Search

ObjectivesThe aim of the study is to develop a methodology for identifyingaircraft by the deflections of an electromagnetic radar beam by a heated jet engine. MethodsAtoms of the crystal lattice of the metallic parts of the operating jet engine will be in a state of chaotic Brownian motion due to heating. The electromagnetic beam, falling on these atoms, will change its frequency in accordance with the Doppler effect, by means of which the spectral electromagnetic radiation component will expand in direct proportion to the magnitude of the engine temperature. When determining the width of the spectral line of the direction-finding radio emission, it is possible to accurately identify the temperature of the aircraft in order to avoid false targets.ResultsWhen locating aircraft having a working jet engine, it is possible not only to determine the coordinates of the target, but also to identify the heated engine. Due to the use of high-precision methods for identifying heated sections, the direction-finding targets may be classified, the spatial orientation of both the aircraft itself and its control planes to be determinedand the direction of the thrust vector control of the jet engine calculated.ConclusionThe application of an innovative technique for direction-finding air targets will allow the radar targets to be identified with high accuracy against the background of active and passive interferences. In addition, when analysing the information on the magnitude and direction of the jet engine thrust and the position of the aircraft controls, it is possible to determine not only the coordinates of the direction-finding object, but also to proactively identify the manoeuvres to be performed.

В статье предлагается подход к анализу возможности возникновения резонанса в системах с вынужденными колебаниями, включая системы, в которых нет автоколебаний и линейного резонанса. Основным классом рассматриваемых систем являются следящие системы, в которых возможно разделение линейной динамической и нелинейной статической частей. В качестве примера рассматривается радиолокационная станция, функционирующая в режиме обнаружения. Методом гармонической линеаризации формируется уравнение для вынужденных колебаний относительно амплитуды, где параметром является частота внешних колебаний. Показывается, что полученное уравнение может быть решено хорошо известными численными методами, например, методом Ньютона. Решение при любой частоте входного сигнала в рабочем диапазоне частот существует, но необязательно единственно. На частотах, для которых существует два решения уравнения, происходит нелинейный резонанс, характеризующийся скачкообразным увеличением или уменьшением амплитуды вынужденных колебаний. При медленном изменении частоты входного сигнала скачек амплитуды вынужденных колебаний происходит практически мгновенно. Приводятся результаты проверки вычисленных параметров нелинейного резонанса методом математического моделирования, подтверждающие правильность выбранного подхода к анализу резонансных свойств нелинейных следящих систем., The article proposes an approach to analyzing the possibility of resonance in systems with forced oscillations, including systems in which there are no self-oscillations and linear resonance. The main class of the systems under consideration is the tracking systems, in which the separation of the linear dynamic and nonlinear static parts is possible. As an example, a radar station operating in the detection mode is considered. The harmonic linearization method is used to form an equation for forced oscillations relative to the amplitude, where the parameter is the frequency of external oscillations. It is shown that the obtained equation can be solved by well-known numerical methods, for example, Newton’s method. There is a solution for any frequency of the input signal in the operating frequency range, but not necessarily the only one. At frequencies for which there are two solutions to the equation, a nonlinear resonance occurs, characterized by an abrupt increase or decrease in the amplitude of forced oscillations. With a slow change in the frequency of the input signal, the jump in the amplitude of the forced oscillations occurs almost instantly. The results of verifi cation of the calculated parameters of nonlinear resonance by the method of mathematical modeling are presented, confi rming the correctness of the chosen approach to the analysis of the resonance properties of nonlinear servo systems., Авиакосмическое приборостроение, Выпуск 9 2021

В статье рассмотрен новый метод измерения доплеровского изменения частоты радиолокационного микроволнового сигнала, отражённого от движущегося объекта, основанный на технологиях радиофотоники. Измеритель доплеровского изменения частоты имеет ту же структуру, что и последовательное радиофотонное звено с фильтрацией и состоит из лазера, блока электрооптических модуляторов, фильтра – волоконной брэгговской решётки и фотодетектора. Блок электрооптических модуляторов в отличие от известных решений на двухпортовом амплитудном модуляторе Маха–Цендера построен на двух субблоках, состоящих из последовательно включённых тандемных однопортовых амплитудного и фазового модуляторов. Такая замена не усложняет структуру указанного блока по числу используемых модуляторов, тем более если она выполнена на интегральных фотонных схемах. Кроме того, при их использовании обеспечивается высокая спектральная чистота обрабатываемых радиосигналов, перенесённых на оптическую несущую, что позволяет повысить точность измерений. Экспериментальные результаты показывают, что измерение доплеровского изменения частоты в диапазоне ± 100 кГц в области зондирующей частоты около 6,5 ГГц может быть реализовано с погрешностью в доли Гц, а погрешность измерения скорости движения объекта составит доли мм/с., Introduction. The Doppler shift (DS) of the microwave echo signal reflected from a moving object is fundamental parameter for determining the radial velocity and has an important role in radar and wireless communications. Besides DS, the direction of movement is also very important, according to which one can judge where the target is moving - towards the observer or vice versa. Microwave signals demanded in radar cover the frequency range from MHz to hundreds of GHz. However, the measurement of DS, implemented with the use of an electronic component base, can't cover such a large frequency range and, moreover, is extremely sensitive to electromagnetic interferences. Thanks to radio-photonic methods, the range and the accuracy of DS measurements are significantly increased. The aim of the work is to present and experimentally prove the new radiophotonic DS measuring tool. Method and experimental technique. There is presented a novel method for measuring the Doppler shift of a radar microwave echo signal reflected from a moving object, based on radio photonics technologies. The DS measuring tool has the same structure as the sequential radio-photon link with filtration and consists of a laser, a block of electro-optical modulators and a filter that is a fiber Bragg grating (FBG), and a photodetector (PD). The block of electro-optical modulators, in contrast to the known solutions based on a two-port Mach-Zehnder amplitude modulator, is built on two sub-units, consisting of tandem one-port amplitude and phase modulators connected in series. Thus, the measuring tool has a very simple structure and low cost, has a wide operating frequency range up to 40 GHz, determined by the bandwidth of the modulators and the FBG filter, wideband or narrowband PD depending on the type of the signal processing at the output, and high operational reliability due to simple procedures of calibrating and managing the temperature regimes of elements, especially if it is made on the basis of integrated photonic circuits. Research findings showed that the measurement of DS in the range ± 100 kHz at the sounding frequency of roughly 6.5 GHz can be implemented with an error of a fraction of a Hz and the error in measuring the velocity of the moving object of fractions of mm/s., ВЕСТНИК ПОВОЛЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ: РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ И ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ, Выпуск 2 (50) 2021, Pages 63-75

