В книге рассматриваются модели, методы и алгоритмы обработки информации в пространственно-распределенных системах радиомониторинга, предназначенных для оценивания состояния и координатометрии радиоизлучающих объектов (системы пассивной радиолокации и радионавигации, определения местоположения потребителей сотовой связи, RFID-системы, системы двухмерного и трехмерного определения местоположения объектов в помещениях и сооружениях для целей технической диагностики, медицины, обеспечения жизнедеятельности и пр.). Изложение указанных вопросов базируется на использовании положений современной теории информационно-измерительных радиосистем, теории оптимальной фильтрации, а также достижений в области информационных технологий и средств обработки данных. Большое внимание уделяется рассмотрению и сравнению алгоритмов обработки информации, синтезируемых в рамках статистического подхода, и алгоритмов, реализуемых с использованием нейросетевых технологий. Анализируются особенности информационных процессов в сетевых системах радиомониторинга. Для научных работников, специалистов, аспирантов и студентов, занимающихся изучением, исследованием и разработкой информационно-измерительных систем различного назначения. Работа выполнена при поддержке гранта Президента Российской Федерации для молодых российских ученых — докторов наук (МД-2934.2012.10).

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.

Приведены постановки и решения ряда новых задач теории разрешения и обработки широкополосных и сверхширокополосных сигналов в радиолокационных системах (РЛС). Применительно к классическим РЛС одноканального построения и к пространственно многоканальным РЛС типа MIMO получены и исследованы обобщенные функции неопределенности для скалярных и векторных сверхширокополосных зондирующих сигналов различных видов. Рассмотрены видеоимпульсные, многочастотные и шумовые сигналы. Введено понятие обобщенных многочастотных пачечных сигналов, для которых проанализированы равномерные и неравномерные расстановки частот на основе теоретико-числовых распределений по Голомбу и Костасу. Исследованы методы обработки широкополосных и сверхширокополосных сигналов в классических РЛС и в РЛС типа MIMO на основе аддитивных и мультипликативных системных сигнальных функций, в том числе при наблюдении подвижных целей на фоне отражений от местных предметов. Изложены основы теории шумовых РЛС и методов обработки шумовых сигналов. Для научных работников, аспирантов и студентов старших курсов технических университетов.

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.

Рассмотрены основы построения систем автоматической обработки информации с использованием технологии нейронных сетей для радиолокационных станций. Проведен анализ теоретических моделей различных этапов обработки информации в радиолокаторах: пространственной селекции, временной и спектральной фильтрации сигналов, обнаружения целей, траекторией обработки, распознавания целей, анализа обстановки. Для этих этапов приведены примеры решения задач обработки радиолокационной информации с помощью нейронных сетей. Использованы как известные нейросетевые модели, так и созданные автором, являющиеся модификациями классических. Отличительной особенностью представленного материала является подробный анализ качества обработки с помощью предложенных методов и их сравнение с традиционными подходами. Рассмотрены перспективы использования нейросетевых методов для решения задач обработки радиолокационной информации. Книга содержит обширную библиографию. Будет полезна научным работникам в области интеллектуальной обработки информации, интересующимися практическими приложениями нейросетевых технологий, а также специалистам в области радиолокации, которые хотят узнать о новых методах синтеза эффективных систем.

Излагаются материалы по теории связи, обнаружению и разрешению сигналов, распространению радиоволн и антенно-фидерным устройствам, а также рассматриваются электровакуумные и полупроводниковые приборы, усилительные устройства и элементы импульсной техники. Приводятся необходимые сведения по математическому аппарату, используемому в справочнике. Рассчитан на инженеров, работающих в различных областях радиоэлектроники, студентов специальных вузов, а также на специалистов других областей, работающих с радиоэлектронной аппаратурой.

Данная монография - первая книга из серии «Системы мониторинга воздушного, космического пространства и земной поверхности» - посвящена анализу современного состояния и развитию отечественных и зарубежных радиолокационных систем воздушного базирования; содержит результаты многолетних теоретических и экспериментальных исследований автора, посвященных различным аспектам изучения и разработки бортовых локационных систем. Предназначена для специалистов в области радиолокации, а также аспирантов и студентов старших курсов высших учебных заведений радиотехнического профиля.

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.

