Пособие содержит 16 глав по основополагающим разделам теории сигналов: сигналы и их основные характеристики, динамическое, корреляционное и геометрическое представление сигналов, представление сигналов ортогональными функциями, спектральное представление периодических и непериодических сигналов, вейвлет-преобразования сигналов, модулированные сигналы и случайные процессы, дискретные сигналы, дискретное и быстрое преобразования Фурье и вейвлет-преобразования последовательностей, кепстральный анализ и др. В каждой из 16 глав даны краткие теоретические сведения в объеме, необходимом для решения приводимых примеров и упражнений. Книга содержит 132 примера и 252 упражнения (с ответами). В качестве средства создания иллюстрационных примеров использованы широко распространенные системы компьютерной математики: Mathcad и MATLAB. Предлагаемое пособие предназначено для практических и самостоятельных занятий, для расчетно-графических заданий, а также для занятий в рамках модульно-рейтинговой системы образования.

Упругие волны, генерируемые при контактном взаимодействии, рассматриваются как источник информации о процессе деформации и разрушения в зоне контакта. Развита методика численного анализа упругих волн на основе обработки зависимостей от времени таких величин, как компоненты скорости, давление и интенсивность напряжений, регистрируемых в определенной точке тела. Показано, что вследствие динамической природы процесса трения для анализа регистрируемых сигналов даже в установившемся режиме, помимо преобразования Фурье, необходимо применять средства частотно-временнуго анализа.

Обобщен опыт исследований физических эффектов в диссипативных структурах методами обработки изображений. в том числе с применением преобразования Фурье. Исследованы диссипативные структуры в аморфных и нанокристаллических пленках. Рассмотрено моделирование процессов взрывной кристаллизации и формирующихся атомных структур. Предназначена для специалистов в области материаловедения и физики конденсированного состояния. Может быть полезна аспирантам и студентам, интересующимся электронной микроскопией.

В издании рассмотрены практические аспекты применения цифровой обработки сигналов (ЦОС), особое внимание уделено их реализации, просчетам и диагностике. Основы ЦОС представлены на практических примерах, с подробными разъяснениями и минимумом формул. Использование ЦОС изложено в аспекте применения в различных областях промышленности — от управления процессом до техники связи. Книга будет полезна инженерам систем управления и систем связи, электротехникам, инженерам по электронике и мониторингу текущего состояния систем, а также другим техническим специалистам.

В книге изложены основы теории цифровой обработки сигналов. Акцент сделан на доступности изложения материала и объяснении методов и алгоритмов так, как они понимаются при практическом использовании. Цель книги — практический подход к цифровой обработке сигналов, позволяющий преодолеть барьер сложной математики и абстрактной теории, характерных для традиционных учебников. Изложение материала сопровождается большим количеством примеров, иллюстраций и текстов программ (которые вы также можете найти на прилагаемом CD). Книга предназначена научным работникам и инженерам, желающим применять методы цифровой обработки в различных технических сферах. Рекомендуется аспирантам и студентам, изучающим цифровую обработку сигналов.

Рассмотрены основные характеристики рассеянного и собственного радиотеплового излучения природных сред. Дан анализ электродинамических моделей различных поверхностей Земли и окружающей атмосферы. Разработаны модели радиотехнических сигналов и их статистических характеристик в области регистрации антенными системами. Изложены основы теории оптимальной пространственно-временной обработки рассеянных полей и полей собственного радиотеплового излучения. Сформулированы принципы построения и алгоритмического обеспечения современных активных, пассивных и комплексных активно-пассивных радиотехнических систем дистанционного зондирования, а также интерпретации получаемых с их помощью экспериментальных данных. Приведены алгоритмы оптимальных и квазиоптимальных измерений электрофизических параметров поверхностей и атмосферы при активном, пассивном и комплексном активно-пассивном дистанционном зондировании. Даны алгоритмы оценки предельных погрешностей измерений этих параметров. Представлены решения ряда задач картографирования и селекции целей с использованием классического и модифицированного методов синтеза апертуры антенны. Рассмотрены особенности применения атомарных функций и весовых окон Кравченко-Рвачева при обработке изображений. Для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов старших курсов, занимающихся задачами дистанционного зондирования и радиолокации.

