Новое направление в радиофизике: фрактально-скейлинговая или масштабно-инвариантная радиолокация

Потапов А.А.; Potapov A.A.

Научные статьи \ Прикладные науки. Медицина. Технология \ Инженерное дело. Техника в целом \ Общее машиностроение. Ядерная технология. Электротехника. Технология машиностроения \ Электротехника

Новое направление в радиофизике: фрактально-скейлинговая или масштабно-инвариантная радиолокация

Автор: Потапов А.А.

Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp

Статья в выпуске: 3 т.18, 2015 года.

Бесплатный доступ

Предложен новый вид и метод современной радиолокации, а именно, фрактально-скейлинговая или масштабно-инвариантная радиолокация. Это влечет за собой коренные изменения в самой структуре теоретической радиолокации, а также в ее математическом аппарате. В основе созданного автором впервые в России и в мире научного направления лежит концепция фрактальных радиосистем, топология выборки, глобальный фрактально-скейлинговый метод и фрактальная парадигма. Данными вопросами автор занимается ровно 35 лет. Полученные автором результаты крупной научной и практической значимости были опубликованы в четырех отчетных докладах Президиума Российской академии наук (2008, 2010, 2012, 2013 гг.) и в докладе Правительству Российской Федерации (2012 г.).

Еще

Фрактал, скейлинг, дробный оператор, динамический хаос, радиофизика, радиолокация, радиотехника, радиосистемы

Короткий адрес: https://sciup.org/140255931

IDR: 140255931

The new direction in radio physics: fractal-scaling and scale-invariant radiolocation

The new kind and approach of up-to-date radiolocation: fractal-scaling or scale-invariant radiolocation has been proposed. It leads to basic changes in the theoretical radiolocation structure itself and also in its mathematical apparatus. The fractal radio systems conception, sampling topology, global fractal-scaling approach and the fractal paradigm underlies the scientific direction established by the author in Russia and over the world for the first time. The author has been investigating these issues for exactly 35 years. The results of big practical and scientific importance obtained by the author were published in four summary reports of the Presidium of Russian academy of science (2008, 2010, 2012, 2013) and in the report for the Government of Russian Federation (2012).

Еще

Список литературы Новое направление в радиофизике: фрактально-скейлинговая или масштабно-инвариантная радиолокация

