Розв'язано задачу дифракції високочастотної електромагнітної хвилі на криволінйній імпедансній поверхні з ребром за методом рівномірної асимптотичної теорії дифракції. Завдяки використанню числових дифракційних коефіцієнтів враховано вплив на результуюче поле неоднорідностей розподілу поверхневого імпедансу, скінченних розмірів і геометрії ребра, неоднорідність оточуючого середовища, а також наявність поверхневих хвиль. Запропоновано метод одержання полів поблизу променевих розладів, який доцільно застосовувати спільно з рівномірною асимптотичною теорією дифракції у каустичних і фокальних зонах, а також поблизу меж світло - тінь за відсутності прийнятих рівномірних асимптотик. Розроблений алгоритм побудови дифракційних полів перевірено на тестових задачах, а також застосовано у задачі дифракції гауссова пучка на поверхні з ребром та у задачі мінімізації зворотного випромінювання дзеркальної антени.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено проблемам розробки узагальнюючої моделі для дослідження спіральних антен з різними геометричними параметрами. Теоретичне дослідження характеристик випромінювання проведено на основі розв'язання задачі електродинаміки зі застосуванням методу векторного потенціалу з модельним розподілом струму у вигляді поступальної хвилі з уповільненою фазовою швидкістю, яка уточнювалася шляхом порівняння теоретичних і експериментальних досліджень характеристик випромінювання. Розроблено методику оптимізації геометричних параметрів еліптичних і циліндричних спіральних антен за умови формування осьового випромінювання з поляризацією, що наближається до кругової, при обмеженому рівні бічного і заднього випромінювання. Для визначення опору випромінювання спіральної антени застосовувався метод приведених ЕДС. Проведено експериментальне дослідження як характеристик випромінювання, так і вхідного опору еліптичних спіральних антен у діапазоні частот. Розроблено нові випромінювальні антени для систем рухомого супутникового зв'язку.

  Скачати повний текст

Досліджено аксіально-симетричне випромінювання та власні частоти мікрострічкових антен (МСА) з нескінченно тонким ідеально провідним диском, друкованих МСА з тонким резистивним диском, і друкованих тонких дискових діелектричних антен із втратами. Для моделювання тонких резистивних і діелектричних дисків застосовано, разом з умовою на ребрі, еквівалентні граничні умови для нескінченно тонких частково прозорих шарів. Для одержання матричних рівнянь Фредгольма другого роду використано метод аналітичної регуляризації в сполученні з методом Гальоркіна в просторі перетворень Ханкеля. За допомогою розроблених ефективних числових алгоритмів досліджено такі робочі характеристики антен, як потужність випромінювання та поверхневих хвиль, поглинена диском потужність, коефіцієнт корисної дії, коефіцієнт спрямованості, посилення та діаграми спрямованості антен, частоти та добротність власних коливань. Виявлено низку нових ефектів, які виникають в антенах завдяки частковій прозорості та неідеальності матеріалу диска, а також вивчено властивості антен електрично великих розмірів, що не можна описати відомими наближеними та числовими методами.

  Скачати повний текст

Розроблено модифікацію методу модового базису, що дозволяє досліджувати поширення сигналів у поперечно та поздовжньо неоднорідному хвилеводі у часовій та частотній області. Одержано у явному вигляді оператори дифракції у часовій області для стрибка діелектричної проникності у хвилеводі. Створено та експериментально досліджено нову модифікацію щілинної антени, що розширюється. В антені використано розподілене резистивне навантаження, що не знижуючи ефективності імпульсного випромінювання, значно зменшує рівень післяімпульсних коливань. Запропоновано новий симетруючий перехід з низьким рівнем відбиття і такий, що не спотворює форму імпульсу для живлення антени від коаксіального кабелю.