Данная работа посвящена предоставлению метода установки локатора на самолет для определения местоположения Ð²Ñ‹ÑÐ¾ÐºÐ¾Ð²Ð¾Ð»ÑŒÑ‚Ð½Ñ‹Ñ Ð»Ð¸Ð½Ð¸Ð¹ для быстрого и точного определения местоположения Ð²Ñ‹ÑÐ¾ÐºÐ¾Ð²Ð¾Ð»ÑŒÑ‚Ð½Ñ‹Ñ Ð»Ð¸Ð½Ð¸Ð¹, снижения Ñ‚Ð°ÐºÐ¸Ñ Ð¿Ð¾Ñ‚ÐµÑ€ÑŒ и предотвращения потери ресурсов. Самолеты ограничены климатическими условиями во время полета, и различные авиационные происшествия могут быть вызваны влиянием ÐºÐ»Ð¸Ð¼Ð°Ñ‚Ð¸Ñ‡ÐµÑÐºÐ¸Ñ ÑƒÑÐ»Ð¾Ð²Ð¸Ð¹, Ñ‚Ð°ÐºÐ¸Ñ ÐºÐ°Ðº осадки, пыльные бури и смог. Среди Ñ€Ð°Ð·Ð»Ð¸Ñ‡Ð½Ñ‹Ñ Ð¿Ñ€ÐµÐ¿ÑÑ‚ÑÑ‚Ð²Ð¸Ð¹, Ð²ÐµÐ´ÑƒÑ‰Ð¸Ñ Ðº авиационным происшествиям, высоковольтные линии являются наиболее опасными. В соответствии с основными принципами работы обычного радара, эта работа выполняет серию Ð¸Ð½Ñ‚ÐµÐ³Ñ€Ð°Ð»ÑŒÐ½Ñ‹Ñ Ð²Ñ‹Ñ‡Ð¸ÑÐ»ÐµÐ½Ð¸Ð¹ и, наконец, получает формулу для отражения поля параллельной поляризации и формулу для отражения поля вертикальной поляризации. И изучили соотношение ÑÑ‚Ð¸Ñ Ð¿Ð¾Ð»ÐµÐ¹, чтобы показать разницу между отражениями от Ð´Ð»Ð¸Ð½Ð½Ñ‹Ñ Ð¿Ñ€Ð¾Ð²Ð¾Ð´Ð¾Ð² Ð²Ñ‹ÑÐ¾ÐºÐ¾Ð²Ð¾Ð»ÑŒÑ‚Ð½Ñ‹Ñ Ð»Ð¸Ð½Ð¸Ð¹ электропередач и отражениями от Ð´Ñ€ÑƒÐ³Ð¸Ñ Ð¾Ð±ÑŠÐµÐºÑ‚Ð¾Ð² (земли, полей, лесов, океанов, рек и т. Д.) и как использовать практически это отличие., The given work is devoted to providing a method for installing a locator on an aircraft to locate high-voltage lines to quickly and accurately locate high-voltage lines, reduce such losses and prevent loss of resources. Aircraft are limited by climatic conditions during flight, and various accidents can be caused by the influence of climatic conditions. such as precipitation, dust storms and smog. Among the various obstacles leading to accidents, high voltage lines are the most dangerous. According to the basic principles of conventional radar, this work performs a series of integral calculations and finally derives a formula for reflecting a parallel polarization field and a formula for reflecting a vertical polarization field. And studied the relationship of these fields to show the difference between reflections from long wires of high-voltage power lines and reflections from other objects (land, fields, forests, oceans, rivers, etc.) and how to use this difference in practice.

Показаны особенности применения методов искусственного интеллекта в современных радиолокационных комплексах (РЛК) мониторинга для организации превентивного технического обслуживания. Приведена структурно-функциональная схема интеллектуальной системы поддержки функциональных характеристик РЛК. Представлены экспериментальные оценки точности прогнозирования излучаемой мощности РЛК по данным диагностического контроля., Purpose. This work is devoted to a description of an intelligent support system (ICP) of the functional characteristics of radar systems operating in heat-stressed modes. The purpose of the work is to simulate the operation of the failure prediction module based on the data on the operation of the critical components of the radar. Methodology. Failure prediction based on block temperature data was performed using supervised machine learning methods, including regression methods. The highest quality parameters of the forecasting model (horizon - accuracy) were achieved when training the model using the gradient boosting method, which allows organizing continuous additional training of the forecasting model during the operation of the radar by forming a training sample consisting of a data flow about the technical state. Findings. A structural and functional diagram of the ICP has been developed and a description of the operation of its components is given. The error (20%) and the horizon (20 min.) of the prediction of failures obtained during the experiments are sufficient for the staff serving the radar to take the necessary measures and prevent a critical decrease in the functional characteristics of the product. Originality/value. The introduction of ISP will allow realizing the maximum functional capabilities of the radar, taking into account the forecast of their change, as well as making an operational report to the command post of the radar on the reasons for the decrease in functional readiness according to the pop-up tips about the faulty element and the degree of its influence on the functional characteristics., Вычислительные технологии, Выпуск 6 2021, Pages 95-103

