Архив статей журнала
В настоящее время технические объекты различной степени подвижности могут применяться в широком спектре задач, имея как гражданское, так и военное назначение. Эксплуатация таких объектов невозможна без использования надежных каналов передачи видеоинформации и управления. Однако требования к таким каналам связи существенно усугубляются различием условий эксплуатации данных систем. Имеющиеся на данный момент решения, позволяющие передавать видеопоток с камеры беспилотных летательный аппаратов (БпЛА), как правило, не могут обеспечить такое же качество связи для управления наземными технические объекты малой степени подвижности различного назначения. Целью данного исследования является анализ технологий передачи видеоинформации и оценка эффективности их применения в каналах связи с техническими объектами различной степени подвижности. В рамках данной статьи была разработана имитационная модель приемника и передатчика, осуществляющих обработку сигнала в основной полосе частот, исследовано влияние параметров кодеков с малой плотностью проверок на четность (LDPС) и Боуза - Чоудхури - Хоквингема (БЧХ) на качество приема видеоинформации. Проведенное исследование позволило определить параметры кодеков, обеспечивающих наилучшее качество приема сигнала видеоинформации при разных отношениях сигнал/шум. Автором выполнена оценка влияния многолучевого распространения радиоволн, что позволило предложить модель приемника, обеспечивающего передачу видеоинформации для наземных технических объектов с малой степенью подвижности.
В статье показано, как выбор типа аппроксимации фильтра влияет на частотные характеристики направленного ответвителя, в который они установлены вместо четвертьволновых отрезков для его миниатюризации. В работе представлены результаты моделирования Т-образных и П-образных фильтров нижних частот (ФНЧ) с помощью пакета «QucsStudio». Были исследованы различные характеристики мостов, включая коэффициенты отражения и передачи, а также разность фаз между сигналами. Авторы приходят к выводу, что при разработке компактных направленных ответвителей следует использовать П-образные схемы для уменьшения размеров устройства и более высокий порядок фильтра для обеспечения более широкой полосы рабочих частот. Оптимальным вариантом является Т-образный ФНЧ 5-го порядка Чебышева с коэффициентом отражения |S11| = 5 %.
Целью работы являются анализ и выбор способов преобразования симметричного фильтра нижних частот (ФНЧ) в несимметричный при различии сопротивлений источника и нагрузки. Например, для преобразования в половине симметричного ФНЧ, синтезированного для равных нагрузок, умножаем все сопротивления на коэффициент преобразования r и соединяем преобразованные части фильтра. Рассмотрены трехэлементные П и Т-образные ФНЧ с чебышевской аппроксимацией квадратов модулей функций передачи |S21(Ω)|2 и коэффициентов отражения |S11(Ω)|2. Выполнено сравнение ФНЧ преобразованных различными методами. Составлены таблицы нормированных значений элементов ФНЧ для различных отношений сопротивлений источника сигнала и нагрузки. Показано, что использование оптимальных ФНЧ позволяет учесть в их составе большее значение реактивности источника сигнала (активного прибора) либо расширить полосу частот.
В статье рассматриваются вопросы определения местоположения базовых станций (БС) сетей подвижной радиосвязи и зон их покрытия. Применение в методике статистических методов анализа позволяет определить реальную зону покрытия операторов связи. Рассматриваемая методика включает получение статистических данных по качеству подвижной радиотелефонной связи; построение на основе открытых источников зон покрытия БС в локальном районе; моделирование плотности покрытия БС сетей подвижной радиосвязи в конкретном субъекте России. Приведен пример инструментальной оценки качества покрытия сети одного из операторов в районе Уральского федерального университета имени Б. Н. Ельцина, графически определена зона покрытия его БС и границы их «секторов».
Представлен обзор принципов построения автодинных интерферометров и возможностей их применения в системах и устройствах оптического приборостроения. При этом проанализировано современное состояние теории автодинных интерферометров, приведены основные уравнения, описывающие формирование сигналов, и рассмотрены особенности автодинных характеристик при различных уровнях отраженного излучения, характеризуемого параметром обратной связи. Представлены примеры реализации автодинных интерферометров и результаты их использования в метрологии. Отмечены перспективы применения автодинных интерферометров в системах и устройствах оптического приборостроения.
В работе представлены результаты разработки и тестирования радиоволнового дефектоскопа полимерных композитов в терагерцовом диапазоне частот. Дефектоскоп был реализован по квазиоптической схеме, состоящей из генератора монохроматического излучения (лампа обратной волны), детектора (акустооптический преобразователь), системы позиционирования объекта на основе линейных трансляторов, модуля ввода-вывода и тефлоновых линз. Тестирование дефектоскопа проводилось на частоте 872 ГГц на многослойном объекте, включающим дефекты в виде текста, изготовленные методом послойного наплавления из электропроводящего полимерного материала между оптически непрозрачными диэлектрическими пластинами из акрилонитрилбутадиенстирола. Сопоставление результатов визуализации и оптической микроскопии поверхности подтверждает возможность использования терагерцового дефектоскопа в аддитивном производстве конструкций.