Вопросы перспективной радиолокации // Б.В. Бункин [и др.]. М.: Радиотехника, 2003. 512 с.
Потапов А.А. Фракталы в радиофизике и радиолокации. М.: Логос, 2002. 664 с.
Потапов А.А. Фракталы в радиофизике и радиолокации: топология выборки; изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Университетская книга, 2005. 848 с.
Сергей Михайлович Рытов: жизнь, воспоминания, интервью, записки, стихи, документы / сост. В.М. Березанская, Н.С. Рытова; под ред. А.А. Гиппиуса. М.: ЛЕНАНД, 2012. 552 с.
Oldham K.B., Spanier J. The Fractional Calculus. N.-Y.: Academic Press, 1974. 234 p.
Потапов А.А., Черных В.А. Дробное исчисление А.В. Летникова в физике фракталов. Saarbrücken: LAMBERT Academic Publishing, 2012. 688 с.
Андреев Г.А., Потапов А.А. Миллиметровые волны в радиолокации // Зарубежная радиоэлектроника. 1984. № 11. С. 28-62.
Потапов А.А. Синтез изображений земных покровов в оптическом и миллиметровом диапазонах волн: дис.. д-р физ.-мат. наук: 01.04.03. М.: ИРЭ РАН, 1994. 436 с.
Потапов А.А. Фракталы и хаос как основа новых прорывных технологий в современных радиосистемах / дополнение к кн.: Кроновер Р. Фракталы и хаос в динамических системах; пер. с англ. под ред. Т.Э. Кренкеля. М.: Техносфера, 2006. С. 374-479.
Новейшие методы обработки изображений / А.А. Потапов [и др.]; под ред. А.А. Потапова. М.: Физматлит, 2008. 496 с.
Потапов А.А. Фрактальные модели и методы на основе скейлинга в фундаментальных и прикладных проблемах современной физики // Сб. науч. тр. «Необратимые процессы в природе и технике» / под ред. В.С. Горелика и А.Н. Морозова. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана и Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН. 2008. Вып. II. С. 5-107.
Потапов А.А. Фракталы, скейлинг и дробные операторы в обработке информации (Московская научная школа фрактальных методов в ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, 1981-2011 гг.) // Сб. науч. тр. «Необратимые процессы в природе и технике» / под ред. В.С. Горелика и А.Н. Морозова. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана и Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН. 2012. Вып. IV. С. 5-117.
Гельфанд И.М., Шилов Г.Е. Обобщенные функции и действия над ними. М.: Физматлит, 1958. 440 с.
Шредер М. Фракталы, хаос, степенные законы / пер. с англ. под ред. А.В. Борисова. М.; Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. 528 с.
Гнеденко Б.В., Колмогоров А.Н. Предельные распределения для сумм независимых случайных величин. М.; Л.: Гостехиздат, 1949. 264 с.
Potapov A.A., German V.A. Detection of artificial objects with fractal signatures // Pattern Recognition and Image Analysis. 1998. V. 8. № 2. P. 226-229.
Потапов А.А. Фракталы в радиофизике и радиолокации. Элементы теории фракталов // Радиотехника и электроника. 2000. Т. 45. № 11. С. 1285-1292.
Андреев Г.А., Потапов А.А. Влияние хаотических неровностей поверхности на отраженный импульсный сигнал миллиметровых волн // Радиотехника и электроника. 1986. Т. 31. № 7. С. 1405-1414.
Потапов А.А. Применение модулированных ММВ для формирования и идентификации изображений // Радиотехника. 1989. № 12. С. 61-64.
Дисперсионный метод обнаружения детерминированных объектов на текстурных оптических и радиолокационных изображениях земной поверхности / А.А. Потапов [и др.] // Радиотехника и электроника. 1990. Т. 35. № 11. С. 2295-2301.
Метод выделения контуров протяженных детерминированных объектов в стохастических полях / А.А. Потапов [и др.] // Радиотехника и электроника. 1991. Т. 36. № 11. С. 2240-2242.
Потапов А.А., Колесников А.И. Корреляционные характеристики изображений земной поверхности // Радиотехника и электроника. 1993. Т. 38. № 7. С. 1270-1279.
Потапов А.А., Колесников А.И. Спектральные характеристики изображений земной поверхности // Радиотехника и электроника. 1993. Т. 38. № 10. С. 1851-1862.
