Информационно-коммуникационные технологии. Рубрика в журнале - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Методика синтеза одномерно сканирующих антенн на основе модулированных метаповерхностей
Статья научная
В работе описана методика синтеза сканирующих в одной плоскости апертурных антенн вытекающей волны, построенных на основе метаповерхностей с модулированным поверхностным импедансом. Такие антенны состоят из цепочки субволновых резонансных элементарных ячеек, имеющих две степени свободы, одна из которых используется для модуляции импеданса метаповерхности, а вторая для динамического изменения направления излучения вытекающей волны. В качестве примера применения методики была синтезирована антенна на основе металлической гофрированной структуры, позволяющая проводить сканирование в диапазоне углов от 4° до 42° на частоте 27 ГГц и имеющая КНД от 26.4 до 30.1 дБи. Антенны представленного типа позволяют реализовывать одномерное электронное сканирование существенно более простым способом, чем фазированные антенные решетки.
Бесплатно
Методы распознавания микродоплеровских портретов на основе корреляционного вейвлет-анализа
Статья научная
На основе корреляционного анализа предложен метод детектирования доплеровских портретов по априорным данным. Метод реализует структуру специальных компенсирующих доплеровских фильтров анализа скоростного канала в радарных датчиках обнаружения движения и актуален в задачах распознавания образа скоростного доплеровского портрета. Обозначена проблематика классического коррелятора. Приведены примеры с результатами корреляций как на простых, так и на приближенных к реальным прототипам сигналах. Продемонстрирована работа вейвлетных фильтров-корреляторов на основе шаблона пользовательского вейвлета в сравнении с классическим коррелятором.
Бесплатно
Модель автоматизированного распределения в задаче группового преследования с защитниками
Статья научная
В настоящей статье рассматривается компьютерная модель квазидискретной игры группового преследования. В которой присутствуют преследователи, цели и защитники. В моделях статьи задачей преследователей является достижение статических целей. Достижение одной цели возможно несколькими преследователями в разное время. Задачей защитников является поражение преследователей. Выигрышем для преследователей можно считать достижение хотя бы одним из них своей цели. Выигрышем для защитников считается поражение всех целей. Для защитников количество преследователей не является определенным. В модели статьи формируется единая среда обнаружения преследователей. Единая среда обнаружения есть результат теоретико- множественных операций над точками пространства. В моделях статьи единая среда обнаружения является односвязным множеством. В случае многосвязных множеств были бы предложены алгоритмы моделей с иной логикой. Преследователь считается обнаруженным, если входит в данную область. Назначение обнаруженному преследователю защитника цели производится по нескольким оптимизационным критериям. Защитник может назначаться из предполагаемого времени достижения. В одной из реализаций модели это минимальное время из выборки для данного защитника. Как вариант фактора оптимизации, защитник для преследователя может выбираться по минимальному расстоянию до него. В статье также рассматриваются варианты локализаций защитников в одной точке. В статье к рассмотрению предлагается четыре модели. Модель группового преследования с оптимизацией по предполагаемому времени достижения преследователей защитниками. Модель группового преследования с оптимизацией по начальному расстоянию от момента обнаружения преследователей защитниками. Разработаны дополнительные алгоритмы вышеописанных моделей, учитывающих ограничения нахождения защитников в одной локации. Рассматривается различие алгоритмов в случае наличия или отсутствия информации для защитников о количестве преследователей, их целях и т.д. Результаты, полученные в статье, могут быть востребованы разработчиками робототехнических комплексов с автономным управлением. В идеале виделось бы следующее. Группа преследователей и группа защитников (каждый участник имеет свой алгоритм действий) имели бы свою программную среду, где каждый участник выполняет свою задачу, руководствуясь правилами. То есть данная программная среда напоминает сетевую игру стратегии реального времени.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены вопросы классификационного выбора предпочтительных алгоритмов распараллеливания (с минимальным временем выполнения), реализованных в инструментальных средствах разработки параллельных программ для многоядерных (многопроцессорных) вычислительных систем с общей памятью, на основе собираемой обучающей статистической информации параметров выполнения циклов, предыдущих запусков программы. Классификационное (решающее) правило отбора предпочтительного алгоритма в процессе обучения может строиться только на основе информации из обучающей выборки предыдущих запусков. Эта информация должна не просто запоминаться, а обобщаться и преобразовываться в образ, наиболее похожий на новый распознаваемый образ, характеризующий неизвестный программный цикл. С этой целью в статье приведены три методики, позволяющие на основе математического аппарата теории вероятностей последовательно собирать и преобразовывать обучающие выборки под каждый циклический участок программы к виду образа (конечного профиля проекта), обеспечивающего функциональную связь между количеством итераций текущего цикла и предпочтительным алгоритмом распараллеливания. Полученная зависимость дает возможность производить автоматический выбор предпочтительного алгоритма распараллеливания на основе классификационного отбора по входному параметру (количества итераций) цикла в сформированном профиле проекта, состоящем из совокупности кортежей предпочтительных алгоритмов распараллеливания. Целью данной статьи является оценка влияния времени выполнения распараллеленных циклических участков целевой программы с применением предлагаемого метода автоматизированного выбора предпочтительных алгоритмов при многопоточном параллельном выполнении программы в многоядерных (многопроцессорных) ПЭВМ на показатели результатов имитационного моделирования боевых действий.