  Скачати повний текст

Здійснено аналіз ефективності генетичного алгоритму й алгоритму бджолиного рою у задачах конструктивного синтезу планарного широкосмугового диполя, планарної профільної щілинної антени та мікросмужкової антени з кількістю точок на профілі не більше десятити, визначено оптимальні параметри алгоритмів. Запропоновано новий алгоритм конструктивного синтезу, основою якого є інверсія штучних нейронних мереж за допомогою генетичного алгоритму. Встановлено, що алгоритм бджолиного рою потребує для синтезу в 3 - 4 рази менше комп'ютерного часу, ніж генетичний алгоритм. Визначено, що створити модель антени з похибкою менше 10 % можливо за допомогою багатошарового персептрона з трьома прихованими прошарками та передавальною функцією у вигляді гіперболічного тангенсу, тренуючи таку мережу методом Левенберга - Марквардта у поєднанні з регуляризацією Байєса.

  Скачати повний текст

Розроблено принципи побудови фазометричних перетворювачів комплексних параметрів антенно-фідерних пристроїв. Запропоновано метод вимірювання комплексних параметрів, що базується на аналізі фазового розподілу електромагнітного поля в лінії передачі. Проаналізовано особливості фазового розподілу електромагнітного поля в неузгодженій лінії, встановлено аналітичний взаємозв'язок екстремальних значень і положень нулів цього розподілу з модулем і аргументом комплексного коефіцієнта відбиття вимірювального пристрою. Розроблено математичні моделі фазометричних перетворювачів, що мають підвищену стабільність і точність вимірювань у широкому діапазоні зміни потужності НВЧ-сигналу. Наведено алгоритми обробки вимірювальної інформації та алгоритми калібрування перетворювачів. Проведено оцінку метрологічних характеристик вимірювачів, побудованих на базі розроблених перетворювачів.

  Скачати повний текст

Удосконалено метод максимізації полінома на випадок знаходження оцінок параметрів сигналу під час спостереження векторної випадкової величини, що дозволяє здійснювати просторову обробку сигналів з підвищеною точністю. Вперше на базі методу максимізації полінома одержано нові способи обчислення для визначення кута надходження сигналу на двохелементну та багатоелементну антенні решітки за умов впливу негауссівських завад, які дозволили підвищити точність знаходження кутового положення джерела випромінюваня гармонічного сигналу. Сформульовано аналітичні вирази асимптотичних дисперсій оцінок кута надходження сигналу на антенну решітку за наявності негауссівських завад, що дає можливість оцінити ефективність запропонованої математичної моделі випадкової величини, нових методів та побудованих на їх основі алгоритмів. Вперше розроблено метод знаходження наближених розв'язків нелінійних рівнянь максимізації полінома на базі властивостей стохастичних поліномів, що дає змогу локалізувати розв'язки та знаходити їх за допомогою ітераційних методів.

  Скачати повний текст

Розглянуто проблеми створення методів і засобів математичного моделювання процесів формування та просторово-часової обробки акустичних когерентних зображень (АКЗ), які забезпечують підвищення (за умов існуючих технологічних рішень) роздільної здатності систем акустичного зондування. Розроблено математичні моделі вторинних акустичних полів складних поверхонь віддзеркалення. Обгрунтовано новий метод зваженої мультиплікативної просторово-часової обробки, який відповідає особливостям акустичних когерентних полів і забезпечує підвищення (у порівнянні з адитивними методами) кутової роздільної здатності систем акустичного зондування. Експериментально підтверджено адекватність запропонованих математичних моделей вторинних акустичних полів і запропонованої функції розсіяння складної поверхні. Вирішено задачі аналізу та структурно-параметричного синтезу приймальних мультиплікативних фазових антенних решіток різної конфігурації. На основі моделювання процесів формування та просторово-часової обробки АКЗ під час розповсюдження акустичних хвиль в шарувато-неоднорідних середовищах оцінено вплив рефракцій і багатопроменевості на формування зображень. Розроблено програмні засоби комп'ютерного моделювання всіх стадій процесу формування та просторово-часової обробки АКЗ.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель гібридно-дзеркальних антен (ГДА) на базі схеми антени Кассегрена, у якій система, що опромінює, змінена решіткою спіралей, розташованих на гіперболічній поверхні. Зазначено, що модель охоплює плоскі та об'ємні спіралі, а також дозволяє розглядати комбіновані спіральні випромінювачі. Виділено область геометричних параметрів кругових циліндричних спіралей, за яких їх можна застосовувати як елементи опромінювача дзеркала. Проведено дослідження амплітудно-фазового розподілу щільності струму на поверхні великого дзеркала, що створюється решіткою спіралей. Знайдено умови розміщення спіралей в опромінювачі, за яких формується найбільш рівномірний розподіл амплітуди струму, що спадає до країв та має невеликий спад у центрі дзеркала, за необхідної фазової структури струму. Проведено теоретичне дослідження основних характеристик випромінювання ГДА. Визначено межі припустимих геометричних параметрів спіральних випромінювачів у процесі побудови опромінювача та допустимі значення кутів повороту та величини зсуву точок живлення спіралей в опромінювачі. Теоретичні результати підтверджено експериментальними дослідженнями спіральних випромінювачів та ГДА.