Обсуждаются проблемы использования роботизированных комплексов для обследования и регистрации следов цунами в труднодоступных местах. Приводится описание такого комплекса с хорошими эксплуатационными характеристиками, разработанного в Нижегородском государственном техническом университете им. Р.Е. Алексеева. Представлено решение, позволяющее доукомплектовать автономный мобильный робототехнический комплекс сенсором собственного производства и повысить его проходимость. Предложен способ построения антенной решетки, позволяющий достичь оптимальных характеристик в отношении максимальной дальности обнаружения и углового разрешения. Этот результат достигается за счет того, что вся геометрическая апертура антенны «заполнена» элементами (столбцами) с шагом в половину длины волны. При этом размещение приемных подрешеток на краях подложки формирует наибольшую апертуру в условиях решаемой задачи и позволяет использовать классический метод диаграммообразования при работе в дальней зоне. Рассмотрен пример построения антенной решетки, обеспечивающий формирование лучей шириной 5° в секторе углов дальней зоны. Применение предложенного решения позволяет расширить зону обнаружения объектов., The problems of using robotic systems for survey and registration of tsunami tracks in hard-to-reach places are discussed in this paper. A description of such a complex with good operational characteristics, developed at the Nizhny Novgorod State Technical University n. a. R.E. Alekseeva. A solution that allows to equip an autonomous mobile robotic complex with a sensor of its own production and increase its cross-country abilityis presented. A method for constructing an antenna array is proposed, which allows achieving optimal characteristics in terms of maximum detection range and angular resolution. This result is achieved since the entire geometric aperture of the antenna is «filled» with elements (columns) with a step of half the wavelength. In this case, the placement of the receiving sublattices at the edges of the substrate forms the largest aperture under the conditions of the problem being solved and allows the use of the classical method of diagramming when working in the far zone. An example of constructing an antenna array providing the formation of beams with a width of 5° in the sector of the far-fi eld angles is considered. Application of the proposed solution allows to expand the detection area., Экологические системы и приборы, Выпуск 11 2020

Поступила : 01.11.2020. Принята в печать : 23.11.2020. Received: 01.11.2020. Accepted: 23.11.2020. Рассматриваются и сравниваются параметры антенных систем радиолокаторов, построенных по традиционной схеме с фазовращателями как в антенной решетке передатчика, так и в антенной решетке приемника с радиолокатором, в котором обработка сигнала выполняется только на приемной стороне. Во втором случае на излучающую систему передатчика накладывается дополнительное требование ортогональности излучаемых сигналов. Сравниваются характеристики радиолокатора с тремя передающими антеннами и четырьмя приемными. Рассматриваются два варианта формирования виртуальной антенной системы. В первом случае анализируется излучение линейной регулярной антенной решетки, во втором – прореженной, но с тем же числом излучателей. Показано, что во втором случае можно реализовать радар с лучшим угловым разрешением. Рассмотрены особенности применения радаров в качестве сенсоров систем безопасности автомобиля с широкоугольным обзором. Отмечена возможность ложного захвата цели. Предложен способ однозначной пеленгации. The parameters of radar antenna systems constructed according to the traditional scheme with phase shifters inserted both in the transmitting and receiving antenna array with the radar in which signal processing is performed only on the receiving side are considered and compared in the paper. In the second case, an additional requirement of orthogonality of the radiated signals is imposed on the radiating system of the transmitter. The characteristics of the radar with three transmitters and four receivers are compared. Two variants of forming a virtual antenna array are considered. In the first case, the radiation of the linear regular antenna array is analyzed, in the second case the thinned one, but with the same number of emitters. We demonstrate that in the second case, it is possible to implement the radar with a better angular resolution. The features of using the radar as a short-range radar for vehicle security systems with a wide-angle view are elaborated. The possibility of false capture of the target is noted. The authors of the research suggest the unambiguous direction finding method. Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках соглашения № 075-11-2019-052 от 13.12.2019 с Научно-производственным объединением автоматики имени академика Н.А. Семихатова (АО «НПО автоматики») по комплексному проекту «Создание высокотехнологичного производства высокочастотного радара, предназначенного для использования в составе интеллектуальных систем помощи водителю, систем автоматического управления беспилотных транспортных средств и систем интеллектуального земледелия» при участии ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» (ФГАОУ ВО «УрФУ») в части выполнения научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ. This work was financially supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation under agreement No. 075-11-2019-052 dated December 13, 2019 with the Scientific and Production Association of automatics named after academician N.A.Semikhatov in the complex project “Creation of a high-tech production of a high-frequency radar intended to be used as a part of intelligent driver assistance systems, automatic control systems for unmanned vehicles and intelligent farming systems” with the participation of the Ural Federal University named after the First President of Russia B.N. Yeltsin in terms of the implementation of research, development and technological work.

Исследуется зондирование снежного покрова методом радарной интерферометрии. Предложена приближенная модель интерферометрического зондирования, основанная на методе малых возмущений. Поле обратного рассеяния рассматривается как когерентная сумма волн, рассеянных на неровностях границ раздела “воздух - снег” и “снег - почва”. Представлены результаты определения водного эквивалента снега с помощью радарной интерферометрии на ровной земной поверхности (равнина) и поверхности с уклонами рельефа (холмисто-гористая местность). Проведена оценка вклада рассеяния от поверхности снега в значения амплитуды и интерферометрической фазы. Выполнен анализ влияния уклонов рельефа на оценку параметров снежного покрова. Приведены результаты численных оценок. Показано, что для местности с уклоном рельефа около 45изменения в интерферометрической фазе относительно ровной поверхности достигают 40%. Однако если склоны сравнительно ровные (менее 10), эти изменения не превышают 10%, The main characteristics of the snow cover determining its impact on the environment are its thickness and the snow water equivalent (SWE). SWE assesses the water content in the snow cover. Radar interferometry is one of the methods for determining SWE. The paper presents the results of snow cover sensing by radar interferometry on both flat Earth’s surface and terrain with relief. A backscattering model taking into account backscattering from the snow surface is proposed in contrast to the existing methods. The backscattering field is considered as a coherent sum of waves scattered on the irregularities of the air - snow and snow - soil interfaces. These interfaces are statistically rough surfaces with random irregularities, whose heights are described by uncorrelated stationary random functions with their mean values, standard deviations, and correlation radii. It is assumed that the irregularities are small compared to the wavelength, their slopes are small, and the conditions for the applicability of the method of small perturbations are satisfied. It is also supposed that roughness does not affect the coherent field according to the Born approximation. The incident and scattered waves are assumed to follow Snell’s law. The coherent waves reflection and transmission coefficients are determined by Fresnel formulas for a flat interface. The contribution of backscattering from the snow surface to the values of the amplitude and interferometric phase is estimated using small perturbation method. It is shown that the relative error of interferometric phase determination due to the influence of the wave scattered by the air - snow boundary does not exceed 8% for the angles of incidence of 20-45and the density of snow 0.2-0.3 g/cm. The approximate relations show the linear dependence between the interferometric phase and SWE. The model is extended to the general case of backscattering from snow cover on the Earth’s surface with relief. The influence of terrain slopes on the interferometric phase is estimated. It is shown that for hilly terrain with slopes of about 45, the relative changes in the interferometric phase could reach 40%. However, if the slopes are relatively flat (less than 10), these changes do not exceed 10%., Вычислительные технологии, Выпуск 4 (25) 2020