Рассмотрены широко распространенные алгоритмы цифровой обработки сигналов, а также особенности их реализации на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) фирмы Xilinx®. Приведены примеры реализации цифровых узлов на языке описания аппаратуры VHDL, описание основных алгоритмов, анализ технических характеристик современных ПЛИС. Описан порядок работы в САПР ISE™. Для инженерно-технических работников, проектирующих цифровые устройства обработки сигналов, будет полезна студентам и аспирантам.

Рассмотрены информационные приемо-передающие системы, особенность которых состоит в апостериорной обработке многомерных (по числу передающих и приемных пространственных каналов) результатов наблюдения (измерений). Предложены новые непрерывные математические модели многомерных сигналов и систем, учитывающие характеристики приемной и передающей антенн и параметры электродинамической связи объектов наблюдения. Исследованы информационные возможности и особенности применения таких систем при измерении параметров электродинамической связи объектов, при наблюдении объектов, находящихся в средах с потерями, и измерении рассеяния характеристик радиолокационных объектов. Для широкого круга радиоинженеров и научных работников, будет полезна студентам и преподавателям высших учебных заведений радиотехнических специальностей.

Книга посвящена как теоретическим, так и прикладным аспектам создания аналого-цифровых систем обработки сигналов. Рассматриваются вопросы аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования, даются основы цифровой обработки сигналов, цифровой фильтрации, спектрального анализа. Отдельная глава посвящена вопросам конструирования, таким как компоновка устройства, разводка печатных плат, передача сигналов по высокоскоростным интерфейсам, сопряжение цифровых и аналоговых блоков устройства.

В монографии излагаются математические основы теории и методология обнаружения и определения параметров коротких зашумленных гармонических модулированных по амплитуде сигналов, содержащих в общем случае нецелое количество периодов. Описываются предложенные и защищенные патентами России способы определения частоты и временной задержки сигналов, основанные на нетрадиционной комбинации нескольких методов цифровой обработки: авто- и кросскорреляции, передискретизации, сплайн-аппроксимации в сочетании с итерационным процессом вычисления, обеспечивающие значительное увеличение точности определения параметров коротких сигналов. Предлагаются способы компенсации структурно-детерминированных помех и уменьшения флуктуационного шума при цифровой обработке спутниковых ЛЧМ-сигналов. Рассматриваются примеры аппаратной реализации систем цифровой обработки коротких сигналов: система реального времени контроля параметров спутниковых радиолокационных ЛЧМ-сигналов, использующая ПЛИС и быстродействующий сигнальный процессор, система цифровой обработки эхо-сигналов импульсных спектрометров ЯМР. Описываются защищенные патентами и реализованные аппаратно в ПЛИС устройства для цифровой обработки сигналов. Книга предназначена для специалистов в области проектирования и применения систем цифровой обработки сигналов. Она может быть полезна студентам, проходящим подготовку по направлениям 230100 «Информатика и вычислительная техника», 231000 «Компьютерная инженерия», студентам других специальностей и аспирантам, изучающим вопросы цифровой обработки сигналов.

В книге подробно изложена теория операционного анализа линейных динамических систем и их оптимизация. Широко освещены применения двусторонних преобразований Лапласа, интегралов Лебега и Стильтьеса, разложение в ряды Тейлора, а также спектральные представления при изучении характеристик действительных и комплексных систем. Отдельная глава посвящена операционному анализу систем радиолокации и связи. Книга рассчитана на инженеров, конструкторов, научных работников, занимающихся вопросами исследования систем автоматического управления, а также может быть использована студентами соответствующих специальностей.

Дается обобщение методов анализа дискретных (цифровых) сигналов, методов анализа и синтеза цифровых фильтров. Известные методы дополнены оригинальными. Рассматриваются практические аспекты применения цифровых фильтров. Монография рассчитана на инженеров и исследователей в области радиотехники, может быть полезна преподавателям и студентам старших курсов радиотехнических специальностей. Методическая обработка материала базируется на многолетнем опыте чтения соответствующей учебной дисциплины в вузе.

Излагаются вопросы, включающие описание моделей сверхширокополосных сигналов, синтеза и анализа алгоритмов обнаружения и измерения информационных параметров в условиях помех и априорной неопределенности, принципов радиоэлектронной разведки, включая высокоточное местоопределение источников излучения, и радиоэлектронного подавления сверхширокополосных и узкополосных радиосистем, а также способов аппаратурной и программной реализации соответствующих радиоэлектронных устройств. Для студентов и аспирантов радиотехнических специальностей, инженеров и научных работников, связанных с проектированием и эксплуатацией радиоэлектронных средств.