  Скачати повний текст

Удосконалено математичну модель плоскої електромагнітної хвилі (ЕМХ), згідно з якою просторово-поляризаційна селекція (ППС) корисних сигналів (КС) та активних шумових завад (АШЗ) мають вигляд сукупності просторових гармонік, що відрізняються своїм аргументом, яким може бути просторова частота (напрямок приходу ЕМХ). Це дає змогу здійснити подальший синтез АВ, модель адекватно описує реальну завадову ситуацію. Розроблено методику синтезу оптимальних систем ППС КС, яка передбачає розподіл матриці завади на блочні складові, що дає змогу підвищити швидкість обробки сигналів та здійснити подальший синтез АВ. Одержано нові математичні співвідношення для синтезу оптимальних АК, відмінність яких полягає у використанні прямого добутку для подання кореляційної матриці АШЗ, які діють на адаптивні антенні решітки (ААР) з каналами, рознесеними за простором та поляризацією. Це дає змогу здійснити подальшу факторизацію адаптивного агоритму ППС. Розроблено методику синтезу системи ППС, яка базується на виділенні регуляризуючої складової гармоніки у ППС, що дозволяє визначити умови оптимальної факторизації ППС та розробити структури, які можна фізично реалізувати. Удосконалено статистичну модель адаптивної обробки сигналів на фоні АШЗ, призначену для оцінювання ефективності адаптивних систем ППС. Створено методику розрахунку бістатичної індикатриси розсіювання двоелементної адаптивної антенної решітки (ААР), з урахуванням залежності між коефіцієнтом відбиття від апертури ААР і кутами падіння та спостережень КС. Це дає змогу обгрунтувати вимоги до ААО у разі її використання з метою протирадіолокаційного маскування.

