Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 96
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Відкритий доступ Адаптивне виявлення сигналу рухомої цiлi в FMCW радарi при невiдомiй потужностi шуму(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Маленчик, Т. В.; Жук, С. Я.Одним з перспективних засобiв виявлення рухомих цiлей на малих вiдстанях є FMCW радар. Вiн забезпечує: високоточне вимiрювання дальностi, а також радiальної швидкостi, низьке енергоспоживання. Вихiдною iнформацiєю для алгоритмiв виявлення сигналiв цiлей в FMCW радарi є далекомiрнодоплерiвський портрет. Вiн формується шляхом двомiрного дискретного перетворення Фур’є (ДПФ) над отриманими на iнтервалi когерентного накопичення демодульованими сигналами вiдповiдних перiодiв модуляцiї. У випадку однорiдного шуму з невiдомою потужнiстю викорстання алгоритмiв CFAR призводить до надлишкових обчислювальних витрат за рахунок ковзного оцiнювання потужностi шуму. Крiм того розмiри ковзного вiкна обмеженi, що не дозволяє отримати оцiнку потужностi шуму з необхiдною точнiстю. В якостi математичної моделi корисного сигналу вiд цiлi може бути використаний гармонiйний сигнал з невiдомими амплiтудою, частотою i початковою фазою. Розглянуто алгоритм адаптивного виявлення гармонiйного сигналу з невiдомими параметрами, отриманого на iнтервалi когерентного накопичення FMCW радара при вiдомiй потужностi шуму. Пристрiй виявлення побудовано за перiодограмною схемою. Проведено аналiз характеристик виявлення сигналу FMCW радара при вiдомiй потужностi шуму, якi можуть виступати в якостi нижньої границi при невiдомiй дисперсiї шуму. На основi методу максимальної правдоподiбностi запропоновано алгоритм оцiнювання невiдомої потужностi шуму на основi тестової вибiрки, отриманої з далекомiрно-доплерiвського портрету. Оцiнка невiдомої потужностi шуму є вибiрковим середнiм. На основi методу iнтервального оцiнювання визначено довiрчi iнтервали щодо ймовiрностей хибної тривоги i виявлення цiлi в залежностi вiд об’єму тестової вибiрки. Границi ймовiрностi хибної тривоги не залежать вiд оцiнки потужностi шуму. На основi отриманих залежностей можна визначити об’єм вибiрки, що забезпечує допустиме значення довжини довiрчого iнтервалу ймовiрностей хибної тривоги i виявлення цiлi.Документ Відкритий доступ Investigation of Possibility of Measuring the Albedo of Earth’s Surface in Visible and Near Infrared Bands in Conditions of Aerosol Pollution of Atmosphere Using Unmanned Aerial Vehicles(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Asadov, H. H.; Alieva, A. J.; Ashrafov, M. G.It is well-known that such processes as agricultural activities, urbanization processes, climatic changes leading to abnormal precipitation, etc. affect the magnitude of the Earth’s albedo. At the same time, the results of remote albedo measurement in visible and near infrared bands also depend on the degree of aerosol pollution of the atmosphere. These factors leading to changes in the earth’s albedo lead to the need for periodic measurements of regional values of the albedo of the earth’s surface. There are a number of problems related to measuring the albedo of the earth, related to the spatial and temporal variability of this indicator. These include the dependence of albedo on the zenith angle of the Sun, the need to create albedo measurement networks in the form of numerous geographically distributed pyranometers, the dependence of satellite albedo measurements on the state of the atmosphere, leading to the need for inter-satellite calibration, or groundbased validation measurements. At the same time, the issue of fully accounting for the effect of atmospheric aerosol on the results of measuring the albedo of the Earth’s surface is still open. The article is devoted to the measurement of the Earth’s albedo visible and near infrared bands using UAVs in conditions of aerosol pollution of the atmosphere. The model of single scattering of the optical source signal of an atmospheric aerosol was adopted as the basis of the conducted research. The interrelation of such optical indicators as the optical thickness of the aerosol and the albedo of the Earth’s surface is analyzed. A criterion for the effectiveness of atmospheric measurements using UAVs is proposed, in which efficiency is defined as the ratio of the total radiation entering the on-board spectroradiometer to the amount of extra-atmospheric radiation from the Sun. By switching from a discrete model to a continuous model created to calculate the proposed efficiency criterion, it is shown that with a synchronous change in the optical thickness of the aerosol and albedo, according to the calculated law, the minimum efficiency of measurements of the albedo of the earth’s surface is achieved.Документ Відкритий доступ Синтез алгоритмiв фiльтрацiї результатiв вимiрювань в системах навiгацiї безпiлотних лiтальних апаратiв(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Зiмчук, I. В.; Шапар, Т. М.; Ковба, М. В.Безпiлотнi лiтальнi апарати (БпЛА) є одним з основних напрямкiв розвитку свiтової авiацiйної технiки. Широке застосування БпЛА рiзних класiв як у вiйськовiй, так i в цивiльнiй сферах вимагає розробки та виробництва високоточних бортових навiгацiйних систем малої вартостi, ваги та габаритiв. При проєктуваннi систем навiгацiї безпiлотних лiтальних апаратiв передбачається використання iнформацiї вiд багатьох датчикiв та засобiв корекцiї, що дозволяє суттєво пiдвищити точнiсть систем, що розробляються. Для обробки навiгацiйної iнформацiї в таких системах застосовують алгоритми стохастичної фiльтрацiї, зокрема фiльтр Калмана та рiзнi його модифiкацiї, якi дозволяють врахувати нелiнiйний характер задачi. Iснуючi алгоритми фiльтрацiї характеризуються високою обчислювальною складнiстю, а iнженери зустрiчаються з проблемою їхньої практичної реалiзацiї через абстрактну форму подання, яка не