Вагова обробка сигналів і зображень у радіотехнічних системах на основі атомарних функцій (стр. 6 из 6)
6. Pavlikov V.V. Application of Kravchenko windows in problems of formation of the radar subsurface layers images by the onboard radar of subsurface sensing //The sixth international Kharkov symposium on physics and engineering of microwaves, millimeter and submillimeter waves and workshop on terahertz technologies. Kharkov, Ukraine, June 25-30, 2007. – Р. 938-940.
7. Волосюк В.К., Павликов В.В. Окна Кравченко в задачах весовой обработки зашумленных радиолокационных сигналов // Труды российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова. Сер.: Научная сессия, посвященная Дню радио. Вып.: LXI. Москва – 2006. – С.37-39.
8.Волосюк В.К., Павликов В.В., Кравченко В.Ф., Кутуза Б.Г. Оптимальные алгоритмы обработкирадиолокационных изображенийповерхностных и подповерхностных слоев с использованием весовой обработки сигналов многолучевых радиолокационных станций с синтезированием апертуры // Труды российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова. Сер.: Цифровая обработка сигналов и ее применение. Вып.к: IX. Москва – 2007. – С. 358-361.
9. Volosyk V.K., Pavlikov V.V., Sevostyanov J.V. Spectrum analysis of radar signals with usage of Kravchenko windows. The sixth international Kharkov symposium on physics and engineering of microwaves, millimeter and submillimeter waves and workshop on terahertz technologies. Kharkov, Ukraine, June 25-30, 2007. – Р. 941-943.
10. Волосюк В.К., Павликов В.В.Моделирование радиолокационных изображений поверхности, их обработка с помощью линейных и нелинейных фильтров на основе атомарных функций // Труды российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова. Сер: Научная сессия, посвященная Дню радио. Вып.: LXII. Москва – 2007. – С.291-293.
11. Blednov V.I., Pavlikov V.V., Jakuschenko I. Filtration of the radar images by filters withweighting coefficients of classical and new Kravchenko windows // The sixth international Kharkov symposium on physics and engineering of microwaves, millimeter and submillimeter waves and workshop on terahertz technologies. Kharkov, Ukraine, June 25-30, 2007. – Р. 986-988.
12. Kravchenko V.F., Volosyuk V.K. and Pavlikov V.V. The family of atomic functions and digital signal processing in synthetic aperture radar // The sixth international conference on antenna theory and techniques. Sevastopol, Ukraine, September 17-21, 2007. – Р. 20-25.
13. Блєднов В.І., Павліков В.В. Особливості осьових антенних решіток літальних апаратів // Перша науково-технічна конференція Харківського університету Повітряних Сил. Харків, 16-17 лютого 2005 р. – Харків, 2005 – С.392.
14. Волосюк В.К., Бледнов В.И., Бабенко А.И., Мисик Ф.Ф., Павликов В.В. Применение атомарных функций в задачах весовой обработки радиолокационных сигналов // Друга науково-технічна конференція Харківського університету Повітряних Сил імені Івана Кожедуба. Харків, 15-16 лютого 2006 р. – Харків, 2006. – С. 148.
15. Павликов В.В., Богородицкий Е.А. Новые окна в задачах гармонического анализа на основе комбинации классических окон и атомарных функций // Міжнароднанауково-технічна конференція “Інтегровані комп’ютерні технології в машинобудуванні”.Харків, 16-17 листопада 2006р.–Харків, 2006. – С. 312.
16. Севостьянов Ю.В., Павликов В.В., Чечоткин Д.В.Обнаружение воздушных целей авиационными бортовыми радиолокационными системами на основе продольного синтеза апертуры // Третя наукова конференція Харківського університету Повітряних Сил імені Івана Кожедуба. Харків, 28-29 березня 2007 р. – Харків, 2007. – С. 112-113.
17. Волосюк В.К., Павликов В.В., Круть А.Н. Обработка радиолокационных изображений с помощью частотных фильтров на основе атомарных функций // Міжнароднанауково-технічна конференція “Інтегровані комп’ютерні технології в машинобудуванні”. Харків, 14-15 листопада 2007р. – Харків, 2007. – С. 207.
Анотація
Павліков В.В. Вагова обробка сигналів і зображень у радіотехнічних системах на основі атомарних функцій. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.17 – радіотехнічні та телевізійні системи. – Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського „Харківський авіаційний інститут”, Харків, 2008.
Визначені напрямки застосування вагових функцій (вікон) в алгоритмах радіотехнічних систем і досліджено їх вплив на якісні показники цих систем. Розроблені нові вікна на основі атомарних функцій. У дисертаційній роботі підвищені якісні показники спектрального аналізу сигналів і оцінювання випадкових процесів, цифрової обробки сигналів і зображень із застосуванням методів лінійної й нелінійної фільтрації, алгоритмів обробки просторово-часових сигналів і зображень сучасних радіолокаційних станцій із синтезуванням апертури при вирішенні комплексних задач поверхневого й підповерхневого картографування та систем міжперіодної обробки сигналів на фоні пасивних завад шляхом впровадження в зазначені алгоритми розроблених у дисертаційній роботі вагових функцій з використанням атомарних функцій.
Ключові слова: атомарні функції, вагові функції, гармонічний аналіз, підповерхневе картографування, радіолокаційне зображення.
