць дозволяє створити умови додаткового скорочення структурної надмiрностi кодового представлення iнформацiї за рахунок суттєвого скорочення потужностi iнформацiйного простору, в межах якого кодуються данi; забезпечуються умови для локалiзацiї дiї помилок в процесi реконструкцiї вiдеоiнформацiйних ресурсiв; створюються умови для скорочення часу на обробку даних, в зв’язку з тим, що розроблений метод реструктуризацiї даних не вимагає проведення перетворень над елементами повiдомлення.Документ Відкритий доступ Mетодика пошуку оптимального виду тестової статистки для задач аналiзу радiочастотного спектра(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Бугайов, М. В.Постiйне зростання кiлькостi радiоелектронних засобiв зумовлює пiдвищення завантаженостi радiочастотного спектра. З iншого боку постiйно з’являються новi технологiї передавання даних та ускладнюється частотно-часова структура сигналiв. Данi фактори призводять до значного ускладнення радiоелектронної обстановки, що змушує розробляти новi пiдходи до швидкого аналiзу радiочастотного спектра. У бiльшостi публiкацiй для прийняття рiшення про наявнiсть або вiдсутнiсть сигналiв у заданiй смузi частот проводять деяке перетворення вiд сигналу з подальшим обчисленням тестової статистики. Проте не вказано з яких мiркувань обрано саме такий вид тестової статистики i чи вона є оптимальною для заданого перетворення та форми спектра сигналу. Питання пiдбору оптимального виду тестової статистики є особливо актуальним при роботi в умовах невiдомого i змiнного рiвня шуму, а також при широкому динамiчному дiапазонi сигналiв. Тестова статистика повинна бути чутливою до викидiв вибiрки частотних вiдлiкiв. Сутнiсть методики полягає у формуваннi набору тестових статистик та розрахунку значення показника ефективностi у виглядi суми ймовiрностей правильного виявлення для рiзних форм спектра сигналiв iз використанням даних статистик при рiзних вiдношеннях сигнал-шум та завантаженостях спектра. Максимальне значення показника ефективностi вiдповiдатиме оптимальному виду тестової статистики. У результатi дослiджень встановлено, що для роздiлення вiдлiкiв на сигнальнi та шумовi в частотнiй областi найбiльш доцiльно використовувати коефiцiєнт варiацiї. Перспективи подальших дослiджень в даному напрямку варто зосередити на розробленнi методiв динамiчного переходу мiж видами тестової статистки у процесi радiомонiторингу в залежностi вiд змiни радiоелектронної обстановки.Документ Відкритий доступ Ordered Test Site Method for Onboard Measurement Results Validation of Medium Resolution Spectroradiometers(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Asadov, H. H.; Alieva, A. J.The reduction or elimination of uncertainties is one of the main tasks in the analysis of remote sensing data. For this purpose, the upscaling and downscaling of spectroradiometric data operations are widely used. The downscaling operation is particularly used to validate medium resolution spectroradiometer data. The onboard measurement validation data is a complex task and it includes the solution of such important subtasks as (a) selection of the test site type; (b) determining the site size; (c) determining the sampling order. At the same time, after carrying out selective measurements, the question of scaling up (upscaling or generalization) of the obtained ground data arises, its purpose is to carry out validation of satellite data with low spatial resolution. Solving the problem of remote sensing data validation, terrestrial test sites are often used, their heterogeneity must always be taken into account. This problem is usually solved by applying special weighting coefficients and performing temporary periodic measurements, then using the regularization procedure for the averaged results of iterative calculations. In the absence of temporary changes, the need for regularization is eliminated. In this case, as an alternative, the method of the ordered test section can be proposed, it allows to determine the weight coefficients of the ground validation measurement results, providing a minimum of the newly proposed quadrature cost function. To solve the problem of achieving the proposed cost function minimum, the ordered subsections method as part of a single heterogeneous test section is proposed, the measurements are carried out by a sensor mounted on a low-flying carrier. The optimization problem is formulated to calculate the correction coefficients for the measurement results, where the sum of the squares of difference between the corrected data and the known representative estimate is minimized. The optimization problem is solved using a certain restrictive condition imposed on the sum of the correction factors.