"Цифровая обработка сигналов" №1-2025 год : рефераты статей
|
Аннотация:
Одним из эффективных методов селекции движущихся целей
(СДЦ) в радиолокаторах с синтезированием апертуры антенны
(РСА) космического базирования является метод, использующий
алгоритм с остановленным фазовым центром. В работе описан
алгоритм СДЦ на базе цифрового двухканального интерферометра. Выполнено моделирование алгоритма, получены результаты обработки траекторных сигналов для РСА космического базирования Х-диапазона, приведены зависимости изменения амплитуды и положения отклика движущейся цели на РЛИ, разности фаз
входных сигналов системы СДЦ. Выполнено статистическое моделирование двухканальной системы СДЦ с остановленным фазовым
центром, получены характеристики обнаружения, которые позволяют оценить потенциальные возможности такой системы СДЦ.
Ключевые слова:
радиолокатор с синтезированием апертуры, РСА, селекция движущихся целей, СДЦ, алгоритм с остановленным
фазовым центром, цифровой двухканальный
интерферометр, радиальная скорость, характеристики обнаружения.
Об авторах:
Костров В.В., д.т.н., профессор кафедры радиотехники Муромского института (филиала) ВлГУ,
e-mail: kostrov.46@mail.ru
Храмов К.К., к.т.н., доцент кафедры радиотехники Муромского института (филиала) ВлГУ,
e-mail: hramovkk@gmail.com
|
|
Хоанг Ван Туан, Дворкович А.В
Аннотация:
Рассматривается эффективность цифрового предыскажения на основе полиномиальной модели памяти и алгоритма Левенберга-Марквардта для усилителей мощности.
Технология ортогонального частотного мультиплексирования OFDM, известная своей высокой спектральной эффективностью и устойчивостью к замираниям при многолучевом распространении, всё чаще применяется в современных радиосистемах, например, в DVB-T2 и ATSC 3.0. Однако сигналы OFDM крайне чувствительны к нелинейным
искажениям из-за высокого отношения пикового значения
мощности к средней мощности. В данном исследовании эта
проблема решается с помощью методов цифрового
предыскажения DPD, компенсирующих нелинейность усилителя и увеличивающих его эффективность, а также снижающих помехи в соседних радиоканалах. Мы предлагаем
полиномиальную модель памяти, оптимизированную с использованием алгоритмов Левенберга-Марквардта и BFGS
для адаптивной оценки и минимизации эффектов искажений.
Результаты показывают, что наш подход снижает нормализованную среднеквадратическую ошибку (NMSE) и уровень
мощности в соседнем канале (ACPR), что улучшает качество сигнала и характеристики усилителя.
Ключевые слова:
цифровое предыскажение, усилитель мощности, алгоритм Левенберга-Марквардта, полиномиальная модель памяти, OFDM.
Об авторах:
Хоанг Ван Туан, аспирант кафедры мультимедийных технологий и телекоммуникаций МФТИ,
e-mail: khoang.vt@phystech.edu
Дворкович А.В., д.т.н., чл.-корр. РАН, зав. кафедрой мультимедийных технологий и телекоммуникаций МФТИ,
e-mail: dvork.alex@gmail.com
|
|
Купряшкин И.Ф.
Сравнение точности классификации радиолокационных изображений объектов сверточной нейронной сетью и сетью с архитектурой vision transformer
Аннотация:
Описан порядок подготовки обучающих и тестовых данных, приведены структуры глубокой сверточной нейронной сети и сети с архитектурой Vision Transformer. Проведена их сравнительная оценка по
точности классификации отметок объектов на радиолокационных
изображениях набора MSTAR при различном уровне шума. Показано, что
применение архитектуры Vision Transformer в рассматриваемой задаче
не приводит к увеличению точности классификации даже при существенном изменении гиперпараметров.
Ключевые слова:
глубокая сверточная
нейронная сеть, трансформер, радиолокационное изображение, точность классификации.
Об авторах:
Купряшкин И.Ф., д.т.н., доцент, начальник кафедры «Военного учебно-научного центра Военно-воздушных сил
«Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), e-mail: ifk78@mail.ru
|
Тимошенко А.В., Захаров А.С., Байкалов И.А., Урсегов А.К., Савчук А.М.