Потапов А.А. Исследование влияния растительного покрова на обратнорассеянное поле миллиметровых волн // Радиотехника и электроника. 1991. Т. 36. № 2. С. 239-246.
Павельев В.А., Потапов А.А. Влияние земной поверхности на структуру импульсного сигнала в диапазоне миллиметровых волн // Радиотехника и электроника. 1994. Т. 39. № 4. С. 573-582.
Потапов А.А. Обобщенный коррелятор полей, рассеянных шероховатыми поверхностями // Радиотехника и электроника. 1996. Т. 41. № 7. С. 816-823.
Потапов А.А. Новые информационные технологии на основе вероятностных текстурных и фрактальных признаков в радиолокационном обнаружении малоконтрастных целей // Радиотехника и электроника. 2003. Т. 48. № 9. С. 1101-1119.
Потапов А.А., Соколов А.В. Перспективные методы обработки радиолокационных сигналов на основе фрактальных и текстурных мер // Известия РАН. Сер. Физическая. 2003. Т. 67. № 12. С. 1775-1778.
Потапов А.А. Моя встреча с Б. Мандельбротом // Нелинейный мир. 2007. Т. 5. № 6. С. 402-404.
Потапов А.А. Бенуа Мандельброт (1924-2010) - человек, «преодолевший пропасть размерностей» // Успехи современной радиоэлектроники. 2011. № 3. С. 5-10.
Потапов А.А. Фракталы в радиофизике и радиолокации. Фрактальный анализ сигналов // Радиотехника и электроника. 2001. Т. 46. № 3. С. 261-270.
Потапов А.А., Герман В.А. Применение фрактальных методов для обработки оптических и радиолокационных изображений земной поверхности // Радиотехника и электроника. 2000. Т. 45. № 8. С. 946-953.
Потапов А.А., Герман В.А. О методах измерения фрактальной размерности и фрактальных сигнатур многомерных стохастических сигналов // Радиотехника и электроника. 2004. Т. 49. № 12. С. 1468-1491.
Опаленов Ю.В., Потапов А.А. Стохастические сигналы и преобразование Радона при получении растровых радиолокационных изображений микроволновым цифровым радиолокатором с фрактальной обработкой информации // Радиотехника и электроника. 2000. Т. 45. № 12. С. 1447-1458.
Потапов А.А., Герман В.А. Эффекты детерминированного хаоса и странный аттрактор при радиолокации динамической системы типа растительного покрова // Письма в ЖТФ. 2002. Т. 28. № 14. С. 19-25.
Potapov A.A. The textures, fractal, scaling effects and fractional operators as a basis of new methods of information processing and fractal radio systems designing // Proc. SPIE. 2009. V. 7374. P. 73740E-1-14.
Потапов А.А. Фракталы в радиофизике и радиолокации. Основы теории рассеяния волн фрактальной поверхностью // Радиотехника и электроника. 2002. Т. 47. № 5. С. 517-544.
Потапов А.А. Фрактальный анализ в современных задачах радиолокации и радиофизики // Радиотехника. 2003. № 8. C. 55-66.
Потапов А.А. Синергетические принципы нелинейной динамики и фракталы в разработке новых информационных технологий для современных радиосистем // Радиотехника. 2005. № 8. C. 73-88.
Development and structure of the first etalon dictionary of fractal properties of target classes / A.A. Potapov [et al.] // Electromagnetic Phenomena. 2005. V. 5. № 2(15). P. 107-142.
Потапов А.А. Современное состояние и тенденции развития прорывных фрактальных технологий в радиофизике и радиоэлектронике // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2006. Т. 9. № 3. С. 44-54.
Потапов А.А. К теории функционалов стохастических полей обратного рассеяния // Радиотехника и электроника. 2007. Т. 52. № 3. С. 261-310.
Потапов А.А. Фракталы, скейлинг и дробные операторы как основа новых методов обработки информации и конструирования фрактальных радиосистем // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2008. № 5(77). С. 3-19.
Potapov A.A. The global fractal method and the fractal paradigm in fundamental radar problems // Book of Abstracts Int. Conf. «Dynamics, Bifurcations and Strange Attractors» Dedicated to the Memory of L.P. Shil'nikov (1934-2011). Nizhni Novgorod: Lobachevsky State University of Nizhni Novgorod, 2013. P. 98.