Автономные транспортные средства, или, как мы обычно их знаем, автомобили с автоматическим управлением, часто представляются в качестве транспортной технологии будущего. Наконец-то становится возможной возможность управления транспортным средством без вмешательства человека или ручного управления. Первой задачей было бы настроить и впитать существующие технологии в обычном автомобиле, чтобы перевести их на почти ожидаемый автономный автомобиль. Этот переход обычных транспортных средств в автономное транспортное средство путем принятия и реализации различных будущих технологий обсуждается в этом тезисе. Это включает в себя цели автономных транспортных средств и трудности реализации. Диссертация также затрагивает существующие технологии, такие как обнаружение объектов, обнаружение и центрирование полосы движения, планирование пути и сравнение с традиционными методами. Эти подходы затем тестируются в среде моделирования перед применением на реальном солнечном автомобиле Санкт-Петербургского политехнического университета., Autonomous vehicles, or as we usually know them by, self-driving cars, are often presented as the transportation technology of the future. The possibility of a vehicle to drive itself without any human intervention or manual control finally becomes possible. The first challenge would be to customize and imbibe existing technology in a conventional vehicle to translate them to a near expected autonomous car. This transition of conventional vehicles into an autonomous vehicle by adopting and implementing different upcoming technologies is discussed in this thesis. This includes the objectives of autonomous vehicles and the implementation difficulties. The thesis also touches upon the existing technologies such as object detection, lane detection and centering, path planning and comparison with the traditional methods. These approaches are then tested on a simulation environment before applying on the real solar car of Saint-Petersburg Polytechnic University.

Выпускная квалификационная работа посвящена изучению Ñ‚ÐµÑ Ð½Ð¾Ð»Ð¾Ð³Ð¸Ð¸ FMCW радаров миллиметрового диапазона, построению экспериментального стенда, обладающего требуемыми параметрами, соответствующими результатам исследования алгоритма обработки Ñ€Ð°Ð´Ð°Ñ€Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð°Ð½Ð½Ñ‹Ñ . Результатом работы является рабочий стенд, обладающий Ð½ÐµÐ¾Ð±Ñ Ð¾Ð´Ð¸Ð¼Ñ‹Ð¼Ð¸ параметрами сигнала, собирающий и передающий данные для дальнейшей постобработки., The final qualification work is devoted to the studying of FMCW radar technology, building experimental device, with required parameters, corresponding to the research on radar data processing algorithm. Result of this work is an operating unit, capable of capturing and transmitting the data for further post-processing.

At present, multilateration systems are becoming increasingly important in air traffic control. This is due to their significant advantages in compare with secondary surveillance radar complexes. This article solves the problem of synthesizing an algorithm for object location estimation for multilateration system operating in passive mode. The synthesized algorithm is a combination of a procedure, the result of which is a rough estimate of the observed object coordinates, and an iterative algorithm specifying the resulting solution. The rough estimate is the result of solving a linear system of equations. The iterative refinement procedure is based on the linearization of the observational equations and does not require a large number of iterations. The paper provides a comparative statistical analysis of the proposed algorithm and the known Bancroft algorithm. For an objective analysis of two algorithms, the paper derives the Cramer-Rao boundary for the correlation matrix of estimates of the observed object coordinates, which makes it possible to determine the potential accuracy of the solution of the problem. It is shown that both algorithms allow obtaining estimates, the accuracy of which is close to the potentially achievable accuracy of the object location estimate. In contrast to the Bancroft algorithm, the rough estimate of the object location is unambiguous. This virtue reduces the total amount of computations during the algorithm implementation and reduces the probability of anomalous errors.

Often, the monitoring systems solution of remote sensing problems, recognition (classification, discrimination) of radar objects using radio polarimetry methods is required in real time mode with the display of the current information on the radar monitor. Monitoring systems can be either stationary (more often terrestrial) or mobile (based on various transport vehicles). When designing such systems, along with ensuring the required speed and performance of the computer, it is also important to ensure the unification of the units and assemblies, the reduction of weight and size characteristics, simplification of the tuning, increase of the operational reliability. In this case, the use of blocks of digital information processing is required. When digitally processing polarized signals, it is necessary to convert the input analog signal to digital form, i.e. to sampled by time and frequency and perform level quantization. The peculiarities of the discretization of the radar polarized signal over time are considered in the article. Analytical expressions for the input polarized signal are derived with considering the geometric parameters of the polarization ellipse. Formulas are given for the in-phase and quadrature components of the polarized signal, for a complex signal envelope. It is alleged that quadrature processing of the polarized signal leads to a decrease in the requirements for analog-to-digital conversion chips due to a significant reduction in the sampling frequency. After the transformations presented in the article, electronic components, which are already in production by Russian companies in the radio electronic industry, can be used in monitoring systems. The transformations of a polarized signal in the time domain described in the article lead to certain transformations in the frequency domain. We are talking about converting the two-side signal spectrum into a one-side spectrum with its transfer to the video frequency region. Such a conversion helps to reduce the sampling rate from gigahertz to megahertz. Analytic expressions in the time domain are accompanied in the article by a graphic interpretation of the signal spectra in the frequency domain. A scheme for demodulating the in-phase and quadrature components of the polarized signal is given. Functional features of filtering units in the scheme are described, the attention of the designers of the digital signal processing systems to the requirements of the Kotel'nikov's sampling theorem is emphasized.

