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

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

Досліджено електродинамічні характеристики багатоцільової антенної решітки (АР) та розробки на її базі антени для багатофункціональних радіотехнічних систем. Проведено інженерний розрахунок характеристик спрямованості дугової антенної решітки (ДАР) з метою виявлення загальної закономірності їх формування. Визначено, що ДАР формує підвищений рівень бічного випромінювання. Запропоновано метод керування амплітудно-фазовим збудженням в елементах АР. Побудовано математичну модель наведених електрорушійних сил (ЕРС) та проведено його експериментальне дослідження, що підтвердило можливість керування параметрами поляризації поля, що випромінюється даним елементом. Розроблено математичні моделі цифрового керування характеристиками спрямованості АР і методу амплітудного керування параметрами поляризації випромінюваного поля. Проведено комп'ютерне моделювання ДАР, складеної з розроблених випромінювачів і такою, що керується з використанням розроблених методів. Зазначено, що застосування методу керування амплітудним збужденням показало високий ступінь стійкості оптимізаційного алгоритму, що дозволяє зберегти один і той же амплітудний розподіл у всій робочій смузі частот. Продемонстровано можливість керування поляризацією поля в межах головної пелюстки діаграми спрямованості (ДС) ДАР.

  Скачати повний текст

З використанням решітки вимірювальних зондів розроблено метод та алгоритм вимірювання матриці взаємних зв'язків випромінювачів в стаціонарних передаючих фазових антенних решітках (ФАР). Показано, що використання запропонованого алгоритму у складі системи контролю фазованих решіток дозволяє значно підвищити їх інформативність і сприяє підвищенню ефективності адаптації процесу керування антенами до власного технічного стану. Вперше розроблено метод контролю передаючих ФАР, який формує оцінки амплітудно-фазового розподілу на апертурі з урахуванням взаємних зв'язків випромінювачів після кожного випромінювання антени, що дає можливість постійно коректувати систему керування променем ФАР з метою максимального зближення реалізованого та бажаного амплітудно-фазового розподілу в антені. Відзначено, що новий алгоритм вимірювання матриці взаємних зв'язків випромінювачів в стаціонарних передаючих ФАР і метод контролю розраховано на застосування за умов присутності на вимірювальній площадці лун-сигналів. Досліджено залежність помилок відновлення характеристик фазованої решітки від геометрії вимірювально-обчислювальної системи. Показано, що існують такі міжелементні відстані у решітці вимірювальних зондів і таке її віддалення від контрольованої антени, які мінімізують число обумовленості матриці коефіцієнтів передачі й обмежують помилки відновлення характеристик ФАР у процесі рішення систем лінійних рівнянь шляхом обертання цієї матриці. Запропоновано критерій оптимізації геометрії вимірювально-обчислювальної системи.

  Скачати повний текст

Досліджено нелінійну взаємодію хвиль у структурі, створеній періодичним повторенням напівпровідникового та діелектричного шарів та розташованій у зовнішньому магнітному полі. Для вивчення нелінійних процесів у безмежних і неоднорідних структурах запропоновано метод, який базується на теорії трихвильової взаємодії та формулі Гріна. Вивчено особливості розповсюдження об'ємних і поверхневих хвиль нових типів у напівпровідниковій надгратці у магнітному полі. З'ясовано, що залежність тензора діелектричної проникності від частоти та магнітного поля призводить до специфічної зонної структури спектра в шаруватому середовищі. Розраховано дисперсійні характеристики з урахуванням обмеженості швидкості поширення світла й охарактеризовано властивості коефіцієнта відбиття електромагнітних хвиль від періодичної структури. За результатами теоретичних досліджень отримано два типи ("нульовий тип" і "тип") поверхневих електромагнітних хвиль, які поширюються уздовж поверхні розподілу напівпровідникової гратки й однорідного напівпростору. Проаналізовано резонансні умови між першою та другою гармоніками хвиль. Доведено, що зростання коефіцієнта нелінійної взаємодії асоціюється з резонансними явищами: бреггівським резонансом на періоді структури, "нелінійним резонансом" і циклотронним резонансом.

  Скачати повний текст

Розвинуто числовий метод на базі методу інтегральних рівнянь і методу моментів. Розглянуто аспект його застосування для проведення багатопараметричних розрахунків електродинамічних полів, розсіяних плоскими двоперіодичними решітками з безперервних криволінійних металевих стрічок на екранованому та неекранованому шарі діелектрика, а також на плоскій двошаровій структурі, кожен шар якої є двоперіодичною решіткою зі стрічок. Наведено результати дослідження коефіцієнтів відбиття та проходження для решітки зі стрічок за різної форми стрічки у межах періодичної комірки залежно від параметрів падаючого поля. У процесі вивчення дифракційних характеристик було з'ясовано нові ефекти та властивості, використання яких є доцільним.