Документ Невідомий Recognition of Atmospheric Formations by Adaptive Lattice Filter’ Parameters(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Atamanskiy, D. V.; Riabukha, V. P.; Voitovich, O. A.; Semeniaka, A. V.; Romanenko, I. O.; Prokopenko, L. V.The paper deals with algorithms for recognizing atmospheric formations with various coherence meteorological radars. It shows that the known recognition algorithms differ in the degree of complexity, and in the completeness of the vector of phenomena and meteorological formation (MF) types to be recognized. Besides, no single structural and algorithmic basis that allows unifying the measurement and recognition problems. To solve this problem, we propose to use the parameters of adaptive lattice filters (ALF), obtained at a stage of ALF tuning with the help of radar returns from MFs. The proposed algorithm is tested using an annual cycle of experimental data on the amplitude fluctuations of incoherent 3-cm radiowave signals reflected from different cloud types. The recognition statistical characteristics obtained with known and proposed methods are compared. It is demonstrated that the proposed way is practically not inferior to the known ones in terms of the accuracy of recognition of returns from MF but it is directly realized while measuring the amplitude fluctuations spectrum of the returns, and this favorably distinguishes it from the others. The tests confirmed the proposed algorithm effectiveness. A unified structural and algorithmic basis for practical realization of the ALF-based measurements of MF parameters and for recognition of dangerous meteorological phenomena is proposed. We show that the proposed algorithm and its practical implementation can, with minor changes, be used in coherent and incoherent radars, as well as in meteorological channels of non-meteorological radars.Документ Відкритий доступ Використання шуму як фактора пiдсилення корисного сигналу в нелiнiйнiй системi(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Чумаков, В. I.; Харченко, О. I.; Побережний, А. А.Розглянуто ефект стохастичного резонансу (СР), що дає можливiсть видiлити слабкий сигнал iз адитивної сумiшi з шумом. Найсильнiший ефект вiдбувається при певнiй чiтко визначенiй, оптимальнiй iнтенсивностi шуму. Термiн СР було введено в ходi дослiджень бiстабiльної моделi осцилятора, яка пропонувалась для аналiзу перiодичнiстi настання льодовикових перiодiв на Землi. Модель описувала рух частинки в симетричному одновимiрному бiстабiльному потенцiалi пiд дiєю перiодичної сили в умовах сильного тертя. У подальших дослiдженнях ефект стохастичного резонансу було виявлено в багатьох системах i не тiльки фiзичних. Розглянуто вiдомi результати наближеного рiшення рiвняння СР. Дане рiвняння вирiшується двома методами: методом лiнiйного вiдгуку та теорiєю двох станiв. Зазначено, що в цих дослiдженнях аналiтичнi вирази для коефiцiєнта пiдсилення та вiдношення сигнал/шум отримуються за допомогою низки наближень: обмежень на амплiтуду сигналу, коли вiдгук приймається лiнiйним та обмежень на частоту сигналу. Крiм того, при порiвняннi двох розглянутих методiв, їх використання для розрахунку дисперсiї шуму, при якiй має мiсце ефект СР, призводить до рiзних результатiв. Це зумовлює необхiднiсть проведення подальших дослiджень з метою розробки аналiтичного апарату та перевiрки його достовiрностi чисельними розрахунками. Наведено результати чисельного моделювання вiдгуку стохастичного резонатора на вплив адитивної сумiшi гармонiйного сигналу та бiлого гаусiвського шуму. Виконано розрахунок та проведено аналiз коефiцiєнту гармонiк вихiдного коливання. Показано, що збагачення вихiдного сигналу гармонiками та ефективне пригнiчення шуму є принциповою особливiстю СР. Наведено результати чисельного розрахунку функцiї вiдношення сигнал/шум на виходi вiд дисперсiї вхiдного шуму D. Залежнiсть має складний характер, де можна видiлити локальний максимум у точцi D = 0.4, що не вiдповiдає вiдомим результатам розрахунку дисперсiї вхiдного шуму при рiзних наближених рiшеннях рiвняння СР. Показано, що стохастичний резонатор дiє як низькочастотний фiльтр, забезпечуючи водночас значне зменшення рiвня вихiдного шуму.