Оценка искажений диаграммы направленности радиолокационной станции при нестационарном воздействии тепловых процессов на малошумящий усилитель приемного тракта
|
Аннотация:
Современные радиолокационные станции стремятся к повышению разрешающей способности для точного определения координат и характеристик объектов. Одним из перспективных методов
для достижения этой цели является применение режима сверхразрешения. Однако в процессе работы радиолокационной станции
возникают тепловые искажения, которые значительно снижают
эффективность сверхразрешения. В данной статье представлена
новая модель для анализа и компенсации этих искажений, основанная на использовании оригинального интегро-дифференциального
уравнения.
Показано, что нестационарное поведение тепловых процессов
приводит к искажениям амплитудно-фазового распределения, амплитудно-частотной характеристики и диаграммы направленности, что изменяет характеристики разрешения. Предложено
компенсировать влияние тепловых процессов с помощью оперативной калибровки амплитуды и фазы с учетом искажений диаграммы направленности.
Проведен демонстрационный эксперимент по моделированию
диаграммы направленности при разных температурах малошумящих усилителей приемного тракта и одинаковой скорости
нагрева.
Ключевые слова:
радиолокационная
станция, приемный тракт, теплопроводность,
диаграмма направленности.
Об авторах:
Тимошенко А.В., д.т.н., профессор, старший преподаватель Военного Учебного Центра МГУ
им. М.В. Ломоносова, e-mail: u567ku78@gmail.com
Захаров А.С., лаборант факультета космических исследований МГУ им. М.В. Ломоносова,
e-mail: zakharov.as17@physics.msu.ru
Байкалов И.А., инженер 1 категории лаборатории 341 АО «НПО дальней радиолокации им. А.Л.Минца»,
e-mail: ibaikalov@npodr.ru
Урсегов А.К., инженер лаборатории 422 АО «НПО дальней радиолокации им. А.Л. Минца»,
e-mail: aursegov@npodr.ru
Савчук А.М., д.ф-м.н., профессор факультета космических исследований МГУ им. М.В. Ломоносова,
e-mail: savchuk@cosmos.msu.ru
|
|
Аннотация:
Статья посвящена исследованию дальностно-доплеровских
портретов земной поверхности при зондировании когерентными
сигналами радиолокатора, размещенного на борту летательного
аппарата. Выявлены закономерности формирования портретов при
различных характеристиках и ориентации антенн в пространстве,
параметрах зондирующих излучений и отражательных свойств поверхности. Предложено использовать разработанную модель для
оценки параметров полета носителя РЛС в интересах решения задач автономной навигации.
Ключевые слова:
корреляционная матрица, радиотехника, разладка, собственные числа, спектр, цифровая обработка сигналов.
Об авторах:
|
|
Рогожников Е.В., Савенко К.В., Дмитриев Э.М., Иванников Н.А., Порваткин Р.А., Гридин И.В., Жапова Д.Ж.
Обнаружение prach-сигнала стандарта GSM на фоне помех
Аннотация:
Задача обнаружения сигналов на фоне шумов остается одной
из ключевых проблем в области цифровых коммуникаций. Для
решения данной задачи используются различные методы корреляционной обработки. В работе рассматриваются три типа
корреляционных приемников: классический, знаковый, а также
приемник, вычисляющий взаимную корреляционную функцию в
частотной области. С целью исследования корреляционных приёмников было проведено моделирование в среде программирования MATLAB и проведено сравнение вероятности правильного обнаружения при различных отношениях сигнал-шум для каждого из подходов.
Ключевые
слова:
корреляция, корреляционный приемник, GSM, PRACH, адаптивный порог,
DSP, ПЛИС.
Об
авторах:
Рогожников Е.В., к.т.н., заведующий кафедрой ТУСУР, e-mail: evgenii.v.rogozhnikov@tusur.ru
Савенко К.В., ТУСУР, младший научный сотрудник, e-mail: kirill.savenko@tusur.ru
Дмитриев Э.М., к.т.н., ТУСУР, старший преподаватель, e-mail: edgar.dmitriev@tusur.ru
Иванников Н.А., НТИ ЦКБСИВ, м.н.с., e-mail: ivannikoy0201@mail.ru
Порваткин Р.А., НТИ ЦКБСИВ, м.н.с, e-mail: porvatkin2001@gmail.com
Гридин И.В., НТИ ЦКБСИВ, м.н.с., e-mail: vanyagridin2001@bk.ru
Жапова Д.Ж., НТИ ЦКБСИВ, м.н.с., e-mail: dragondarima2001@mail.ru
|
|
Алимагадов К.А., Умняшкин С.В.