Потапов А.А. Методы обработки малоконтрастных изображений и сверхслабых сигналов интегральными операторами и дробными фрактально-скейлинговыми методами // Сб. «Инновационные разработки Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук». М.: «Репаблика», 2013. С. 15.
Потапов А.А. Фрактальный метод и фрактальная парадигма в современном естествознании. Воронеж: ИПЦ «Научная книга», 2012. 108 с.
Потапов А.А. Топология выборки // Нелинейный мир. 2004. Т. 2. № 1. С. 4-13.
Потапов А.А., Герман В.А. Фрактальный непараметрический обнаружитель радиосигналов // Радиотехника. 2006. № 5. С. 30-36.
Потапов А.А., Герман В.А. Методы фрактальной обработки слабых сигналов и малоконтрастных изображений // Автометрия. 2006. Т. 42. № 5. С. 3-25.
Идеи скейлинга и дробной размерности в схеме фрактального обнаружителя радиосигналов / Ю.В. Гуляев [и др.] // Радиотехника и электроника. 2006. Т. 51. № 8. С. 968-975.
Potapov A.A. On fractal theory in radio engineering, micro- and nanoelectronics // Problems of Non-Linear Analysis in Engineering Systems. 2008. V. 14. № 1(29). P. 165-177.
Потапов А.А. Концепция фрактальных радиосистем и фрактальных устройств: анализ и синтез // Динамика сложных систем. 2008. Т. 2. № 1. С. 11-29.
Опаленов Ю.В., Потапов А.А. Фрактальная радиолокационная радонометрия: Эндоморфизмы радоновских представлений // Electromagnetic Phenomena. 2005. V. 5. № 2(15). P. 143-159.
Избранные вопросы теории и практики линейной и нелинейной радиолокации: в 3-х частях. Ч. I. Линейная радиолокация, 240 с.; Ч. II. Нелинейная радиолокация, 234 с.; Ч. III. Нелинейная радиолокация, 180 с. / А.А. Потапов [и др.]; под ред. А.А. Потапова. М.: 3 ЦНИИ МО РФ, 2014.
О проектировании фрактальных радиосистем. Численный анализ электродинамических свойств фрактальной антенны Серпинского / Ю.В. Гуляев [и др.] // Радиотехника и электроника. 2005. Т. 50. № 9. С. 1070-1076.
Леонов К.Н., Потапов А.А., Ушаков П.А. Использование инвариантных свойств хаотических сигналов в синтезе новых помехоустойчивых широкополосных систем передачи информации // Радиотехника и электроника. 2014. Т. 59. № 12. С. 1209-1229.
Foukzon J., Men'kova E., Potapov A.A. The solution classical feedback optimal control problem for m-persons differential game with imperfect information // Open Journal of Optimization. 2013. V. 2. № 1. P. 16-25.
Подосенов С.А., Потапов А.А., Соколов А.А. Импульсная электродинамика широкополосных радиосистем и поля связанных структур / под ред. А.А. Потапова. М.: Радиотехника, 2003. 720 с.
Foukzon J., Men'kova E., Potapov A.A. The solution classical feedback optimal control problem for m-persons differential game with imperfect information // Open Journal of Optimization. 2013. V. 2. № 1. P. 16-25.
Потапов А.А. Новые виды и методы синтеза динамических фрактальных обнаружителей пространственно-временных сигналов // Электромагнитные волны и электронные системы. 2014. Т. 19. № 2. С. 24-40.
Потапов А.А., Шифрин Я.С., Кузеев Р.Р. Генетические и самоаффинные методы проектирования фрактальных антенн // Антенны. 2014. № 3 (202). С. 25-48.
Потапов А.А. Колебания, волны, структуры и системы на примерах глобального фрактально-скейлингового метода (множества меры нуль, сингулярности, скейлинг, топология выборки, спрайты, джеты, эльфы, мемристоры, осцилляторы, фрактальные лабиринты, робастные антенные решетки и фрактальные обнаружители) // Нелинейный мир. 2014. Т. 12. № 4. С. 3-38.
Potapov A.A. The global fractal method, fractal paradigm and the fractional derivatives method in fundamental radar problems and designing of revolutionary radio signals detectors // Zbornik radova Konferencije MIT - Matematicke i informacione tehnologije (Vrnjackoj Banji od 5. do 9. septembra i u Becicima od 10. do 14. septembra 2013. godine). Kosovska Mitrovica: Prirodno-matematicki fakultet Ulverziteta u Pristini (Serbia), 2014. P. 539-552.