Документ Відкритий доступ Виявлення, локалiзацiя та iдентифiкацiя малих лiтальних апаратiв за акустичним випромiнюванням(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Козерук, С. О.; Коржик, О. В.Малогабаритнi безпiлотнi лiтальнi апарати знаходять широке застосування у багатьох суспiльно корисних справах, разом з тим зростає i ризик їх застосування в злочинних та терористичних акцiях. Виникла необхiднiсть у розробцi засобiв спостереження, локалiзацiї та iдентифiкацiї дронiв за умови наявностi природних i iндустрiальних завад. В роботi розглянуто деякi методи та способи виявлення, локалiзацiї та iдентифiкацiї малих лiтаючих об’єктiв за їх акустичною сигнатурою. Запропоновано наступна послiдовнiсть дiй: спостереження вести методом керованої просторової кореляцiйної характеристики; рiшення про виявлення приймати по критерiю Неймана-Пiрсона; iдентифiкацiю дрона вести аналiзуючи спектр випромiнювання на наявнiсть основних i гармонiчних складових. Результати натурних експериментiв з квадрокоптером Phantom 3 пiдтвердили запропонований алгоритм.Документ Відкритий доступ Вплив ймовiрностi розпiзнавання об’єкта тепловiзором на максимальну дальнiсть спостереження(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Колобродов, В. Г.Головною функцiєю тепловiзiйних систем спостереження є виявлення i розпiзнавання об’єктiв (цiлей) з заданою ймовiрнiстю. Однiєю з основних характеристик таких тепловiзорiв є максимальна дальнiсть спостереження при заданiй ймовiрностi розпiзнавання. Розробцi i дослiдженню процесiв розпiзнавання цiлей присвячено багато монографiй i статей, в яких запропонованi методи розрахунку максимальної дальностi розпiзнавання (МДР) на основi критерiю Джонсона для ймовiрностi розпiзнавання 50%. Для практичного застосування тепловiзiйних систем спостереження (ТПСС) необхiдно знати МДР за заданою ймовiрнiстю розпiзнавання. Метою даної статтi є розробка методу розрахунку максимальної дальностi розпiзнавання цiлей в реальних умовах за допомогою ТПСС при заданiй ймовiрностi розпiзнавання. Розроблено метод розрахунку МДР цiлей в реальних умовах при заданiй ймовiрностi розпiзнавання, який ґрунтується на запропонованiй моделi формування зображення в тепловiзiйному монокулярi. Запропоновано розглядати ТПСС, максимальна дальнiсть дiї яких обмежена контрастом зображення або власними шумами системи. Розглянута модель тепловiзiйного монокуляра, яка враховує параметри об’єкта спостереження, атмосфери, об’єктива, приймача випромiнювання, дисплея, окуляра i зорового аналiзатора оператора. Запропонована модель дозволила розробити методи розрахунку МДР при заданих ймовiрностях розпiзнавання. Отриманi рiвняння для розрахунку МДР для ТПСС, що обмеженi контрастом зображення або власним шумом системи. Розглянуто приклад розрахунку МДР тепловiзiйного монокуляра.Документ Відкритий доступ Дослiдження дифракцiї електромагнiтної хвилi на кромках пiрамiдальної рупорної антени як однiєї з причин розсiювання(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Сидорчук, О. Л.; Залевський, В. Й.Розв’язок сучасних практичних радiотехнiчних задач передбачає дослiдження дифракцiї плоскої електромагнiтної хвилi на вiйськових об’єктах складної форми. Зазвичай до складу таких об’єктiв входять антеннi системи. У разi падiння на них електромагнiтної хвилi, первиннi хвилi можуть вiдбиватися (розсiюватися), заломлюватися, частина енергiї здатна поглинатися. Отже, змiнюється структура хвилi. Задачi такого типу є достатньо складними, i навiть сучаснi методи розрахунку, що базуються на нових комп’ютерних технологiях у поєднаннi з актуальними числовими методами, не дають достатньої ефективностi пiд час розрахунку. У статтi проведено аналiз причин розсiювання на