Бесплатно
Некоторые особенности современной концепции интернета вещей
Статья научная
Даны анализ и направления развития теории и практики разработки информационной технологии мониторинга параметров окружающей воздушной среди на базе современной концепции интернета вещей с учетом априорной неопределенности источников информации. Изучены принципы создания технологических решений и направлений развития систем мониторинга окружающей среды промышленных зон, обоснована целесообразность построения математических моделей, методов и алгоритмов коммуникационных протоколов беспроводных сетей связи WSN со случайным доступом и соответствующих информационных технологий мониторинга для обеспечения высокой производительности, качества и длительности их функционирования.
Бесплатно
Обобщённая методика исследования информационных свойств каналов и систем распознавания
Статья научная
В работе предложена обобщённая методика исследования информационных свойств каналов и систем распознавания, применимая для анализа комплексных систем распознавания. Применение методики показало, что при объединении разнородных каналов для распознавания эффективно использование не только прямой, но и косвенной информации о принадлежности объекта к классам в алфавите окончательных (общих) решений. Объединение каналов с основной и косвенной информацией увеличило количество получаемой информации на 10-40 %.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена разработке способа двухканальной обработки дискретной последовательности сигналов с линейной частотной модуляцией для обнаружения малоразмерной подвижной подводной цели и для оценки ее радиальной скорости. Приведены математические формулы, обосновывающие подход к разработке данного метода. Представлена структурная схема устройства обработки такой последовательности сигналов.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье описаны результаты исследования возможности использования модели 10-мегабитной сети Ethernet для оценки эффективности режима детерминированного доступа к среде передачи в звукоподводной сети Ethernet.
Бесплатно
Пеленгации точечных источников шумовых излучений
Статья научная
Исследуется разрешающая способность двух разновидностей систем комбинированной пеленгации точечных источников независимых шумовых излучений при неидентичных характеристиках каналов приема. Показаны преимущества комбинирования методов пеленгации, не использующих информацию об эффективном ранге корреляционной матрицы выходных сигналов каналов приема ФАР. Даны практические рекомендации по построению систем комбинированной пеленгации на основе адаптивных решетчатых фильтров.
Бесплатно
Статья научная
Основное внимание уделено глобальному и региональному подходу к изучению пространственного распределения динамических характеристик фитопигментов в океане и на суше. Показаны результаты спутниковых исследований. Найдены квазистационарные зоны по динамике фитопигментов в океане и на суше. Найденные зоны отражают динамику глобальных биологических, гидрологических и климатических процессов. Предлагается развитие методов дистанционного зондирования с применением многоуровневых систем оптического спектрального мониторинга.
Бесплатно
Синтез метода скрытого самонаведения пары перехватчиков на воздушную цель
Статья научная
В данной статье на основе концепции обратных задач динамики приведён синтез метода скрытого самонаведения пары перехватчиков в составе атакующего истребителя и беспилотного летательного аппарата - постановщика активных помех на воздушную цель. Решение данной задачи обусловлено, с одной стороны, требованием повышения эффективности радиоэлектронного подавления бортовых радиолокационных систем противника в интересах обеспечения скрытого самонаведения перехватчика на него, с другой стороны, возникновением непреднамеренных помех на входе приёмника «своей» бортовой радиолокационной системы, приводящих к снижению эффективности её работы, при работе станции активных помех на излучение. Снижение уровня непреднамеренных помех достигается при реализации приведённого метода за счёт управления пространственным положением беспилотного летательного аппарата-постановщика активных помех относительно атакующего истребителя. Кроме того, в статье приведены результаты моделирования процесса наведения пары перехватчиков на воздушную цель, которые свидетельствуют, во-первых, о возможности реализации данного метода, во-вторых, о его эффективности.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье синтезирован оптимальный алгоритм распознавания типового состава групповой воздушной цели на основе калмановской фильтрации и нейронной сети, обеспечивающий постоянство вероятности распознавания типового состава групповой воздушной цели не ниже заданной при различном характере ее полета.