Потапов А.А. Фрактально-скейлинговые методы в радиолокации // Юбилейная НТК ОАО «Концерн «Вега»: Программа и тезисы (Москва, 16-17 октября 2014 г.). М.: ОАО «Концерн «Вега», 2014. C. 9 (см., также, Успехи современной радиоэлектроники. 2015. № 5).
Потапов А.А. Классификационные построения фрактальных радиолокаторов и их систематика // Сб. докл. VIII Всероссийской НТК «Радиолокация и радиосвязь» (Москва, 24 - 26 ноября 2014 г.). М.: ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, 2014. С. 222-226.
Потапов А.А. О фрактальных радиолокаторах и их схемотехнике // Труды восьмой Всероссийской конф. «Необратимые процессы в природе и технике» (Москва, 27-29 января 2015 г.). М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015. Часть I. С. 104-111.
Потапов А.А. Опыт создания и примеры использования глобального фрактально-скейлингового метода в радиофизике, радиолокации и радиотехнике (1980-2015) // Вестник Чувашского университета. 2015. № 1. С. 189-206.
Потапов А.А. Фрактальная радиолокация: промежуточные итоги и новые задачи // Сб. докладов XXI Междунар. НТК «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 14-16 апреля 2015 г.). Воронеж: НПФ «Саквоее», 2015. Т. 2. С. 560-581.
Потапов А.А. Фрактально-скейлинговые или масштабно - инвариантные принципы радиолокации и их применение в РСА, БПЛА И MIMO - системах // III Всероссийская НТК «Перспективы развития РЛС дальнего обнаружения, интегрированных систем и комплексов информационного обеспечения ВКО и комплексов управления и обработки информации (РТИ Системы ВКО - 2015)»: Программа и тезисы (Москва, 28 мая 2015 г.). М.: ОАО «РТИ им. академика А.Л. Минца», 2015. C. 17.
Potapov A.A. Fractals and scaling in the radar: a look from 2015 // Book of Abstracts 8th Int. Conf. (CHAOS' 2015) on Chaotic Modeling, Simulation and Applications (Paris, France, Greece, 26-29 May 2015). Paris: Henri Poincare Institute, 2015.
Потапов А.А. Фракталы и скейлинг в радиолокации: взгляд из 2015 года // Вестник СибГУТИ. 2015. № 2.
Потапов А.А., Ильин Е.М., Чигин Е.П. Размерные и топологические эффекты при фрактально-скейлинговом обнаружении и обработке многомерных сигналов // Вестник СибГУТИ. 2015. № 2.
Потапов А.А. Фрактальный радиолокатор // Вестник РГРТУ. 2015. № 2 (Вып. 51).
Потапов А.А. К проблеме фрактально-скейлинговой или масштабно-инвариантной радиолокации: взгляд из юбилейного 2015 года // Материалы 9-й Междунар. науч. конф. «Хаос и структуры в нелинейных системах. Теория и эксперимент» (Казахстан, Караганда, 18-20 июня 2015 г.). Караганда: Изд. КарГУ им. академика Е.А. Бекетова, 2015.
Потапов А.А. О принципе фрактальной радиолокации «Максимум топологии при минимуме энергии» для принимаемого сигнала // Book of Abstracts Third Int. Scientific Symp. «The Modeling of Nonlinear Processes and Systems (MNPS-2015)» (Moscow, 22-26 June 2015). M.: Янус-К, 2015.
Potapov A.A. New conception of fractal radio device with fractal antennas and fractal detectors in the MIMO - systems // Book of Abstracts Third Int. Scientific Symp. «The Modeling of Nonlinear Processes and Systems (MNPS-2015)» (Moscow, 22-26 June). M.: Янус-К, 2015.
Потапов А.А. Фрактально-скейлинговые или масштабно-инвариантные принципы радиолокации: взгляд из юбилейного 2015 года // Материалы 25-й юбилейной Международной Крымской конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии КрыМиКо' 2015» (Севастополь, 6-12 сентября 2015 г.). Севастополь: Вебер, 2015.
Потапов А.А., Лактюнькин А.В. Частотная функция когерентности пространственно-временного радиолокационного канала формирования изображений анизотропной фрактальной поверхности и фрактальных объектов // Радиотехника и электроника. 2015. Т. 60. № 9.
Потапов А.А. У истоков фрактально-скейлинговой радиолокации (1980-2015) // Радиотехника. 2015. № 9.
Неголономные, фрактальные и связанные структуры в релятивистских сплошных средах, электродинамике, квантовой механике и космологии: в 3-х т. / С.А. Подосенов [и др.]; под ред. А.А. Потапова. М.: Ленанд, 2015. 1200 с.

Еще