прикладi апертурних рупорних антен. Одна з таких причин зумовлена впливом гострих кромок (країв) рупорного опромiнювача. З’ясовано, що розiбратися у впливi окремих кромок може бути дуже складно, оскiльки вираз, який описує її форму, може залежати вiд декiлькох координат. Отримувати новi суворi аналiтичнi рiшення також дуже складно, особливо для тривимiрних тiл. Числовi рiшення не мають аналiтичних виразiв, тому вiдсутня можливiсть видiлення компонентiв формул, що описують вплив окремих параметрiв або частин розсiювача. У зв’язку з цим великого значення набуває розвиток нових евристичних методiв, що ґрунтуються на знаннi фiзичних закономiрностей явища дифракцiї. Виведено формули для розрахунку електричної (магнiтної) складової електромагнiтного поля, розсiяного вiд кромок рупорного опромiнювача з прямокутною формою розкриву, за двох основних випадкiв падiння плоскої електромагнiтної хвилi. Оскiльки антени є суттєвим джерелом вторинного випромiнювання i додатково впливають на розсiювання вiйськових об’єктiв, розглянуто ефективну поверхню розсiювання рупорного опромiнювача з урахуванням кромок. Для перевiрки отриманих виразiв проведено експеримент для вимiрювання однопозицiйної ефективної поверхнi розсiювання, коли кут падiння хвилi збiгається з кутом спостереження для двох випадкiв падiння плоскої хвилi на розкрив рупора. Вимiрювання виконувалося за пiдключення антени до узгодженого навантаження, закороченого виходу й розiмкненого фiдера за умови вертикальної поляризацiї електромагнiтної хвилi. Теоретичнi й експериментальнi результати задовiльно збiгаються не тiльки якiсно, але й кiлькiсно. Отриманi результати дозволяють розробляти рекомендацiї з прискорення й уточнення числових розрахункiв пiд час розв’язку рiзних практичних задач щодо зниження втрат в антенi за рахунок зменшення коефiцiєнта вiдбиття. З метою проектування нових антен для усунення крайового розсiювання доцiльно застосовувати методи подавлення вiдбиття вiд країв. Рекомендується використовувати резистивнi конуснi навантаження, покриття кромок поглинальними матерiалами або її гофрування для рупорних або iнших розкривiв антен.Документ Відкритий доступ Експериментальне дослiдження впливу часткового дiелектричного заповнення на електродинамiчнi характеристики та розмiри прямокутного хвилеводу(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Каращук, Н. М.; Манойлов, В. П.; Чухов, В. В.; Герасименко, В. В.; Кондратов, О. М.; Ципоренко, В. Г.; Ставiсюк, Р. Л.Представлено результати експериментального дослiдження впливу часткового дiелектричного заповнення (ЧДЗ) на електродинамiчнi характеристики та розмiри прямокутного хвилеводу. Результати експериментального дослiдження порiвнюються iз розрахунковими, отриманими за допомогою наближеного методу визначення ефективної дiелектричної проникностi та сталої поширення частково заповненого хвилеводу (ЧЗХ), представленого в [1]. Зокрема наводяться результати теоретичного розрахунку залежностей розмiру широкої стiнки ЧЗХ iз розмiрами поперечного перерiзу 23×10мм вiд коефiцiєнта заповнення уздовж широкої стiнки хвилеводу на частотi 10ГГц, довжини хвилi, хвильового опору ЧЗХ та сталої поширення вiд коефiцiєнта заповнення вздовж широкої стiнки хвилеводу у смузi частот 6–14ГГц для модифiкацiй ЧЗХ 2–1–2 (тонкi дiелектричнi пластини бiля бокових стiнок) та 1–2 (тонка дiелектрична пластина бiля однiєї бокової стiнки) для хвилi типу Н10. Експериментальнi дослiдження проведено за допомогою лабораторної установки, яка складалась з генератора НВЧ сигналiв, вимiрювальної лiнiї (на базi прямокутного хвилеводу), металевого короткозамикача та вимiрювача вiдношення напруг. Всередину прямокутного хвилеводу вимiрювальної лiнiї встановлювались дiелектричнi пластини з фторопласту Ф4 шириною 10 мм, товщиною 2мм та 4мм, довжиною 25,3 см. Максимальна вiдносна похибка результатiв експериментальних дослiджень для модифiкацiй 2–1–2, 1–2 не перевищує 15%, зокрема для модифiкацiї 2–1–2 вона менша нiж для 1–2. Отриманi експериментальнi результати пiдтвердили достатньо високу точнiсть наближеного методу розрахунку ЧЗХ, наведеного у роботi [1].Документ Відкритий доступ Експериментальне дослiдження дiаграм спрямованостi слабоспрямованих бортових антен(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Левченко, О. В.; Каращук, Н. М.