  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

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

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

Побудовано математичні моделі та проаналізовано характеристики еліптичних рамок, у тому числі граничної форми у вигляді круглої рамки і петльового вібратора, малоелементних антенних решіток, що складаються з еліптичних рамкових випромінювачів. Розв'язання електродинамічних задач здійснювалося з застосуванням методів векторного потенціалу та наведених ЕРС. Зроблено оцінку взаємного впливу рамкових випромінювачів у разі їх довільного розташування на площині. Проведено оптимізацію геометричних параметрів еліптичної рамки для отримання максимальної широкосмуговості за вхідними характеристиками й оптимізацію геометричних параметрів чотириелементної антенної решітки для отримання максимальних значень коефіцієнта спрямованої дії. Запропоновано конструкції широкосмугових антенних решіток для прийому програм телевізійного мовлення дециметрового діапазону хвиль.

  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

Запропоновано та досліджено структури аналогових і цифрових розімкнених систем фазового автопідстроювання (ФАП), структуру оптимальної за швидкодією розімкненої системи ФАП з різними типами фільтрів. Одержано нові структури екстраполюючих коригувальних пристроїв (ЕКП) для підвищення точності системи ФАП. Запропоновано структури системи ФАП з двома ЕКП та наведено результати дослідження стійкості таких систем. Розглянуто різні способи дослідження характеристик точності систем ФАП з ЕКП та проаналізовано перехідні процеси. Вивчено чутливість систем ФАП до параметричних збурень за умов застосування ЕКП. Запропоновано способи усунення за допомогою ЕКП вплив нелінійностей типу зони нечутливості та насичення на точність системи ФАП шляхом їх технічної компенсації, за даних умов усувається статична складова фазової похибки, викликана зоною нечутливості. У разі розширення лінійної зони статичної характеристики нелінійності типу насичення підвищується точність і швидкодія.

  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

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

Розв'язано ряд нових задач дифракції на обмежених періодичних послідовностях з неоднорідностей зі складним характером розсіювання хвиль у вільному просторі та у хвилеводах. Розвинуто ефективний алгоритм розрахунку характеристик полів розсіювання та перетворення на базі теорії матричних функцій. В одномодовому режимі коефіцієнти розсіювання представлені узагальнювальними аналітичними виразами з використанням поліномів Могіна. У двомодовому режимі виявлено кореляцію характеристик полів розсіяння та перетворення багатоланкового хвилеводного фільтра з особливостями розповсюдження власних хвиль його нескіченного аналога. Надано фізичне обгрунтування умов ефективного перетворення вироджених хвилеводних хвиль. Показано, що перетворення хвиль у дисипативній системі значно покращує узгодження радіопоглинаючого шаруватого покриття екрану для збуджуючого типу хвилі. В одномодовому режимі розв'язано задачу дифракції на послідовності решіток з резонансних розсіювачів у вигляді щільних брусів прямокутного поперечного перетину, що ідеально проводять. Установлено зв'язок положення та ширини зон прозорості та запирання з областями низького та високого рівня відбиття на частотних, кутових та інтерференційних залежностях коефіцієнтів розсіювання. Одержано умови абсолютної прозорості, значення частот і добротності резонансних коливань, ширини зон квазіпрозорості. З'ясовано їх залежність від довжини періоду. Виявлено умови, за яких уповільнюючі властивості хвилеводів з неоднорідним і однорідним заповненням співпадають. Визначено діапазони частот, за яких присутнє ефективне внутрішнє перетворення типів хвиль. Одержано розв'язання задачі дифракції для обмеженої послідовності зазначених резонаторів. Виявлено низько- та високодобротні резонансні коливання й умови їх формування, а також широкі частотні діапазони практично нового відбиття енергії падаючого поля.

  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 скінченних різниць у часовій області для дослідження характеристик узгодження та випромінювання багатошарових смужкових випромінювачів із щільним збудженням та антенних решіток на їх основі. Запропоновано методику синтезу таких випромінювачів і принципи побудови ефективних широкосмугових двополяризаційних антенних решіток з низьким рівнем кросполяризаційного випромінювання. Виявлено закономірності впливу крайових ефектів, взаємодії багатошарових смужкових випромінювачів у складі антенної решітки та досліджено можливості сканування променя в ній. Наведено результати експериментального дослідження розроблених оригінальних діючих зразків антенних решіток сантиметрового та дециметрового діапазонів довжин хвиль.

  Скачати повний текст