Описаны правила применения программы SystemView, предназначенной для моделирования аналого-цифровых устройств обработки сигналов, заданных функциональными схемами. Программа позволяет из стандартных «кубиков» создать функциональную схему, привлекая многочисленные библиотеки общего и специального назначения. Возможно использование иерархических структур и моделей, созданных в математической программе Matlab. Имеются средства обработки результатов моделирования, их отображения и документирования, создания автономно моделируемых модулей генерации кода на языке Си++ и динамически подсоединяемых библиотек. По завершении моделирования цифрового устройства данные о его структуре могут быть переданы программе синтеза ПЛИС. Изложение правил работы с программой иллюстрируется примерами. Для инженерно-технических работников, занимающихся разработкой и исследованием аналоговых и цифровых систем обработки информации, аспирантов и студентов.

В монографии рассматриваются многомерные многоскоростные системы, которые используются для обработки ММ цифровых сигналов. Монография является первым систематическим изложением теории и методов неразделимой обработки ММ сигналов на русском языке, в ней приводится все необходимое для разработки ММ многоскоростных систем, начиная с фундаментальных результатов из теории цифровой обработки ММ сигналов, и заканчивая алгоритмами и программным/аппаратным обеспечением для ММ многоскоростных систем. Важной чертой монографии является применение математических пакетов MATLAB, MAPLE, Singular и др., а также программ, написанных на языке С, на протяжении всего изложения. Приведены результаты реализации разработанных неразделимых операторов на основе процессоров общего назначения, сигнальных процессоров фирмы Texas Instruments и графических процессоров (GPU) фирмы nVidia.

Монография содержит основные положения теории цифровой обработки сигналов и результаты ее практического использования в системах и устройствах различного назначения. Работа написана на базе лекций по цифровой обработке сигналов, прочитанных автором в течение многих лет, и содержит описания некоторых оригинальных алгоритмов и научно-технических решений, полученных при выполнении НИОКР в Научно-конструкторском бюро цифровой обработки сигналов Южного федерального университета. Книга рассчитана на научных работников, аспирантов и студентов высших учебных заведений, специализирующихся в области цифровой обработки сигналов разной физической природы.

Данная монография - первый том серка книг, подготавливаемых в НПФ «МИКРАН» и посвященных аппаратным измерениям на СВЧ. Кроме данного тома, планируется подготовить издания, посвященные панорамным генераторам СВЧ, анализаторам цепей СВЧ, анализаторам сигналов СВЧ и анализаторам флуктуации СВЧ. В данной книге представлены теоретические концепции и методы, используемые при разработке и анализе измерительных приборов СВЧ и интерпретации результатов измерений. Для инженеров, работающих в области разработки, создания и метрологии измерительных приборов СВЧ; разработчиков СВЧ-блоков радиотехнических систем; научных работников и аспирантов, занятых экспериментально-теоретическим исследованием элементов СВЧ-техники; разработчиков и изготовителей антенной техники СВЧ, а также студентов соответствующих специальностей.

Полагается, что внешнее вынуждающее воздействие синхронизирует природно-климатические процессы и проявляется в сходстве их существенных признаков. Вводятся ортогональные составляющие процессов, отличающиеся совпадением и несовпадением существенных признаков. Отношения между составляющими можно интерпретировать как приток энергии от Солнца и как сток энергии. Для вычисления составляющих разработаны алгоритмы на основе преобразования Фурье в базисе тригонометрических функций. Теория применена для декомпозиции рядов чисел Вольфа и температуры с 818 метеостанций Северного полушария Земли в интервале с 1955 по 2010 г. Новый подход характеризует проявления вынуждающей силы и соответствует известным представлениям о природно-климатических процессах, поэтому является информативным, непротиворечивым и пригодным для анализа рядов наблюдений.