Source at https://doi.org/10.21443/1560-9278-2018-21-1-170-181. Licensed CC BY 3.0. Results of observations of variations of temperature, electron concentration and total electron content of the high-latitude region of the ionosphere during its modification by powerful short radio waves of the heating complex EISCAT/Heating (Tromsø, Norway) according to signals of the GLONASS satellites and the incoherent scattering UHF EISCAT radar (Tromsø, Norway) have been provided. The geometry of passes of the GLONASS and GPS satellites for operating conditions of the heating complex in Tromsø has been considered. It has been shown that during the experiments on the EISCAT/Heating complex for the study of the modified structure of the high-latitude ionosphere it is more convenient to use the GLONASS satellites. Parameters of orbits of these satellites allow researching changes of total electron content in the direction along the geomagnetic field line at the place of observation. It has been shown that during heating of the ionosphere by powerful short radio waves its structure is becoming an irregular one. Operation of the heating complex in the mode "switched on – switched off" has caused appearance of wavy variations of total electron content with the periods close to the heating period. The main features of behavior of the total electron content in the case of the continuous heating of the ionosphere in the direction of the magnetic zenith according to the GLONASS satellite are: reduction of total electron content in the central zone of the antenna diagram, i.e. in the direction of the magnetic zenith, and presence of the increased values of total electron content at the edges of the heating zone. According to the incoherent scattering radar the heating of the ionosphere by the powerful short radio wave has created the region of the increased electron temperature and electron concentration along the direction of the magnetic zenith. The behavior of total electron content according to the GLONASS satellite and the radar of incoherent scattering in many respects corresponds each other except the central part. Reasons of the mismatches have been considered. Представлены результаты наблюдений изменения температуры, электронной концентрации и полного электронного содержания высокоширотной области ионосферы во время ее модификации мощным коротковолновым радиоизлучением нагревного комплекса EISCAT/Heating (Тромсё, Норвегия) по данным сигналов спутников ГЛОНАСС и радара некогерентного рассеяния УВЧ ЕИСКАТ (Тромсё, Норвегия). Рассмотрена геометрия пролетов спутников ГЛОНАСС и GPS для условий работы нагревного комплекса в Тромсё. Показано, что во время экспериментов на комплексе EISCAT/Heating для изучения модифицированной структуры высокоширотной ионосферы удобнее использовать спутники ГЛОНАСС. Параметры орбит этих спутников позволяют исследовать изменения полного электронного содержания в направлении вдоль геомагнитной силовой линии в месте наблюдения. Показано, что во время нагрева ионосферы мощной коротковолновой радиоволной ее структура приобретает неоднородный характер. Работа нагревного комплекса в режиме "включено – выключено" вызывает появление волнообразных вариаций полного электронного содержания с периодом, близким к периоду нагрева. Основными особенностями поведения полного электронного содержания при непрерывном нагреве ионосферы в направлении магнитного зенита по данным спутника ГЛОНАСС явились уменьшение полного электронного содержания в центральной зоне диаграммы направленности антенны нагревного комплекса, т. е. в направлении магнитного зенита, и присутствие повышенных значений полного электронного содержания на краях зоны нагрева. По данным радара некогерентного рассеяния во время нагрева ионосферы вблизи направления на магнитный зенит формируется область повышенной электронной температуры и электронной концентрации. Поведение полного электронного содержания по данным спутника ГЛОНАСС и радара некогерентного рассеяния во многом соответствует друг другу, кроме этой области. Высказываются предположения о причинах такого несоответствия.

The basis of modern radar techniques is the direct use of radio-physical data on the power of backscattering. At the same time, the data volume received from the radar allows us to form new estimates and essentially specify classical ones. Significant steps have been made in this direction, using, for example, phase (Doppler) methods. The "modified Rayleigh model" used in radar meteorology to form a scattered field on rarefied medium particles is called the Kerr-Rice model. The main advantage of the Rayleigh model is its simplicity. But it itself contains a deep contradiction, consisting in its logical completion. Based on the statistics study of the first distribution in the rains of varying intensity the authors on a large statistical material have determined the fact of their not Rayleigh form and extreme stability of the latter in relation to natural changes of precipitation intensity. The first distribution is different from the theoretically expected one in the Kerr-Rice model, which makes it possible to use linear-logarithmic detection. It is concluded that the width and the mean of the spectrum of the same signal have the expected dynamics with respect to changes in precipitation intensity and dynamic processes in them. Tables with experimental data are presented. Two main distribution models are considered: lognormal and "logo-gamma-functional". It is concluded that, despite the absence of qualitative differences, the difference in the form of the distributions obtained with different equipment can be a natural consequence of significant discrepancies in the peak power and / or the width of the antenna pattern. The graphs of the first experimental distributions of envelope fluctuations on a linear and semi-logarithmic scale are presented.

The article contains the statistics analyzes of accidents associated with adverse external conditions, including weather conditions, for seven years. On the analysis basis insufficient supply of final consumers meteorologic data is concluded. One of the ways to improve meteorological support of Unified air traffic management system consolidated centers by creating regional centers of processing radar information for conducting environment geophysical monitoring is suggested.

Объектом исследования в данной работе являются современные методы компьютерного зрения и поиска препятствий. Целью данной работы является исследование возможностей компьютерного зрения и машинного обучения в Ð·Ð°Ð´Ð°Ñ‡Ð°Ñ Ð¾Ð¿Ñ€ÐµÐ´ÐµÐ»ÐµÐ½Ð¸Ñ препятствий и , в частности, при совместном использовании лидара и видеокамеры. Результатом данной работы является алгоритм обработки и комплексирования Ð´Ð°Ð½Ð½Ñ‹Ñ Ð²Ð¸Ð´ÐµÐ¾ÐºÐ°Ð¼ÐµÑ€Ñ‹ и лидара. Результаты данной работы будут являться частью системы автопилотирования железнодорожного состава. Также возможно использование алгоритма на Ð´Ñ€ÑƒÐ³Ð¸Ñ Ð²Ð¸Ð´Ð°Ñ Ñ‚Ñ€Ð°Ð½ÑÐ¿Ð¾Ñ€Ñ‚Ð°., The object of research in this paper are modern methods of computer vision and search for obstacles. The purpose of this work is to study the capabilities of computer vision and machine learning in the problems of determining obstacles and, in particular, when sharing a lidar and a video camera. The result of this work is the algorithm for processing and complexing the data of the video camera and lidar. The results of this work will be part of the train autopilot system. It is also possible to use the algorithm on other modes of transport.