Наводяться результати експериментального дослiдження дiаграм спрямованостi (ДС) щiлини, прорiзаної в прямокутному хвилеводi перерiзом 23×10 мм, яка збуджується штирем у площинах Е та Н на частотi 10 ГГц. Експериментально визначено, що ширина ДС у площинi Е дорiвнює 84∘. Рiвень ДС спадає до 20% у напрямках ±90∘. У площинi Н ДС має ширину 54∘, рiвень ДС у напрямках ±90∘ спадає до 5%. Отриманi експериментальнi ДС у площинах Е та Н не протирiчать розрахованим теоретично, при цьому розбiжнiсть не перевищує 7%. Представленi результати експериментального дослiдження ДС поздовжньої щiлини, прорiзаної в прямокутному хвилеводi перерiзом 23×10 мм iз частковим дiелектричним заповненням (ЧДЗ), яка збуджується штирем в площинах Е та Н на частотi 7 ГГц. У прямокутний хвилевiд вставленi фторопластовi пластини (фторопласт Ф4) бiля вузьких стiнок розмiрами 79×10×2 мм (Д×Ш×В) iз вiдносною дiелектричною проникнiстю εr =2. Експериментально визначено, що ширина ДС у площинi Е дорiвнює 72∘, у напрямках ±90∘ рiвень ДС спадає до 25%. У площинi Н –43∘, у напрямках ±90∘ рiвень ДС спадає до 7%. Застосування ЧДЗ у прямокутному хвилеводi дозволяє зменшувати геометричнi розмiри без змiни електричних. Результати дослiджень можуть бути використанi для проектування i розробки слабоспрямованих бортових антен для радiоканалiв сантиметрового дiапазону хвиль.Документ Відкритий доступ Метод визначення ймовiрностi розпiзнавання об’єктiв спостереження поляриметричним тепловiзором(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Колобродов, В. Г.Тепловiзiйнi системи спостереження є одним iз важливих засобiв пiдвищення ефективностi охоронних систем i вiйськових систем спостереження за цiлями, так як вони здатнi пасивно працювати вдень i вночi, за несприятливих погодних умов спостереження. В багатьох випадках за низького контрасту фоново-цiльової обстановки виявити цiль, а тим бiльше її розпiзнати, достатньо складно. Для пiдвищення ймовiрностi розпiзнавання цiлi, а також для зменшення помилкової тривоги, розпочали активно проводити дослiдження i розробляти тепловiзори, в яких носiєм iнформацiї є поляризацiйнi властивостi випромiнювання цiлi i фону. Метою статтi є розробка нового методу визначення ймовiрностi розпiзнавання об’єктiв спостереження поляриметричним тепловiзором (ПТ), дослiдження якого дозволить значно розширити практичне застосування таких тепловiзорiв. Розроблена фiзикоматематична модель ПТ i алгоритм отримання поляриметричних зображень за допомогою параметрiв Стокса. Встановлена залежнiсть ймовiрностi розпiзнавання цiлi Pr вiд ступеня поляризацiї P випромiнення цiлi, яка розташована на природньому фонi. Розглянуто приклад розрахунку ймовiрностi виявлення цiлi ПТ, який свiдчить про те, що ймовiрнiсть розпiзнавання цiлi iстотно залежить вiд ступеня поляризацiї її випромiнювання, за умови, що вона знаходиться на фонi, що має неполяризоване випромiнювання. Наприклад, ймовiрнiсть розпiзнавання дорiвнює Pr=50%, коли ступiнь поляризацiї випромiнювання цiлi P =9%. Якщо P =16%, то Pr =90%. У випадку вiдсутностi контрасту мiж природнiми випромiнюванням цiлi i фону вiдношення сигнал/шум на виходi ПТ буде дорiвнювати 1.8, а ймовiрнiсть розпiзнавання – Pr =90%. Така особливiсть роботи ПТ значно пiдвищує ефективнiсть його застосування.Документ Відкритий доступ Метод кодування вiдеосегментiв в спектрально-кластерному просторi з виявленням структурних особливостей(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Бараннiк, В. В.; Красноруцький, А. О.; Колесник, В. О.; Пчельнiков, С. I.; Бабенко, Ю. М.; Шейгас, О. М.