вiдображає деталей реалiзацiї. Саме тому в роботi викладено методику структурного синтезу рекурентних алгоритмiв полiномiальної фiльтрацiї вимiрювань в системах навiгацiї безпiлотних лiтальних апаратiв. Викладений пiдхiд ґрунтується на поданнi згладжувальних фiльтрiв як динамiчних систем, що описуються дискретними передаточними функцiями, якi пiдлягають визначенню. Теоретичною основою синтезу передаточних функцiй є третя форма умов iнварiантностi помилки фiльтра вiдносно моделi вхiдного впливу. Рiвняння рекурентного згладжування визначаються як функцiї часу, якi пов’язують вхiд та вихiд синтезованих операторiв перетворення фiльтра. Запропонований пiдхiд дозволяє: синтезувати ефективнi алгоритми полiномiальної фiльтрацiї, якi мають мiнiмальну складнiсть для своєї реалiзацiї; на етапi синтезу формувати властивостi фiльтрiв стосовно згладжування шумiв та виключення динамiчних помилок; в процесi синтезу визначати умови, при виконаннi яких цифровий фiльтр буде стiйким. В роботi наводиться приклад синтезу алгоритму фiльтрацiї, працездатнiсть та ефективнiсть якого дослiджено шляхом комп’ютерного моделювання.Документ Відкритий доступ Method for Selecting Pulsed Signals by Their Duration in Fading Channels(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Buhaiov, M. V.; Zakirov, S. V.The duration of pulsed signals is one of the main parameters to be estimated in radio monitoring systems. When signals propagate in channels with deep fading, even at high signal-to-noise ratios, the pulse shape will be distorted. In sophisticated electronic environment, it is also may be random interference in signal processing channel, which leads to the occurrence of false pulses with random durations. Therefore, the values of the signal pulses durations will be concentrated near their true value, and the rest of the detected pulses will have a significantly random duration. That’s why, the development and study of methods for selecting pulse signals by their durations in sophisticated signal environment is actual scientific problem. The aim of the work is improving pulsed signals processing methods in fading channels by selecting its’ durations. The study found that the estimates of signal pulse durations are normally distributed. Pulse durations that are not related to signals are subjected to an exponential distribution. The input data for the proposed method is only a sample of measured pulse durations. The values of the parameters of both the exponential and normal distributions are unknown. In this case, the problem of selecting pulses by their durations is formalized to the estimation of the mean values of normal distributions. To do this, it is proposed to search for the maxima of the smoothed estimate of the probability density function. The scientific novelty of the obtained results is that a method for estimating the mean value of a normal distribution at the background of exponentially distributed values was proposed. An example of this approach is the estimation of pulsed signal durations in channels with deep fading and impulse interference. Based on the developed method, algorithms for automatic pulse selection for radio monitoring systems can be implemented.Документ Відкритий доступ Scattering of Electromagnetic Waves by Frequency-Detuned Systems of Dielectric Resonators(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Trubin, O. O.The general problem of scattering on a system of frequency-detuned coupled Dielectric Resonators (DRs) located in one or several transmission lines is considered. The field describing the natural oscillations of the system of detuned DRs is decomposed over the field of partial resonators. A system of equations is derived, the solution of which allows one to determine the frequencies and amplitudes of the system’s natural oscillations. It is shown that the resulting system of equations, by means of algebraic transformations, can be reduced to the problem of determining the eigenfunctions and eigenvalues of a finite-dimensional operator, determined through the elements of the coupling operator of frequency-detuned DRs. The limitations of the proposed calculation method are noted. The solution to the scattering problem is expanded in terms of the natural oscillation field of the system of detuned DRs. A system of linear equations for the amplitudes of forced oscillations is obtained. It is shown that in the particular case of identical resonator frequencies, the found system exactly coincides with the equations obtained previously for various types of DR. General solutions are found for the scattered field on frequency-detuned resonators located in different transmission lines. Several examples are given of calculating the frequency dependences of the scattering matrix for the most interesting structures consisting of coupled dielectric resonators detuned in natural oscillation frequencies. The frequency characteristics of the scattering of two bandstop filters with different stop bands, made on detuned DRs in the same transmission line, are calculated. The frequency dependences of the scattering matrix on two bandpass filters located parallel between regular lines are calculated. The scattering characteristics of bandpass filters of complex designs containing various DRs are calculated: a bandpass filter built on a system of coupled DRs in a transmission line break and several DRs in a regular line, as well as an elliptical bandpass filter. The capabilities of the proposed method are demonstrated by the example of optimizing the scattering characteristics of a demultiplexer built on the basis of two bandpass filters with different passband frequencies. The proposed method also makes it possible to calculate the scattering characteristics of bandpass and bandstop filters with several operating frequency bands used in modern communication systems.