Весовая обработка сигналов и изображений в радиотехнических системах на основе атомарных функций

Министерство образования и науки УКРАИНЫ Национальный аэрокосмический университет им. М. Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт» Павликов Владимир Владимирович УДК 621.396.96 + 537.874.4 Весовая обработка сигнал ов и изображений советов и отехн и ч н х системах на основ и атомарного и х функц и и 05.12.17 — радиотехнические и телевизионные системы Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Харьков — 2008 Актуальность темы исследования. Работа выполнена на кафедре боевого применения узлов связи и радиотехнического обеспечения и бортовых авиационных комплексов Харьковского университета воздушных сил имени Ивана Кожедуба. Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Волосюк Валерий Константинович, Национальный аэрокосмический университет им. М. Е. Жуковского „ Харьковский авиационный институт ", профессор кафедры проектирования радиоэлектронных систем летательных аппаратов. Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Леховицький Давид Исаакович, Харьковский национальный университет радиоэлектроники, главный научный сотрудник научно-исследовательского центра и интегрированных информационных радиоэлектронных систем и технологий; кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Ефимов Валентин Борисович Центр радиофизического зондирования Земли им. А. И. Калмыкова НАН Украины и Национального Космического Агентства Украины, заведующий отделом систем и методов обработки информации дистанционного зондирования. Защита состоится «18» апреля 2008 года в 1330 часов на заседании диссертационного совета д 64.062.07 в Национальном аэрокосмическом университете им. М. Е. Жуковского „ ХАИ "(61070, г...Харьков, ул. Чкалова, 17). С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Национального аэрокосмического университета им. М. Е. Жуковского „ ХАИ «. Автореферат разослан» 03 "марта 2008 Ученый секретарь диссертационного совета В. В. Лукин Общая характеристика работы Актуальность темы. За последние годы роль радиотехнических систем (РТС) в решении различных научных, народнохозяйственных и военных задач значительно возросла. Это связано, во-первых, с постоянным усовершенствованием цифровой элементной базы и цифровых алгоритмов обработки информации, позволяет решать задачи задачи в реальном или близком к реальному времени, а во-вторых, рядом преимуществ радиоволнового диапазона (например, возможность получать качественные радиолокационные изображения (РЛИ) независимо от метеоусловий и времени суток, на больших расстояниях, формировать РЛС подповерхностных слоев почвы и т. д.). В РТС при обработке пространственно-временных сигналов широко применяются весовые функции (ПФ) (окна). Так, в задачи, при решении которых необходимо их использование, отнесены: пространственно-временную обработку сигналов на фоне помех различного физического происхождения, спектральный анализ радиотехнических сигналов и случайных процессов, цифровую обработку изображений в различных радиотехнических и оптико-электронных системах, формирование заданных диаграмм направленности (ДС) реальных и синтезированных антенн. В настоящее время предложено большое количество ПФ. Их практическое применение сводится к процессу, который включает в себя формирование требований к качественным показателям систем и последующего выбора окон путем анализа существующих таблиц ПФ с рассчитанными параметрами. Однако ПФ, которые используют в алгоритмах современных РТС, чаще полученные без решения оптимизационных задач, и благодаря этому их показатели качества не являются оптимальными. Это связано с трудностями синтеза окон с заданными параметрами. Один из возможных направлений повышения качественных показателей систем, проанализированы в диссертационной работе, является применение в них ПФ. Поэтому анализ алгоритмов обработки сигналов в РТС различного назначения и разработка новых окон с последующим их внедрением в указанные алгоритмы для повышения качественных показателей РТС является актуальной задачей. Актуальной является разработка рекомендаций по выбору ПФ, которые целесообразно использовать в РТС для решения задач спектрального анализа радиотехнических сигналов и случайных процессов, в алгоритмах обработки пространственно-временных сигналов в радиолокационных станциях (РЛС) с синтезированной апертурой (РСА), в многолучевых РСА формирования РЛС подповерхностных сред и системах мижпериоднои компенсации пассивных помех, в частности актуальными являются исследования подповерхностных ледовых сред покровов Антарктиды. Связь работы с научными программами, планами, темами . Исследования, результаты которых представлены в диссертационной работе, проводились в рамках научных исследований кафедры проектирования радиоэлектронных систем летательных аппаратов Национального аэрокосмического университета им. М. Е. Жуковского «ХАИ» согласно плану научно-исследовательской работы по госбюджетной теме: Д 501-40 / 2006 «Методы и технологии дистанционного исследования поверхностных и подповерхностных сред с повышенной проникающей способностью для радиоволн» (№ Д / Р 0106U001067), Центрального научно-исследовательского института навигации и посадки (г... Киев) согласно плану научно-исследовательской работы «Завадозахист». Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является повышение качества решения задач спектрального анализа и обработки пространственно-временных сигналов и изображений в радиотехнических системах, в частности в РСА, системах подповерхностного картографирования и мижпериоднои компенсации пассивных помех путем применения новых ПФ на основе атомарных функций (АФ). Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи

  1. проанализировать роль и место ПФ в задачах пространственно-временной обработки сигналов и случайных процессов в РТС. Рассмотреть свойства и особенности использования АФ как составляющих окон.
  2. Разработать новые ПФ с повышенными показателями эффективности обработки сигналов в РТС.
  3. Решить задачи гармонического анализа радиотехнических сигналов и оценок энергетических спектров случайных сигналов в РТС с более высокими показателями качества на основе применения новых предложенных ВФ.
  4. Повысить эффективность пространственно-временной обработки сигналов и качество формирования изображений в РТС с классическим и модифицированным алгоритмами синтезирования апертуры с помощью разработанных ПФ в алгоритмах обработки пространственно-временных сигналов. Читать далее «Весовая обработка сигналов и изображений в радиотехнических системах на основе атомарных функций»