This article describes the main achievements in the development of phased antenna arrays (par) in the past decade. Provides an overview of the most famous systems based on the PAR and PAR based on MMIC technology - PAR in radar stations, PAR to control the laser and optical beams. The existing options for the design of the PAR:ferroelectric antenna array; plasma antenna with electronic scanning; reflective grating on 100-mm semiconductor wafers; wideband antenna arrays with aperture; antenna arrays with digital beam forming.

The paper describes the algorithm of fast calculation of the amplitude-range-Doppler surface. The features of the software implementation of the algorithm are drawn. The nuances of parallel computing of the surface on graphics processing units of the gaming graphics card are shown. The result, the sixteen surfaces parallel computing time for multi-channel radar, is presented.

Приведены результаты исследования возможности применения поляриметрических и интерферометрических данных X-иL-диапазонов TanDEM-X и ALOS-2 PALSAR-2 для мониторинга криогенных рельефообразующих процессов полуострова Ямал. Выполнен статистический анализ сезонных изменений интенсивности и параметров поляриметрической Н - А - α -декомпозиции на участках с оползнями, активно растущими и пассивными термоцирками научного полигона Васькины дачи., The article presents the results of the developed methods for thermal-degradation processes detection and monitoring based on the X- and L-bands radar data. The research objects are developing thermocircuits and collapsing slopes in the coastal zone of ten lakes of “Vaskiny Dachi” polygon (Central Yamal, 70∘15′N, 69∘05′E). To detect the formed and active cryogenic formations TanDEM-X and ALOS-2 PALSAR-2 interferometric and polarimetric data (VV, VH) of 2015-2016 were used. The research was carried out in three directions: 1) digital terrain models (DTM) with high resolution construction using differential interferometry methods and the cryogenic formations topographical features identification, temporal changes in DTMs observation; 2) comparative statistical analysis of the total intensity and the polarimetric Н-А-α -decomposition components for cryogenic formations and adjacent stable sites; 3) development of a technique for express detection of such formations on the basis of total intensity and polarimetric Н-А-α -decomposition components images texture. It is established that the intensity, polarimetric characteristics, topography parameters and textures of radar images significantly differ from those for neighbouring stable regions (more than 3 σ ) for active thermocircuits. Intensity variations are most significant, but the localization of cryogenic formations can be limited by the radar survey geometric conditions. For passive thermocircuits, landslides in the coastal zone, deviation of intensity and polarimetric characteristics from background ∼ σ , therefore as an indicator a set of polarimetric Н-А-α -decomposition parameters should be used. Combining parameters α and H can be the basis for express diagnostics of the occurrence and activation of cryogenic processes in the area of the present study., №4(23) (2018)

Рассмотрена задача создания информационно-вычислительной системы обработки радарных снимков с возможностью визуализации, конфигурирования и запуска алгоритмов основных этапов процессинга интерферометрических данных методом Persistent Scatterer в интеграции с MPP-системой (Massive Parallel Processing) для высокопроизводительного мониторинга смещений земной поверхности участков аэрокосмической съемки. Приведены основные схемы маршрутизации потоков данных исполнения заданий. Представлена программная реализация в виде веб-портала на базе компонентов ReactJS, включая автоматизированную загрузку и обновление базы данных радарных снимков Sentinel-1A посредством технологии RESTful API., The aim of the presented work is the development of an information computational system for processing radar images with the ability to visualize, configure and run algorithms for the main stages of processing interferometric data by the Persistent Scatterer method integrated with the MPP system (massive parallel processing) for high-performance monitoring of the Earth surface displacement of aerospace survey sites. As a result of the analysis of the different approaches used in the processing of radar data and the review of distributed computing technologies, a distributed information system based on the architecture of massively parallel execution of the Apache Hadoop ecosystem processes the streaming post-processing of radar images and the construction of a displacement map was proposed and implemented. A software implementation is presented in the form of a web portal based on ReactJS components, including automated downloading and updating of the Sentinel-1A radar image database using RESTful API technology. The innovation of suggested solution consists of the model of the interaction between developed processing modules based on the isolated execution context with HDFS data storage during the preparing procedure and the complete cycle for the processing of the Earth surface displacement. An integrated approach to the developing scalable front-end and back-end software complex components with the use of ReactJS, Redux and Apache Spark framework was used for the first time. Supporting of WPS specification makes it possible using almost any GIS, which works with this standard. The evaluation of a scientific and technological level of research shows high performance of the developed system while maintaining the results quality. In particular, the adapted and integrated ESA SNAP Toolbox returned identical arrays of processed interferometric data in the per-pixel comparison but the speed of the procedure is several times faster., №4(23) (2018)

The aim of the study is the synthesis of an additional filter for suppressing side lobes, providing the best compromise between the SNR decreasing and reduction of the sidelobe level at the filter output, consistent with the signals based on the Barker codes. To achieve this goal, it is necessary to find the coefficients of the filter for sidelobe suppression and evaluate its effectiveness. The digital sidelobe suppression filter is synthesized on the basis of solving the optimization problem of searching the relative value conditional maximum in the main lobe of the output signal in a non-optimal filter under the condition of limiting the value of its sidelobes. Sidelobe suppression filters are investigated for matched filtering of signals formed on the basis of Barker sequences of different lengths. In all cases, the minimum possible length of the side lobes suppression filter pulse characteristic has been chosen, which is equal to the number of reports in the matched filter output. Quantitative estimates of the side lobes suppression and the accompanying SNR decreasing at the output of the synthesized filter for signals based on different Barker codes are obtained. It is established that the maximum suppression of sidelobe is achieved in the case of 5-element (11.65 dB) and 13-element (11.7 dB) Barker codes. The value of the side lobes in the output signal are minus 25,63 dB and minus 33,98 dB respectively. The minimum loss in SNR is obtained for signals based on 11-element (1.56 dB) and 13-element (0.73 dB) Barker codes. For a signal with a 5-element Barker code, this value is 1.75 dB. Thus, for 13-element Barker code signals the optimal ratio between the degree of sidelobe suppression and SNR decreasing in the processing of the matched filter output by an additional non matched filter is achieved. In cases where significant restrictions are imposed on the duration of the output signal, the use of a 5-element Barker code is preferred.