АННОТАЦИЯ
Павликов В.В. Весовая обработка сигналов и изображений в радиотехнических системах на основе атомарных функций. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.12.17 – радиотехнические и телевизионные системы. – Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского "Харьковский авиационный институт", Харьков, 2008.
Разработан обобщенный алгоритм формирования весовых функций (ВФ) (окон) с использованием атомарных функций (АФ), на основе которого сформированы новые окна. Определено, что, несмотря на широкое применение ВФ как в различных научных расчетах, так и в технических приложениях, существуют сложности с четкими рекомендациями по их выбору для различных приложений. Это обусловлено, прежде всего, сложностью (а часто и невозможностью) решения оптимизационных задач синтеза новых ВФ с заданными характеристиками. Поэтому на этапе разработки системы используют классические ВФ, которые в некоторой степени обеспечивают требуемые параметры качества таких систем. Так как указанные окна в большинстве не являются оптимальными, разработчики иногда добиваются повышения качественных показателей радиотехнических систем (РТС) путем подгонки коэффициентов окна с последующим анализом качества этих систем. Такой путь не всегда эффективен и сопряжен со значительными временными затратами. В работе предложено использование новых ВФ на основе АФ, которые обладают улучшенными характеристиками и способны повысить качественные показатели РТС.
Проанализированы направления применения ВФ в алгоритмах РТС и проведено исследование влияния окон на качественные показатели этих систем, к которым отнесены: алгоритмы пространственно-временной обработки сигналов и формирования заданных диаграмм направленностей РТС, методы спектрального анализа сигналов, алгоритмы формирования и цифровой обработки сигналов и изображений, в том числе и радиолокационных изображений.
Получил дальнейшее усовершенствование модифицированный метод синтезирования апертуры антенны путем введения ВФ в алгоритмы пространственно-временной обработки сигналов. В результате введения весовой обработки удалось повысить качественные показатели формирования радиолокационных изображений подстилающих поверхностей благодаря снижению уровня боковых лепестков (УБЛ) модифицированной функции неопределенности в радиолокационной системе с синтезированием апертуры (РСА).
По результатам моделирования обоснована целесообразность весовой обработки зондирующего сигнала (ЗС) с помощью разработанного окна
, а амплитудного распределения – 
.В рамках актуальныхзадач для Украины показана возможность формирования радиолокационных изображений с высокой разрешающей способностью по дальности, азимуту и углу места поверхностного и ограниченного числа подповерхностных сред, к числу которых принадлежат и пресные ледовые покровы материка. Обоснованна целесообразность применения новых весовых окон в алгоритмах пространственно-временной обработки сигналов трехкоординатных РСА. При этом использование новой ВФ
в качестве огибающей ЗС обеспечивает снижение УБЛ функции неопределенности РСА до –47 дБ (с –13 дБ, получаемых при использовании равномерной весовой функции), а для коррекции диаграммы направленности в азимутальном направлении и в плоскости, поперечной к направлению движения носителя РТС, применение ВФ 
и 
позволяет снизить УБЛ соответственно до –48 и –100 дБ.Повышены качественные показатели гармонического анализа сигналов с большим динамическим диапазоном амплитуд, близких по частоте. Обоснована целесообразность применения в данных задачах новых ВФ на основе АФ и окон Гаусса и Хэмминга. Исследовано влияние новых окон на оценивание случайных процессов на выходах широкополосных и узкополосных РТС. Показано, что использование АФ семейства
, а именно 
и 
, позволяет уменьшить дисперсию сглаженной оценки в 1,3 раза по отношению к использованию ВФ Ханна, предложенного Уэлчем. Показано, что применение АФ семейства 
(а=3…10) при сглаживании узкополосных процессов дает возможность получать оценки, наиболее близкие к эталонным.Усовершенствованы методы цифровой обработки сигналов и изображений с применением методов линейной и нелинейной фильтрацииблагодаря внедрению в указанные алгоритмы разработанных в диссертационной работе ВФ на основе АФ.
Повышены качественные показатели систем защиты от пассивных помех.
Ключевые слова: атомарные функции (АФ), весовые функции (ВФ), гармонический анализ, подповерхностное картографирование, радиолокационное изображение.
SUMMARY
Pavlikov V.V. Weight signal and image processing in radio systems in terms of atomic functions. – Manuscript.
Thesis for the degree of Candidate of Technical Science in specialty 05.12.17 –Radio and television systems. – National Aerospace University named after N.Ye. Zhukovsky “Kharkov Aviation Institute”, Kharkov, 2008.
The styles of the weighting windows using in radio systems algorithms are determined and impact of the weighting windows on qualitative coefficients of its systems is investigated. New weighting windows having improved characteristics are developed in terms of atomic functions. In the dissertation are perfected qualitative coefficients of signals spectrum analysis and stochastic processes evaluating, digital signal and image processing because of using linear and nonlinear filtration methods, space-time processing algorithms of signals and patterns of modern synthetic aperture radars when the surface and subsurface mapping overall tasks are decided, and inter-period processing signal systems on background of passive interferences due to embedding the weighting windows in terms of atomic functions on above mentioned algorithms in the dissertation.
Key words: atomic functions, weighting windows, frequency analysis, subsurface mapping, radar image.