  Скачати повний текст

Теоретично досліджено методи поліпшення якості формування та обробки радіометричних зображень у системах з адаптивними антенними решітками. Розроблено метод оцінки якості зображень, який базується на визначенні карт важливості зображення та відображає особливості сприйняття візуальної інформації людиною. Досліджено вплив розрідженості антенних решіток та геометрії розташування елементів в них на їх просторові характеристики. Запропоновано адаптивний метод формування радіометричних зображень, базуючись на узгодженні просторових характеристик антенної системи та зображення. Досліджено вплив обмежень на розв'язок під час розв'язання задачі відновлення радіометричних зображень. Удосконалено нелінійний адаптивний метод відновлення зображень у радіометричних системах з адаптивними антенними решітками. Розроблено принцип побудови радіометричних систем формування зображень з розрідженими антенними решітками на основі нелінійного методу відновлення, узгодженого з адаптивним формуванням апертури.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему точної поляризаційної адаптації антенних систем радіоелектронних засобів приймання, передавання та руйнування інформації за умов апріорної невизначеності поляризацій радіосигналів, що приймаються. Створено узагальнену теорію адаптивних поляризаційних перетворень електромагнітних хвиль. Запропоновано нові принципи, методи, способи та пристрої адаптивного перетворення поляризації електромагнітних хвиль, які дозволяють з високою точністю реалізувати поляризаційну адаптацію антенних систем. На базі запропонованого ітераційного методу синтезу, створених математичних моделей та програмного забезпечення, здійснено оптимізацію ключових елементів поляризаційно-адаптивних антенних систем. Розроблено конкретні антени й оригінальні мікрохвильові пристрої для перетворення поляризації та розділення ортогональних сигналів у різних поляризаційних базисах. Створені оригінальні поляризаційно-адаптивні антенні системи випробувано у складі земних станцій супутникових телекомунікацій та радіоелектронних засобах різного призначення. Практично підтверджено високу точність поляризаційної адаптації. Синтезовані високоефективні поляризаційно чисті дводзеркальні приймально-передавальні офсетні антени з еквівалентними діаметрами головних дзеркал 1,2 м, 1,8 м і 2,4 м та вісесиметричні антени з діаметрами головних дзеркал 3,66 м і 7,0 м впроваджено у серійне виробництво.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі для прямих кругових циліндричних антен зі скінченною кількістю подовжніх щілин або для кругових циліндричних антен з подовжніми щілинами та вкладеним ідеально провідним циліндром за випадків ТЕ- і ТМ-хвиль. Розроблено математичні моделі для аксіально-симетричних хвилеводів, які мають скінченну кількість гофр або патрубків з внутрішньою частиною, заповненою діелектриком. Задачі дифракції зведені до межових гіперсингулярних інтегральних рівнянь для випадків ТЕ-хвиль для щілинних антен, а також межових сингулярних інтегральних рівнянь для ТМ-хвиль для щілинних антен та у випадку аксіально-симетричних хвилеводів з неоднорідностями. На базі побудованих математичних моделей розроблено комп'ютерні алгоритми, на підставі яких проведено числовий аналіз для широких діапазонів параметрів структури. Відзначено, що використання побудованих математичних моделей дозволяє оптимізувати технічні характеристики розроблених антен і хвилеводів, фільтрів і лінійних прискорювачів, що є необхідним для проектування та побудови сучасних пристроїв радіоелектроніки.

  Скачати повний текст

Запропоновано мінімаксний підхід до розв'язання задач системного аналізу під час створення гідроакустичних вимірювальних комплексів. Розв'язано задачу мінімаксного оцінювання ядра інтегрального оператора, яка виникає під час оцінювання амплітудного розподілу в лінійному елементі антени за умов невизначеності. Випадкові збурення розглянуто як елементи і процеси зі значеннями в гільбертових просторах. Розв'язано задачу мінімаксного оцінювання співвідношення шум/сигнал в антенній гратці (АГ) за умов невизначеності кореляційної матриці шумів. Розроблено пакет прикладних програм з моделювання гідроакустичного поля в адаптивній АГ, а також програм оптимальної та адаптивної обробки сигналів у гідроакустичній АГ. Реалізовано метод просторового сканування на базі алгоритмів захисту каналів спостереження.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Проведено дослідження фізичних процесів збудження, випромінювання та розсіювання електромагнітних полів щілинними структурами довільних геометричних розмірів і форм та з різними матеріальними параметрами, розташованими у хвилеведучих трактах, збуджуваних гармонічними, широкосмуговими та нестаціонарними полями й випромінювачами на гібридних структурах. Уточнено аналітичні та числово-аналітичні методи розв'язання інтегро-диференціальних рівнянь для магнітного струму в щілинних випромінювачах і розроблено високоефективні за точністю та швидкістю розрахунків фізико-математичні моделі, методи й алгоритми. Виявлено ряд нових фізичних закономірностей щодо формування характеристик електромагнітного поля, яке вирпомінюється щілинними структурами. Визначено умови реалізації необхідних частотно-енергетичних, просторових, часових, просторово-часових, поляризаційних і спрямованих характеристик полів, які збуджуються хвилевідно-щілинними та смужковими структрами, зокрема багатоелементними та з діелектричними неоднорідностями.