Статья поступила 17.06.2018. Принята в печать 14.07.2018. Receiver: 17.06.2018. Accepted: 14.07.2018. В работе рассмотрена задача анализа влияния помех на эффективность обнаружения/распознавания сигналов в космической РЛС с синтезированной апертурой. Для бистатической РСА получены формулы для расчета отношений сигнал/помеха и коэффициента улучшения отношения сигнал/помеха при обработке сигнала в нефокусированной и фокусированной РЛС с синтезированной апертурой, а также приведены примеры расчета названных характеристик для типовой РСА. Приведены примеры построения зон подавления РЛС помехой и примеры зависимости коэффициента улучшения отношения сигнал/помеха от расстояния постановщика помехи по азимуту. Результаты могут быть использованы при расчете помехозащищенности современных и перспективных РЛС космического базирования. The paper considers the problem of analyzing the impact of noise on the efficiency of signals recognition in a space-based synthesized aperture radar (SAR). For the bistatic SAR, formulas for the signal-to-noise ratio and for the signal-to-noise ratio improvement coefficient calculating for the unfocused and focused synthesized aperture radars signal processing are obtained, and examples of such characteristics calculating for a typical SAR system are given. Examples of the radar interference suppression zones construction and examples of the signal-to-noise ratio on the noise source azimuth distance dependence are given, as well. The results may be used for the calculation of noise immunity of modern and prospective space-based radars.

Introduction. An images received from synthetic-aperture radar and ultrasonic medical coherent systems are distorted by speckle noise which can be spatially correlated. Sequence frame processing is applied due to poor quality of source images. The large number of filters for processing the images distorted by a multiplicative speckle noise were developed at the present time. Most of existing filters don’t take into account spatial correlation in the speckle noise which leads to lower efficiency of noise suppression. Image sequence processing leads to processed data volume increase. Thus, a problem of computing complexity and practical implementability of the filtering algorithms used for speckle noise suppression is even more relevant. Theoretical results. The task of filtering the sequence of images in the presence of correlated speckle noise becomes the task of filtering a signal component in the presence of the additive correlated noise as a result of homomorphic transformation. An expression for posteriori probability density of signal component pixel and the correlated noise pixel in each point of the sequence of images was created using property of the conditional independence. It’s used for combining received posterior distributions at the first stage as a result of executing one-dimensional non-linear filtering. The algorithm of computation of mathematical expectation and correlation matrix of joint posteriori probability density of a signal and correlated noise pixels in each point for a case of gaussian posterior distributions for non-causal intraframe and causal interframe processing is synthesized. Experimental results. The developed algorithm allows to receive a gain in signal-to-noise ratio in 5.8-1 dB for a model example by processing from one to five frames compared to interframe averaging algorithm. The number of segmentation errors for the images filtered by Otsu algorithm using three frames is 2 % for the developed algorithm and 18 % for interframe averaging. Conclusion. The homomorphic two-stage filtering algorithm of the sequence of images in the presence of correlated speckle noise was developed. It uses two-stage joint filtering of a signal component and the additive correlated noise with intraframe not causal and interframe causal processing after homomorphic transformation., В результате применения гомоморфного преобразования задача фильтрации спекл-шума сводится к фильтрации аддитивной помехи. С использованием свойства условной независимости получено выражение для апостериорной плотности вероятности отсчетов сигнальной составляющей и коррелированной помехи в каждой точке последовательности изображений. Синтезирован алгоритм вычисления математического ожидания и корреляционной матрицы совместной апостериорной плотности вероятности отсчетов сигнальной составляющей и коррелированной помехи в каждой точке для случая гауссовских апостериорных распределений. Полученный алгоритм обеспечивает некаузальную внутрикадровую и каузальную межкадровую обработку последовательности изображений. Его анализ выполнен с помощью статистического моделирования на модельном примере., В результаті застосування гомоморфного перетворення завдання фільтрації спекл-шуму зводиться до фільтрації адитивної завади. З використанням властивості умовної незалежності отримано вираз для апостеріорної щільності ймовірності відліків сигнальної складової і корельованої завади в кожній точці послідовності зображень. Синтезовано алгоритм обчислення математичного очікування і кореляційної матриці спільної апостеріорної щільності ймовірності відліків сигнальної складової і корельованої завади в кожній точці для випадку гауссовских апостеріорних розподілів. Отриманий алгоритм забезпечує некаузальну внутрішньокадрову і каузальну міжкадрову обробку послідовності зображень. Його аналіз виконаний за допомогою статистичного моделювання на модельному прикладі.

The advanced scientific and methodical apparatus for calculating the aerodynamic and aerostatic characteristics of a bound aerostat is considered with the aim of substantiating the basic requirements for the mobile balloon radar complex detection of low-level targets.

В статье предложен общий метод на основе текущей информации режима сопровождения и признаков маневрирования целей, позволяющий оценить обстановку, вскрыть подготовку и готовность перехватчиков противника к пуску ракет в дальнем воздушном бою. Показана актуальность дальнейшей реализации дополнительных алгоритмов поддержки принятия решений летчика на оборонительные и наступательные действия (выбор режимов работы БРЛС) в информационно-управляющих системах модернизируемых и перспективных истребителей для занятия преимущественного положения наблюдателя в параметрическом пространстве принимаемых эхо-сигналов и последующей эффективной атаки The article suggests the total method based on current information on the maintenance mode and signs of maneuvering targets, allowing to assess the situation, open training and the willingness of the enemy to launch interceptor missiles into far dogfight. Shows the relevance of the further implementation of the method is based upon the development of additional algorithms of decision-making support pilot on the defensive and offensive actions (selecting RADAR modes) in information-management systems for retrofit and advanced fighter jets to engage in preemptive provisions of observer in parametric space taken by ECHO-signals and subsequent effective attack

Предложен вариант концепции всестороннего распознавания воздушных целей в авиационном радиолокационном комплексе истребителя, определены перечни решений летчика-истребителя, уровни оптимизации наведения управляемых ракет и элементы искусственного интеллекта, основанные на распознавании воздушных целей The version of the concept of comprehensive recognition of air targets in an aviation radar complex of the fighter is offered, the lists of decisions of the pilot of the fighter, levels of optimiza-tion of guidance of guided missiles and elements of artificial intelligence based on recognition of air targets are defined

Обсуждается проблема автоматического распознавания воздушных целей на основе анализа их радиолокационных дальностных портретов. Процедура радиолокационного распознавания включает последовательное решение двух задач. Первая задача состоит в формировании классификационных признаков воздушных целей по дальностным портретам, позволяющих отличать друг от друга. Вторая задача – нейросетевая идентификация дальностных портретов по совокупности полученных признаков. Рассматривается метод классификации на основе радиальных базисных сетей.