В книге рассматриваются основные разновидности адаптивных фильтров и их применение в радиотехнических системах и системах связи. Дается представление о математических объектах и методах, используемых в теории адаптивной фильтрации сигналов. Рассматриваются приемы получения вычислительных процедур, сами процедуры и свойства таких алгоритмов адаптивной фильтрации, как алгоритмы Ньютона и наискорейшего спуска, алгоритмы по критерию наименьшего квадрата, рекурсивные алгоритмы по критерию наименьших квадратов и их быстрые (вычислительно эффективные) версии; рекурсивные алгоритмы по критерию наименьших квадратов для многоканальных фильтров и их версии для обработки нестационарных сигналов, а также многоканальные алгоритмы аффинных проекций. Дано описание стандартных и нестандартных приложений для моделирования адаптивных фильтров на современных языках программирования MATLAB, Lab VIEW и System Vue, а также реализаций адаптивных фильтров на современных цифровых сигнальных процессорах отечественного и зарубежного производства. Особенностью книги является изложения теоретических материалов для наиболее общего случая — адаптивных фильтров с комплексными весовыми коэффициентами, наличие разделов по многоканальным адаптивным фильтрам и алгоритмам адаптивной фильтрации нестационарных сигналов. Книга является первым систематическим изложением теории адаптивной фильтрации на русском языке. Она предназначена для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов радиотехнических и связных специальностей, изучающих и использующих на практике цифровую обработку сигналов и, в частности, адаптивную фильтрацию сигналов.

Книга основана на 25-летнем опыте работы Танг Т.Чан в области высокоскоростной цифровой обработки сигналов и компьютерных систем, а также на его курсах по проектированию цифровых и аналоговых систем в Университете Раиса (Техас, США). Издание содержит практические советы для инженеров по экономичному конструированию, системному моделированию и эффективной практике проектирования цифровых и аналоговых систем. В книге приведены примеры проектирования аудио-, видео- и аналоговых фильтров, памяти DDR и блоков питания. Книга предназначена для студентов старших курсов и аспирантов, исследователей и профессионалов в области обработки сигналов и системного проектирования.

С использованием оптической и растровой электронной микроскопии, а также микро- и наноиндентирования исследованы особенности модификации структуры по поперечному сечению, а также свойства стали 12Х1МФ, подвергнутой ионно-лучевой обработке пучком ионов циркония. Показано, что модификация происходит по всему поперечному сечению облученного образца толщиной 1 мм. Данные о структурных изменениях использованы при исследовании изменения механических свойств при статическом и циклическом нагружении образцов после облучения. Особое внимание уделяется анализу результатов оценки деформации методом корреляции цифровых изображений.The peculiarities of structural modification and properties of 12Cr1MoV steel subjected to zirconium ion beam treatment were studied by optical microscopy, scanning electron microscopy, and micro- and nanoindentation. It is shown that the modification covers the entire cross-section of the irradiated specimens to a depth of 1 mm. The data on irradiation-induced structural changes are used to interpret the changes in mechanical properties of the irradiated specimens under static and cyclic loading. Particular attention is given to analysis of strain estimation by the digital image correlation method.

The structure and properties of 12Cr1MoV steel irradiated with a zirconium ion beam were studied by optical microscopy, scanning electron microscopy, and micro- and nanoindentation. It is shown that the modification covers the entire cross-section of the irradiated specimens to a depth of 1 mm. The data on irradiation-induced structural changes are used to interpret the changes in mechanical properties of the irradiated specimens under static and cyclic loading. Particular attention is given to analysis of strain estimation by the digital image correlation method.

В книге рассматривается элементная база для обработки непрерывной информации: операционные усилители, умножители аналоговых сигналов, компараторы и преобразователи напряжения в частоту. Основное внимание уделено получению максимально возможных характеристик таких устройств по точности и быстродействию. Для специалистов в области проектирования подобных устройств, инженеров и научных сотрудников-микросхемотехников, а также студентов.

Изложены методы расчета и проектирования фазированных антенных решеток (ФАР), активных ФАР, радиооптических АР, антенн с синтезированной апертурой, ФАР миллиметрового диапазона волн и других антенных систем с обработкой сигнала. Рассмотрены решетки с различными излучателями и геометрией, способами возбуждения и управления. Для студентов радиотехнических специальностей, а также для инженеров и научных работников, занимающихся проектированием и разработкой ФАР.