Обґрунтовано напрямки пiдвищення ефективностi надання дистанцiйних вiдеосервiсiв з використанням авiацiйного iнфокомунiкацiйного сегменту в процесi пiдтримки та прийняття рiшень в системах критичної iнфраструктури. Обґрунтовано наявнiсть проблемних аспектiв пов’язаних з якiстю отримання вiдеоiнформацiйного ресурсу з авiацiйних платформ. Перший стосується необхiдностi збiльшення роздрiбної здатностi вiдеознiмкiв. Другий криється в наявностi дисбалансу мiж: з одного боку означеними темпами значного зростання iнформацiйної iнтенсивностi вiдеоiнформацiйних потокiв; з iншого боку – помiтно вiдстаючими темпами збiльшення пропускної здатностi iнфокомунiкацiйних систем на бортових платформах. Обґрунтовано, що для локалiзацiї або усунення проблемних аспектiв необхiдно застосовувати технологiї зменшення бiтової iнтенсивностi вiдеопотоку. Це дозволить зменшити iнформацiйне навантаження на мережу та створити умови для залучення надлишкових кодових конструкцiй. Вiдповiдно до цього необхiдно для бортових комплексiв проводити iнтеграцiю технологiй компресiї вiдеоданих. В статтi ґрунтовно доводиться те, що необхiдно розробити такi методи кодування в складi комплексних технологiй обробки аерофотознiмкiв, для яких забезпечується: додаткове врахування нових видiв надмiрностi, що не пов’язанi з виключенням психовiзуальної надмiрностi; будування кодових конструкцiй з бiльшою стiйкiстю до негативного впливу канальних помилок на процес декодування вiдеосегментiв. Обґрунтовано переваги кластеризацiї вiдеосегментiв в спектральному просторi за структурною ознакою кiлькiсть серiй одиниць в двiйковому описi їх компонент. Розроблено метод статистичного кодування трансформанти (масив коефiцiєнтiв при базисних функцiях дискретного косинусного перетворення) в структурному просторi. Базовою складовою тут є встановлення статистичних залежностей в межах структурних кластерiв з врахуванням: локальних особливостей спектральних компонент за їх дiапазоном на основi структурних ознак в їх двiйковому описi; зменшеної потужностi статистичного простору та збiльшити рiвень нерiвномiрностi розподiлу кластеризованих компонент трансформанти. На основi проведених експериментальних дослiджень показано те, що використання створеного методу кодування кластеризованих трансформант дозволяє пiдвищити рiвень достовiрностi аерофотознiмкiв за показником пiкового вiдношення сигнал/шум в середньому на 50%.Документ Відкритий доступ Метод обробки вiзуальних даних в телекомунiкацiйнiй мережi на основi платформи JPEG та арифметичного кодування(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Гаврилов, Д. С.; Бараннiк, В. В.; Колесник, В. О.; Шульгiн, С. С.; Єрмаченков, А. В.; Савчук, М. В.Аналiз дослiджень вказав, що найпоширенiшою платформою обробки вiдео-, фотозображень залишається JPEG-платформа. З позицiї методiв компресiї без втрат в останнi роки популярностi набув метод арифметичного кодування. Варто зазначити, що сiмейство арифметичного кодування пiд час обробки оперує як дiйсними, так i цiлими числами з рiзними видами адаптацiї. Використання методiв, що оперують цiлими числами дозволяє передавати код в процесi кодування, в той час як методи, що базуються на дiйсних числах потребують закiнчення процесу кодування для передачi коду. Адаптацiя арифметичного кодування полягає у видозмiнi початкових даних, а саме ймовiрностi появи елементiв, для кожної iтерацiї процесу кодування. При цьому, у службовiй iнформацiї передається тiльки словник значень, в той час як для класичного арифметичного кодування необхiдна передача появи кожного елементу. Виходячи з даних особливостей в ходi даного дослiдження пропонується використовувати адаптивне цiлочислене арифметичне кодування. Вибiр за основу даного методу пов’язано з тим, що на вiдмiну вiд iнших методiв вiн дозволяє передавати код в процесi кодування з мiнiмiзацiєю службової iнформацiї (лише словник). В ходi даного дослiдження вирiшується науково-прикладне завдання, яке полягає у поєднаннi (модифiкацiї) методiв на базi платформи JPEG та адаптивного цiлочисленного арифметичного кодування з метою забезпечення передачi фото-, вiдеоiнформацiї визначеної якостi за реальний час. Пропонується в ходi обробки зображень застосовувати два припущення: нехтувати одиночною довжиною серiї повторiв та останньою парою пiсля обробки методом RLE. Запропонований метод обробки вiзуальних даних на основi платформи JPEG та адаптивного цiлочисленного арифметичного кодування дозволяє в два рази скоротити об’єм даних у порiвняннi з результатом обробки вiдомим методом арифметичного кодування без запропонованих допущень. Посилення ефективностi вiдбувається за рахунок наскрiзного зиг–заг сканування групи трансформант та адаптацiї методу до типiв трансформанти за насиченiстю у групi 2×2 з можливiстю зменшення потужностi словника.