Бесплатно
Синтез фильтра фазокодоманипулированных сигналов с минимальным уровнем боковых лепестков
Статья научная
В статье показана возможность обнаружения воздушных объектов с помощью макета кластера радиолокационной станции вертикального зондирования (РЛС ВЗ) с проведением натурных испытаний и оценкой достижимых характеристик обнаружения. В макете в качестве зондирующего сигнала применялся 13-элементный код Баркера. Принятый сигнал сжимается в согласованном фильтре приемного устройства, в результате чего вокруг основного отклика формируются боковые лепестки. Количество боковых лепестков N - 1, где N - число дискрет ФКМ-сигнала. Боковые лепестки имеют одинаковую амплитуду и треугольную форму, а их уровень в N раз меньше уровня основного отклика [1, 2]. Наличие боковых лепестков нежелательно по причине возможного маскирования сигнала, отраженного от цели с малой эффективной площадью рассеяния (ЭПР), боковыми лепестками сигналов, отраженных от цели с большой ЭПР, что зачастую наблюдается в зоне отражений от местных предметов. Таким образом, существует риск, что цель с малой ЭПР не будет обнаружена приемником. Кроме того, боковые лепестки вносят вклад в увеличение уровня шумов при обнаружении цели в области отражений от местных предметов, гидрометеообразований и т.п. Учитывая это, в макете для значительного уменьшения уровня боковых лепестков было разработано и применено устройство подавления боковых лепестков (УПБЛ) с использованием инверсных фильтров [3]. В предлагаемом УПБЛ используется обратная фильтрация с помощью цифровых фильтров, благодаря чему боковые лепестки сжатого в приемнике радиолокационного импульса теоретически могут быть полностью устранены, а в практическом случае происходит значительное подавление боковых лепестков.
Бесплатно
Статья научная
Интеллектуальные системы прогнозирования вырабатываемой электроэнергии массивом солнечных панелей повышают эффективность солнечной электростанции и, таким образом, актуальны в соответствии с пунктом 20А Стратегии научно-технологического развития РФ. Вырабатываемая массивом солнечных панелей электроэнергия имеет сложную нелинейную динамику с неопределенностями, обусловленными изменением облачности. В связи с этим идентифицировать систему прогнозирования вырабатываемой электроэнергии массивом солнечных панелей классическими методами с заданной точностью нельзя, в то время как нейросети обеспечивают требуемую точность. Системы прогнозирования вырабатываемой электроэнергии массивом солнечных панелей на основе нейросетей в сравнении с традиционными методами обеспечивают требуемую точность прогноза, способствуя безопасному и эффективному управлению электрическими сетями, интегрирующими солнечные электростанции. В условиях неопределенности на основе модифицированной нечеткой нейросети, обеспечивающей средствами рекуррентных нейронов и механизма внимания эффективное формирование и передачу скрытого представления информации как сигнала выходного слоя скрытых рекуррентных нейронов глубоких нейросетей, на основе выходов которых алгоритмом нечетко-возможностной свертки генерируется прогнозируемое значение вырабатываемой электроэнергии массивом солнечных панелей. Модифицированная нечеткая нейросеть эффективно выделяет на основе архивных данных существенные функциональные аспекты прогнозирования вырабатываемой электроэнергии массивом солнечных панелей, включая аспекты идентификации облачности часа. Полученные результаты экспериментального моделирования системы прогнозирования на сутки вперед вырабатываемой электроэнергии массивом солнечных панелей на основе модифицированной нечеткой нейросети демонстрируют ее робастность и снижение среднеквадратичной ошибки прогноза в среднем в три и шесть раз в сравнении с рекуррентными нейросетями и стандартной моделью авторегрессии скользящего среднего в условиях неопределенности.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье представлен оптимальный способ обработки кодовых последовательностей в условиях белого шума и окрашенного белого шума. Для каждого из этих случаев получены выражения для оптимальных оценок. В качестве критерия оптимальной оценки выбран критерий минимума дисперсии.
Бесплатно
Статья научная
Формирование облика гидроакустической системы и части подсистемы сбора и обработки информации традиционно представляет собой процесс выбора типовых процедур, обеспечивающих построение системы с требуемыми параметрами [1]. Однако методология применения типовых проектных решений и процедур позволяет собрать отдельные компоненты системы, но не саму систему. Система формируется в результате целенаправленной реализации системных отношений между компонентами, т.е. в результате целенаправленной организации их функционирования, взаимодействия или, точнее, организации процедур сбора и обработки информации. В настоящее время не существует в полной мере достаточных типовых проектных решений и процедур, методик, позволяющих обеспечить системную организацию сбора и обработки информации. Создание таких процедур в определенной степени является уделом разработчика или оператора построения системы и в существенной степени базируется на его опыте и интуиции. В связи с этим наибольший интерес с точки зрения предмета исследований данной научной статьи представляет именно организация сбора и обработки информации о подводной обстановке.
Бесплатно