Нейросетевая винеровская фильтрация изображений в области дискретного вейвлет-преобразования
Аннотация:
Исследование посвящено улучшению качества подавления аддитивного белого гауссового шума в изображениях. Разработана
архитектура нейронной сети, выполняющей подавление шумов на
основе винеровской фильтрации в области дискретного вейвлетпреобразования (ДВП). Ключевым моментом схемы обработки является адаптация способа локальной фильтрации изображения
на основе контурного анализа в области ДВП. Предлагаемая архитектура сети имеет на порядок меньшее количество обучаемых параметров, чем у современных моделей машинного обучения,
решающих аналогичную задачу.
Для сравнения качества обработки нейронная сеть была
протестирована на наборе данных «Berkeley segmentation data set
500». Оценка качества фильтрации выполнялась на основе анализа
значений мер пикового отношения сигнал/шум и индекса структурного сходства. Установлено, что разработанный подход обеспечивает более качественное подавление шумов, по сравнению с другими рассмотренными алгоритмами на основе винеровской фильтрации.
Ключевые
слова:
подавление шумов, обработка изображений, дискретное вейвлет-преобразование, нейронные сети, фильтр Винера.
Об
авторах:
Алимагадов К.А., аспирант Национального исследовательского университета «МИЭТ»,
e-mail: alimagadovk@yandex.ru
Умняшкин С.В., д.ф-м.н., профессор Национального исследовательского университета «МИЭТ»,
e-mail: vrinf@miee.ru
|
|
Егоров В.В., Клионский Д.М.
Декомпозиция на эмпирические моды: тематический обзор (часть 1)
Аннотация:
Метод декомпозиции на эмпирические моды (ДЭМ) и обобщающая его технология Гильберта-Хуанга впервые вышли в свет в
1998 году. В данном тематическом обзоре приведены и проанализированы основные известные модификации метода ДЭМ: классический метод ДЭМ, ДЭМ с параболической интерполяцией огибающих,
ДЭМ на основе вейвлет-пакетного разложения сигналов, ансамблевая (множественная) ДЭМ и многомерная модификация метода.
Описаны основные идеи и особенности их применения. Приведена
связь ДЭМ с обыкновенными дифференциальными уравнениями.
Указаны некоторые области практического применения модификаций ДЭМ и всей технологии Гильберта-Хуанга.
Ключевые
слова:
декомпозиция на эмпирические моды, огибающая, процесс отсеивания,
технология Гильберта-Хуанга, модификации
ДЭМ, многокомпонентный сигнал.
Об
авторах:
Егоров В.В., д.т.н., старший научный сотрудник, заведующий кафедрой радиостроения и средств связи Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения, e-mail: egorovrimr@mail.ru
Клионский Д.М., к.т.н., доцент кафедры «Информационные системы» Санкт-Петербургского
государственного электротехнического университета «ЛЭТИ», e-mail: klio2003@list.ru
|
Ушенкин В.А.
Метод высокоточной обработки топографических интерферометрических изображений с привлечением низкодетальной стереофотограмметрической информации от оптико-электронных систем ДЗЗ
Аннотация:
Предлагается новый метод высокоточной обработки радиолокационных топографических интерферограмм с привлечением низкодетальной стереофотограмметрической информации от оптико-электронных систем наблюдения Земли. По сравнению с традиционными технологиями интерферометрии вводятся дополнительные стадии обработки: комплексирование опорных низкодетальных стереофотограмметрических цифровых моделей высот с
целью уменьшения количества артефактов и построение фазовой
картины результата комплексирования; дополнительная медианная фильтрация интерферограммы; отбраковка областей переналожения радиолокационных сигналов, выявленных по опорным
стереофотограмметрическим данным с уточнением на основе
фазового анализа интерферограммы; отбраковка областей радиотени, выявленных по опорным стереофотограмметрическим данным с уточнением на основе амплитудного анализа интерферометрической пары изображений; уточнение интерферометрической базы и коррекция атмосферных искажений фазы по опорным
стереофотограмметрическим данным. Приводятся результаты
предложенного метода, полученные при обработке данных от зарубежных радиолокационных космических аппаратов.
Ключевые
слова:
радиолокатор с синтезированной апертурой антенны, радиолокационное изображение, интерферограмма, интерферометрическая обработка, цифровая модель
рельефа, цифровая модель местности, цифровая модель высот.
Об авторах:
Ушенкин В.А., в.н.с. НИИ «Фотон» РГРТУ, к.т.н., foton@rsreu.ru
|
|
Попов Д.И.
Анализ режекторных фильтров рекурсивного типа
Аннотация:
Предложен усовершенствованный рекурсивный режекторный
фильтр (РФ), позволяющий осуществить ускорение переходного
процесса на выходе фильтра путем перестройки его структуры.