В монографии изложены теоретические и экспериментальные результаты оптимальной, адаптивной и комбинированной обработки при приеме радиолокационных сигналов в условиях помех; экспериментальные данные о вторичном излучении воздушных объектов; проанализирована возможность решения задачи их распознавания путем математического моделирования; рассмотрены методы распознавания объектов и идентификации их изображений, а также предложены алгоритмы для распознавания объектов и идентификации этих изображений: показана применимость PC А с синтезированной апертурой сверхвысокого разрешения при обнаружении малозаметных наземных объектов; дана оценка эффективности применения шумоподобных сигналов с большой базой для их обнаружения и распознавания; представлены результаты функционирования бистатических цифровых низкочастотных видеолокаторов с оптической и радиосинхронизацией передачи и приема сигналов, а также результаты их испытаний при радиозондировании толщ морских льдов в Антарктиде и Северном Ледовитом океане. Монография предназначена для научных работников, инженеров и преподавателей вузов, специализирующихся по проблеме обнаружения и распознавания воздушных и наземных объектов.

Даны анализ и применение разнообразных методов выделения и приема слабых радиолокационных сигналов от малоконтрастных воздушных и наземных объектов в декаметровом, метровом, сантиметровом и миллиметровом диапазонах радиоволн в пределах прямой видимости и за горизонтом, а также сигналов собственного теплового излучения объектов на фоне пассивных помех; описаны тенденции научных исследовании и разработок в области современной отечественной радиолокации; представлены результаты сравнения методов обработки радиолокационных сигналов, как оптимальных, так и нетрадиционных (обработка на несущей частоте в диапазоне миллиметровых радиоволн, фрактальная, с применением преобразования Радона и т.д.), экспериментальных исследований взаимодействия радиоволн со средой в волноводе Земля — ионосфера при прогнозе предвестников землетрясений; рассмотрены вопросы электродинамического моделирования полей рассеяния объектов сложной формы; описаны методы выделения слабых сигналов из шумов с использованием атомарных функций, а также реализация метода длительного когерентного накопления отраженных сигналов, включая вопросы распространения, селективного и резонансного возбуждения радиоволн в ионосфере при декаметровой радиолокации. Для инженеров и научных работников, может быть полезна преподавателям и студентам радиотехнических специальностей ВУЗов.

Многие задачи обработки информации не могут быть решены без привлечения оптических методов.Преобразование света в оптических системах изучается с использованием закономерностей, управляющих работой линейных колебательных систем.Вопросы дифракции и формирования оптического изображения, а также принципы пространственной фильтрации и оптической обработки информации рассмотрены на основе естественного обобщения принципов линейной фильтрации электрических сигналов. Обсуждаются методы улучшения качества изображений и наблюдения фазовых объектов; согласованная фильтрация и проблема распознавания образов; способы получения голограмм без опорного пучка, основанные на идеях корреляционной фильтрации, и ряд других задач.Книга предназначена для студентов и преподавателей радиофизических и оптических специальностей, инженеров-разработчиков и исследователей.

В книге изложены классические основы теории детерминированных и случайных сигналов, преобразования сигналов в радиотехнических цепях, включая вопросы обработки цифровых сигналов, статистических методов в радиотехнике, синтеза цифровых цепей, а также кепстральный анализ сигналов. За создание этой книги автору в 1988 году была присуждена Государственная премия в области науки и техники. Она отличается высоким научно-методическим уровнем, фундаментальностью, оригинальным авторским подходом и пользуется широкой известностью у специалистов радиотехнической отрасли, аспирантов и студентов. В настоящее исправленное пятое издание введены краткие библиографические сведения об авторе. Для студентов и аспирантов радиотехнических специальностей вузов, а также радиоинженеров.

В книге изложены теория и методы формирования секторных парциальных диаграмм направленности, представляющих большой интерес для оптимального проектирования фазированных антенных решеток и гибридных антенн. Методы, описанные в книге, основаны на применении диаграммообразующих многополюсников, связанных двухмодовых волноводов, излучающих элементов с реактивными нагрузками (в виде модулированных ребристых структур) и элементов продольного излучения. Последние включают диэлектрические и ребристые стержни, их двумерные аналоги и директорные антенные элементы Уда-Яги. Описаны численные методы, разработанные для анализа решеток с указанными элементами. Приводятся многочисленные результаты, характеризующие как возможности предложенных алгоритмов, так и возможности рассматриваемых структур по формированию секторных диаграмм направленности. Некоторые результаты расчетов сравниваются с данными, полученными в результате измерений. Книга предназначена научным работникам и инженерам, занимающимся исследованиями и разработками антенных решеток, а также студентам старших курсов и аспирантам, специализирующимся в области антенн и устройств СВЧ.