Рассмотрена задача обнаружения и определения параметров спутниковых ЛЧМ-сигналов в реальном времени. Рассмотрена существующая реализация системы радиолокационного контроля. Описана реализация системы радиолокационного контроля на платформе Xilinx Zynq-7000 и ее преимущества., The problem of detection and determination of the parameters of satellite chirp signals in real time. The existing implementation of radar control system. The realization of radar control systems at Xilinx Zynq-7000 platform and its benefits.

В работе актуализируется цель создания учебного программного приложения, позволяющего моделировать процесс формирования и обработки сигналов в космических РСА высокого разрешения. В ходе работы разработано программное приложение, которое позволяет создать облучаемую сцену земной поверхности и сформировать в зависимости от сцены отраженный сигнал с пользовательскими характеристиками РСА, провести его обработку с целью получения радиоголограмм и радиолокационных изображений. Результатом разработки стало учебное программное приложение, которое позволит магистрам направления «Радиотехника» понять принцип формирования и обработки сигналов в космических РСА высокого разрешения и провести ряд исследований, направленных на изучения особенностей формирования радиолокационных изображений. Problem of development of educational software application that allows to simulate the process of forming and signal processing in space high-resolution SAR is disclosed. In result software application that allows to create an irradiated scene of earth's surface and to form depending on the scene reflected signal with custom features SAR in order to obtain RF holograms and radar images was developed. The achievement is the educational software application that allows magisters of speciality «Radiotechnics» to understand the principle of formation and signal processing in high-resolution SAR and to perform a series of test aimed at studying the characteristics of radar image .

Исследованы погрешности высоты перехода к лёгким ионам, измеряемой с помощью метода некогерентного рассеяния. Проведено моделирование решений прямой и обратной радиофизических задач. Результаты моделирования свидетельствуют о том, что главный вклад в погрешность определения высоты перехода к лёгким ионам вносят статистические погрешности измерений относительных концентраций ионов водорода и гелия. Методические погрешности малы по сравнению со статистическими. Errors in light ions transition height measured by incoherent scatter technique are studied. Simulation of direct and inverse radiophysical problems‘ solutions are made. The most correct model (radar ambiguity function that was calculated using actual pulse response of radar‘s receiver and pulse envelope) was used to simulate ACFs of IS signal and the results of inverse radiophysical problem solution. The results demonstrate that main contribution to the error in light ions transition height is the statistical errors in hydrogen and helium ions fractions. Methodical errors are small as compared with statistical ones. Standard deviation of the measured light ions transition height doesn‘t exceed 20 km when one use 15 ACFs of IS signal averaged over the interval of 15 min.

It is shown that the system design and the system of military-technical design for radars is reduced to the construction of its multi-dimensional mathematical model and to development of methods for complete system description, i.e. for the problem solution, related to synthesis, analysis, control, and interaction with the environment. They, in turn, can be reduced to the search for functional equations of state, and the dynamics of the conflict, which in concentrated form reflect patterns of development and operation of system-topic. Therefore, these equations are the basis of radar systems theory. Functional equations describe the state and rate of change of the system state, which are connected to each other as the primitive function and the derivative with respect to time. For simple, one-dimensional systems, functional equations are found, that is, the problems of synthesis, analysis, control and adaptationare solved. For a complex system, such as system radar, search for functional equations and the equation of state is a significant scientific problem which can not be solved since emergion of radar systems engineering. In fact the problem is reduced to the definition of the system state combining all system parameters and that of the environment. This paper introduces a new notion of system state, which determines the time required for the system to perform all its functions. On this basis, radar systems theory is built. This theory can not be constructed at an abstract level, so it is built on the example of the most perspective complex systems. The technical appearance of such systems is also determined., Показано, что системное проектирование и системное военно-техническое проектирование радиолокационной системы сводится к построению ее многомерной системной математической модели и к разработке методов полного системного описания - к решению задач синтеза, анализа, управления и взаимодействия с внешней средой. Поэтому такие уравнения составляют основу системной теории радиолокации. Функциональные уравнения описывают состояние и скорость изменения состояния системы, которые связаны между собой как первообразная и производная по времени. Для простых одномерных систем найдены функциональные уравнения, то есть решены задачи синтеза, анализа, управления и адаптации. Для сложной системы, которой является система радиолокации, поиск функциональных уравнений и уравнения состояния является значительной научной проблемой, которую не удается решить с момента возникновения радиолокационной системотехники. По сути проблема сводится к определению понятия состояния системы, которая объединяет все системные параметры самой системы и внешней среды. В работе вводится новое понятие состояния системы, которое определяет время действия системы, требуемое для выполнения своих функций. На этой основе строится системная теория радиолокации. Построить теорию на абстрактном уровне невозможно, поэтому она строится на примере наиболее сложной перспективной системы, технический облик которой также определяется., Показано, що системне проектування і системне військово-технічне проектування системи радіолокації зводиться до побудови її багатовимірної системної математичної моделі і до розробки методів повного системного опису - до рішення задач синтезу, аналізу, управління і взаємодії із зовнішнім середовищем. Тому такі рівняння складають основу системної теорії радіолокації. Функціональні рівняння описують стан і швидкість зміни стану системи, що пов’язані між собою як первісна і похідна за часом. Для простих, одновимірних систем функціональні рівняння знайдені, тобто вирішені завдання синтезу, аналізу, управління та адаптації. Для складної системи, якою є система радіолокації, пошук функціональних рівнянь і рівняння стану є значною науковою проблемою, яку не вдається вирішити з моменту появи радіолокаційної системотехніки. По суті проблема зводиться до визначення поняття стану системи, яка об'єднує усі системні параметри самої системи і зовнішнього середовища. У роботі вводиться нове поняття стану системи, яке визначає час дії системи, потрібний для виконання своїх функцій. На цій основі будується системна теорія радіолокації. Побудувати теорію на абстрактному рівні неможливо, тому вона будується на прикладі найбільш складної перспективної системи, технічний вигляд якої також визначається.