При передаче радиосигналов возникает необходимость в обработке данных для точного извлечения параметров сигнала. Разработка алгоритма, основанного на быстром преобразовании Фурье, позволяет эффективно выявлять информацию о фазовых сдвигах, что, в свою очередь, открывает доступ к определению координат передающего устройства по азимуту. Процесс определения фазовых сдвигов миниатюрного радиоконтактного устройства осуществляется посредством передачи сигналов, принимаемых антенным комплексом, состоящим из двух антенн. Результирующее значение сдвига фаз выводится в градусах, что позволяет точно обнаруживать положение передатчика в пространстве. Вывод значений производится в реальном времени через спектрограмму, что обеспечивает наглядность процесса обработки сигналов. В работе для определения угловых координат передающего устройства проводилась радиопеленгация. В результате работы было получено значение разности фаз двух сигналов в 30,69 градусов. С помощью определенной разности фаз было определено направление на источник сигнала.
В статье проведено исследование современных моделей нейронных сетей, предназначенных для распознавания объектов на инфракрасных изображениях, полученных с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Рассмотрены различные архитектуры YOLO (You Only Look Once), включая версии YOLOv5, YOLOv8 и YOLOv9. Оценка моделей выполнена по ключевым метрикам, таким как точность (Precision), полнота (Recall) и средняя точность (mAP), с учетом вычислительных требований. Особое внимание уделено применению моделей в условиях ограниченных ресурсов и повышенной сложности данных, что делает их актуальными для задач мониторинга и анализа в сложных условиях эксплуатации. Также был проведен анализ эффективности моделей нейронных сетей при решении задачи поисково-спасательных операций. Исследование показало, что наилучшие результаты по точности классификации объектов продемонстрировали модели YOLOv8l и YOLOv5mu с соответствующими значениями 0.912 и 0.911. Наибольшую полноту показали модели YOLOv8s и YOLOv9c с результатами 0.836 и 0.827. По метрике mAP50-95 лучшие результаты были достигнуты моделями YOLOv9c и YOLOv8l-worldv2, с показателями 0.591 и 0.566 соответственно. Полученные результаты могут быть полезны для выбора оптимальной модели при решении задач обнаружения и распознавания объектов на инфракрасных изображениях. Модель Yolov8s является наилучшим выбором для поисково-спасательных операций, так как она демонстрирует высокие результаты полноты: 0.836 и mAP50: 0.861.
В статье рассматривается способ формирования частоты повторения импульсов, позволяющий в радиолокаторе с синтезированием апертуры антенны (РСА) авиационного базирования с телескопическим обзором упростить алгоритмы обработки сигналов и существенно снизить вычислительную нагрузку на бортовой процессор. На основе анализа геометрии телескопического режима съемки РСА получен алгоритм оптимального управления частотой повторения зондирующих сигналов, в котором компенсируются изменения наклонной дальности и угла визирования луча антенны в процессе картографирования. Важно отметить, что при этом одновременно компенсируются миграции сигналов по доплеровским фильтрам и появляется возможность перехода от двумерной обработки к обработке с использованием одной опорной функции, рассчитанной для центральной точки кадра. Приводятся результаты исследования предложенного закона изменения частоты повторения путем имитационного моделирования и в летных экспериментах. Полученные результаты наглядно показывают, что предложенная технология зондирования и синтеза радиолокационных изображений обеспечивает в РСА авиационного базирования субметровое пространственное разрешение.
В работе представлена антенная решетка с центральной рабочей частотой 2,44 ГГц, обладающая возможностью изменения расстояния между излучателями от 0,5λ до 2λ (где λ - длина волны на рабочей частоте) для исследования влияния пространственного распределения на форму диаграммы направленности (ДН). Антенная решетка содержит девять излучателей, каждый из которых реализован на отдельной плате, а изменение расстояния между излучателями реализовано с помощью нескольких направляющих. Такая конструкция обладает потенциалом для применения в качестве универсального лабораторного стенда, предназначенного для изучения влияния шага между излучателями на характеристики диаграммы направленности антенной решетки. Для повышения функциональности конструкции предлагается интеграция автоматизированной системы перемещения излучателей. Это обеспечит возможность быстрого и точного изменения шага антенной решетки, что расширит возможности исследований и улучшит гибкость настройки устройства.
Рассматриваются особенности адаптивной компенсации активных помех в условиях их многопутевого распространения, вызванного переотражениями от местных предметов и подстилающей поверхности. Выполняется обоснование возможности применения метода адаптивной компенсации активных помех. Проводится анализ эффективности рассматриваемого метода при наличии переотражений в основном и компенсационном приемных каналах.
В статье представлен методический подход к анализу широкополосных радиолокационных сигнатур, основанный на применении теории биспектрального оценивания. Данный подход предусматривает анализ фазовых связей центров рассеяния цели, обеспечивая тем самым более полный учет информации, содержащийся в частотной характеристике цели в сравнении с дальностным портретом, традиционно получаемым с использованием преобразования Фурье. Анализ фазовых связей позволяет идентифицировать центры рассеяния, образованные в результате множественных переотражений электромагнитных волн конструктивными элементами объекта сложной формы или отдельными близкорасположенными объектами в составе наблюдаемой сцены. Используемое для анализа геометрическое изображение биспектра радиолокационной широкополосной сигнатуры объекта локации представляет собой шестиугольник в координатах «продольная дальность - продольная дальность», позволяющий выявлять взаимные связи центров рассеяния, разнесенных вдоль направления локации. Произведена апробация предложенного методического подхода с использованием синтезированной частотной характеристики абстрактной многоточечной цели, а также на основе данных электродинамического моделирования комплексных полей обратного рассеяния тестовых объектов. Сопоставление результатов идентификации центров рассеяния, полученных с использованием биспектрального изображения, дальностного портрета и априорной информации об объекте локации свидетельствует о корректности предложенного методического подхода.