При этом на выход РФ и в обратные связи поступают установившиеся значения декоррелированых остатков режектирования нерекурсивной части фильтра, что практически устраняет «звон» в
обратных связях, вызываемый средним значением и флюктуациями
отсчетов помехи. Приведена структурная схема усовершенствованного РФ, в котором перестройка структуры РФ реализуется
путем коммутации рекурсивных связей после установления процессов в нерекурсивной части РФ. Поступление в рекурсивные связи и
на выход РФ остатков режектирования помехи, соответствующих
установившемуся режиму нерекурсивной части РФ, существенно
сокращает время переходного процесса при компенсации отсчетов
пассивной помехи. Проведен сравнительный анализ динамических
амплитудно-частотных характеристик РФ фиксированной и перестраиваемой структуры и эффективности режектирования пассивных помех этими фильтрами в переходном режиме. Показано,
что перестройка структуры РФ путем коммутации рекурсивных
связей существенно ускоряет процессы установления на выходе
фильтра, приводя к существенным (до десятков децибел) выигрышам в эффективности режектирования пассивной помехи в переходном режиме работы по сравнению с РФ фиксированной структуры. Решение проблемы ускорения переходного процесса рекурсивных РФ позволяет реально использовать широкие возможности
формирования требуемых характеристик данных РФ и гибкого их
управления, что в условиях параметрической априорной неопределенности предполагает соответствующую адаптацию РФ.
Ключевые
слова:
анализ, амплитудно-частотная характеристика, коэффициент подавления помехи, перестройка структуры, переходный режим, режекторный фильтр, рекурсия.
Об авторах:
Попов Д.И., д.т.н., профессор кафедры радиотехнических систем Рязанского государственного радиотехнического университета, e-mail: adop@mail.ru
|
|
Полушин П.А., Корнеева Н.Н., Архипов Н.А., Крамаренко Н.И.
Использование асимметричных «созвездий» при фазовой модуляции цифровых сигналов
Аннотация:
В настоящее время в системах передачи информации широко используются дифференциальные виды модуляции, позволяющие
устранить неопределенность подстройки фазы при демодуляции в
приемнике. Однако при этом имеет место проигрыш по помехоустойчивости на 1-3 дБ. Предлагается использовать асимметричные «созвездия» при фазовой модуляции, которые дают возможность отказаться от дифференциальной модуляции.
Ключевые
слова:
фазовая модуляция,
дифференциальные виды модуляции, «созвездие» при фазовой модуляции.
Об авторах:
Полушин П.А., д.т.н., профессор, профессор кафедры радиотехники и радиосистем Владимирского
государственного университета, e-mail: polushin.p@mail
Корнеева Н.Н., к.т.н., заведующий кафедрой радиотехники и радиосистем Владимирского государственного
университета, e-mail: korneevanata@mail.ru
Архипов Н.А., аспирант кафедры радиотехники и радиосистем Владимирского государственного
университета, e-mail: polushin.p@mail
Крамаренко Н.И., магистрант кафедры радиотехники и радиосистем Владимирского государственного
университета, e-mail: polushin.p@mail
|
|
Ушенина И.В., Данилов Е.А.
Реализация на плис модуля искусственного нейрона для последовательно-параллельных архитектур нейронных сетей с прямой связью
Аннотация:
Исходя из уровней параллелизма вычислений в нейронных сетях с
прямой связью, авторы оценивают возможности построения на ресурсах ПЛИС схем искусственных нейронов. В итоге реализован на
ПЛИС и проанализирован модуль искусственного нейрона, поддерживающий параллелизм на уровне нейронов. Модуль содержит все необходимое, чтобы при формировании слоя нейронной сети из нужного
количества его экземпляров требовалось только их объединение в
цепочку без добавления к ней каких-либо внешних элементов. Это
обеспечит предсказуемость временных характеристик реализуемой
нейронной сети. Линейная часть вычислений в модуле выполняется
блоком цифровой обработки сигналов ПЛИС, вычисление функции
активации – блоками программируемой логики.
Ключевые
слова:
нейрон, параллелизм на
уровне нейронов, метод поразрядного отображения, ПЛИС, блок ЦОС, временной анализ.
Об авторах:
Ушенина И.В., к.т.н., доцент кафедры «Программирование» Пензенского государственного технологического
университета, e-mail: ivl23@yandex.ru
Данилов Е.А., к.т.н., доцент кафедры «Программирование» Пензенского государственного технологического
университета, e-mail: evgenydplus@mail.ru
|
|
|
|