  Скачати повний текст

Сформульовано й обгрунтовано математичні моделі синтезу антенних решіток (АР) згідно заданих вимог до амплітудної діаграми напрямленості (ДН) як варіаційно-поставлені обернені задачі, які грунтуються на задачах аналізу, що враховують взаємний вплив випромінювачів і векторний характер електромагнітного поля. Доведено теореми існування квазірозв'язків задач синтезу АР для випадку, якщо лінійний оператор, який описує ДН решітки, є цілком неперервним і діє у гільбертових просторах, інтегровних з квадратом функцій. Показано, що для задачі синтезу лінійних АР з циліндричних випромінювачів за заданою амплітудою ДН з урахуванням взаємного впливу елементів характерні неєдність і галуження розв'язків. Досліджено кількісні та якісні характеристики існуючих розв'язків залежно від властивостей заданої амплітудної ДН і величин фізичних параметрів АР. Одержано (у першому наближенні) аналітичне зображення та визначено властивості малих розв'язків першого типу. Розроблено й обгрунтовано числовий метод розв'язання нелінійних скалярних і векторних задач синтезу різних типів АР за заданою амплітудою ДН і задачі синтезу лінійної нееквідистантної АР з одночасною оптимізацією амплітудно-фазового розподілу джерел збудження й координат розміщення випромінювачів, який базується на уточнених математичних моделях АР. Доведено релаксаційнійсть ітераційного процесу розв'язання нелінійних рівнянь синтезу, побудованого за наявною схемою методу послідовних наближень. Запропоновано й обгрунтовано числовий алгоритм розв'язання задачі фазового синтезу АР з тонких циліндричних випромінювачів, який враховує їх взаємовплив. Здійснено числову та програмну реалізацію розроблених методів синтезу АР, проведено числові експерименти, які підтверджують збіг числових результатів з результатами, одержаними внаслідок аналітичних досліджень, а також ефективність запропонованих методів.

  Скачати повний текст

Проаналізовано типові нелінійності радіоприймального тракту й обрано математичні моделі цих нелінійностей. Розглянуто питання ефективності використання лінійних алгоритмів просторово-часової обробки сигналів за наявності типових нелінійностей. Синтезовано нелінійні алгоритми управління адаптивними антенними гратками, які реалізують чотири різні методи обробки сигналів. Показано, що за умов стаціонарної сигнально-завадової обстановки можна використовувати методи реконструкції кореляційної матриці вхідних впливів. Для сигнально-завадової змінної обстановки запропоновано метод компенсацій та попередніх спотворень сигналів. Наведено досить універсальний алгоритм, який реалізує метод з використанням рядів Вольтерра, та адаптивний алгоритм з використанням рядів Вольтерра. Розроблено методику аналізу нелінійних систем з адаптивними антенними гратками, проаналізовано ефективність та стійкість запропонованих алгоритмів. Надано рекомендації щодо практичного використання розроблених алгоритмів.

  Скачати повний текст

Розроблено нелінійний метод регуляції відновлення зображень, який забезпечує екстрополяцію спектра зображення за межами смуги пропускання системи формування, а обмеження на розв'язок у даному випадку не впливають на спектральні складові сигналу з гарантованою стійкістю. Вперше запропоновано використання плоскої розрідженої антенної решітки з квазіоптимальним розташуванням елементів та алгоритм її синтезу за критерієм рівномірності просторового спектра. Встановлено критерій оцінки стійкості розв'язку обернених задач, який базується на спектральних властивостях системи формування зображень, що дає можливість розділити стійкі та нестійкі спектральні складові розв'язку. Проведено дослідження щодо покращання якості відновлення радіометричних зображень та збіжності процесу нелінійних ітераційних методів з використанням апріорної інформації про невід'ємність зображення у вигляді нелінійності типу "модуль числа", що забезпечує зменшення похибки відновлення та зменшує час обчислень більше, ніж у 2 рази.

  Скачати повний текст