ОБОРУДОВАНИЕ
Предложен облик и основные архитектурные концепции построения распределенной аппаратной и информационно-вычислительной среды авиационных комплексов шестого поколения. Раскрыто содержание характеристик и принципов построения комплекса бортового оборудования (КБО) шестого поколения. Показано, что основными принципами КБО шестого поколения являются централизованная архитектура интегрированной информационно-управляющей среды, высокоинтеллектуальная эргатическая кабина на основе экспертных систем, унифицированная «базовая» часть модулей КБО, а также помехозащищенная сетецентрическая система связи с использованием интернет-технологий. Определены основные приоритеты создания КБО шестого поколения: аппаратурная интеграция элементов КБО и летательных аппаратов, централизованная архитектура информационно-управляющей вычислительной системы, широкое применение самообучающихся экспертных систем, сетецентрическая система связи с использованием интернет-технологий, самообучающаяся экспертная система самостоятельного принятия решений, построение высокоинтеллектуальной эргатической кабины, максимальная унификация элементов КБО.
ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ И ИЗОБРАЖЕНИЙ
Внедрение широкополосных технологий в радиолокационных системах гражданского и специального назначений, а также появление программных пакетов электродинамического моделирования, обеспечивающих расчет радиолокационных характеристик, обусловливают актуальность исследований, ориентированных на анализ высокодетальных дальностных портретов в задаче автоматического распознавания наблюдаемых объектов. Традиционно для построения и визуализации дальностных портретов используется метод Фурье-анализа, однако в силу выраженной лепестковой структуры получаемых результатов его применение для идентификации близкорасположенных центров рассеяния (ЦР) ограничено. Успешной альтернативой Фурье-анализу являются методы сверхразрешения, основанные на спектральном оценивании и анализе собственных значений автокорреляционной матрицы данных. В статье предложена методика выделения доминирующих ЦР в составе дальностного портрета объекта, основанная на методе сверхразрешения MUSIC. Методика обеспечивает возможность идентификации ЦР, находящихся в одном элементе разрешения, и позволяет получать оценки их интенсивностей и дальностей, а также радиолокационной длины объекта, являющихся информативными признаками (ИП) для автоматического распознавания. Для демонстрации возможностей разработанной методики были смоделированы частотные характеристики двух схожих по геометрической конфигурации малоразмерных (относительно величины элемента пространственного разрешения) тестовых объектов, построены их псевдодальностные портреты и получены количественные оценки ИП. Также исследована устойчивость рассчитываемых ИП к белому шуму.
РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС
Рассмотрен пример построения системы подавления боковых лепестков антенны радиолокатора на основе одноканального адаптивного компенсатора помех. Определены требования к антенне, входящей в систему подавления боковых лепестков. Проведен анализ антенн, обычно применяемых в системе подавления боковых лепестков, и обоснован выбор использования активной фазированной антенной решетки (АФАР) в качестве антенны компенсатора помех. Для соблюдения предъявляемых требований диаграмма направленности антенны компенсатора помех была сформирована путем применения итерационного метода синтеза антенн. Приведены результаты моделирования и проведен их анализ. Система подавления боковых лепестков на основе АФАР со сформированной диаграммой направленности устраняет преднамеренную шумоподобную или импульсную помеху в любом направлении боковых лепестков антенны радиолокационной системы.
В статье обсуждаются пути совершенствования и принципы построения специализированных вычислителей, обеспечивающих управление и обработку сигналов в мобильных и стационарных загоризонтных радиолокационных системах. Представлен краткий обзор истории развития загоризонтной радиолокации. Рассматриваются потенциальные возможности аппаратуры, демонстрирующие перспективы создания вычислителей на базе аппаратной платформы «Грифон» с высокими параметрами и минимальными массогабаритными характеристиками. Подробно описаны структура и принципы построения математического обеспечения вычислителей. Предложены алгоритмы, обеспечивающие повышение эффективности обработки сигналов с учетом структуры электромагнитных полей, образующейся при распространении волн в ионосфере. Приводятся сравнительные характеристики предлагаемых алгоритмов, которые могут быть использованы для оптимизации трактов обработки сигналов и объема цифровой аппаратуры.
МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ
Рассматривается математическая модель радиометки системы радиочастотной идентификации (RFID) на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Математическая модель описана как импульсная характеристика электрической цепи. Проведен анализ факторов, влияющих на отклик радиометки на ПАВ. Разработана программасимулятор приема отклика радиометки. Зондирование радиометки производилось простым сигналом и сигналом, фазоманипулированным кодом Баркера. Оценено влияние на прием таких факторов, как температурное воздействие, погрешность вносимого фазового сдвига в каждый кодовый символ, неравномерность амплитуд откликов каждого кодового символа. Приведены результаты влияния каждого фактора на прием. Выявлен оптимальный уровень порога для каждого вида зондирующего сигнала. Установлено, что неравномерность амплитуд откликов по-разному влияет на прием при зондировании простым и сложным сигналом. Приведены рекомендации по учету влияния каждого фактора при приеме и обработке сигнала.
В статье рассматривается возможность построения высокоскоростной объектовой локальной сети, в основе которой лежит новая отечественная высокопроизводительная кластеризованная бортовая вычислительная платформа на базе 64-разрядного процессора «Эльбрус» – ВС-3416 с применением оригинальной высоконадежной физической среды. Повышение надежности оптической объектовой локальной сети обеспечивается автоматическим восстановлением ее работоспособности при возникновении однократных разрывов линий связи за счет дублирования линий передачи по длинам волн (волнового уплотнения), а не дублирования волокон, как в традиционных сетях. Приводится аналитическая модель для оценки показателей надежности предлагаемой отказоустойчивой волоконно-оптической кольцевой сети с волновым разделением, дублированием волновых каналов и самовосстановлением. Применение кольцевой оптической сети позволяет обеспечить симметрию пропускной способности направлений передачи, увеличить скорость передачи за счет применения принципа волнового уплотнения.
ИЗМЕРЕНИЯ
НАДЕЖНОСТЬ
РАДИОЭЛЕКТРОНИКА В МЕДИЦИНЕ
УПРАВЛЕНИЕ, ОРГАНИЗАЦИЯ И ЭКОНОМИКА
ISSN 2686-7680 (Online)