Книга дает полное представление о физических принципах дистанционного зондирования поверхности Земли и атмосферы из космоса при помощи электромагнитного излучения. Издание имеет и практическую ценность, так как насыщено примерами и приложениями для решения широкого круга задач исследования окружающей среды. Книга доступна, интересна и полезна как студентам, так и практикующим специалистам и ученым.

Книга содержит научные статьи по ряду важнейших направлений радиотехники, радиолокации и радиофизики: кварцевая стабилизация частоты, теория нелинейных колебаний, теория линейных радиотехнических систем, исследование явлений в диапазоне сверхдлинных электромагнитных волн, статистическая радиотехника. Особое значение имеют СБОРНИКИ по радиолокации, которые привели к созданию первых импульсных радиолокаторов дальнего обнаружения самолетов «РЕДУТ», сыгравших огромную роль при защите Москвы, Ленинграда, Мурманска и других городов в период Великой Отечественной войны. Впервые публикуются автобиографические записки автора о его юношеских годах, проведении работ по радиолокации. Приведены воспоминания коллег и сотрудников ученого. Для специалистов в области радиотехники, радиолокации, радиофизики и интересующихся историей становления отечественной науки.

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.

Рассмотрены акустооптические процессоры спектрального типа, являющиеся перспективным классом устройств функциональной электроники, расширяющим возможности современных средств обработки сигналов. Предложены оригинальные структуры акустооптических спектроанализаторов с пространственным и временным интегрированием, описаны планарные акустооптические спектроанализаторы и акустооптические спектрометры. Для специалистов в области оптической обработки информации. Может быть использована в качестве учебного пособия при изучении методов оптической обработки информации студентами вузов, обучающимися по направлению «Радиотехника».

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.

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.

Изложены основы теории периодических шумоподобных сигналов с минимальной частотной манипуляцией и принципы построения широкополосных радионавигационных систем, использующих указанные сигналы. Рассмотрены вопросы поиска, обнаружения и различения шумоподобных сигналов с минимальной частотной манипуляцией, оценки и фильтрации их неизвестных параметров. Проведен анализ помехоустойчивости приема шумоподобных сигналов с минимальной частотной манипуляцией при воздействии флуктуационных, структурных и сосредоточенных по спектру помех. Книга представляет интерес для научных работников, радиоинженеров, аспирантов и студентов радиотехнических специальностей.

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 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.

В книге рассмотрены методы и схемотехнические решения построения цифро-частотных и время-импульсных преобразователей информации, обеспечивающих преобразование сигналов различных датчиков физических величин в вид, пригодный для дальнейшей обработки получаемой с них информации цифровыми методами. Рассмотрена техническая реализация, основанная на использовании как элементов жесткой логики, так и программируемых устройств, использующих современные микроконтроллеры. Приведены параметры специализированных интегральных микросхем цифро-частотной обработки информации и некоторых популярных микроконтроллеров. Книга предназначена разработчикам измерительно-вычислительных устройств и может быть полезной студентам и аспирантам по специальности «Автономные информационные и управляющие системы».

Изложены основы статистической теории радиосистем. Рассмотрены задачи обнаружения, различения, разрешения сигналов на фоне помех, а также измерения параметровсигналов, в том числе изменяющихся за время наблюдения. Сделана попытка обобщить методический подход к анализу и синтезу основных информационных технологий для различных радиотехнических систем: радиолокационных, спутниковых, радионавигационных и систем передачи информации. Для студентов высших технических учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов "Радиотехника".

Систематизирована информация о спутниковых навигационных системах GPS NAVSTAR и ГЛОНАСС. Изложена история разработки и создания систем, рассмотрены основные принципы их работы. Приведены характеристики и структура навигационных сигналов, данные о технических возможностях и параметрах действующих систем, даны определения основных понятий и терминов, перечислены наиболее познавательные ресурсы сети Интернет. Для разработчиков и пользователей навигационных систем различного уровня подготовки, от любителей, эксплуатирующих приемники GPS в быту, до специалистов, использующих навигационные средства в повседневной работе. Может быть полезна студентам радиотехнических специальностей 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.

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.

В книге исследуется влияние случайных характеристик каналов распространения радиоволн с рассеянием на искажения поля в месте прием, на статистические свойства принимаемых сигналов и связанные с ними искажения пеленгационных характеристик в пассивных угломерных системах.Рассмотрены особенности работы систем, использующих амплитудные, фазовые и временные соотношения сигналов. Предложены способы обработки, обеспечивающие алгоритмическую и структурную адаптацию угломеров к изменяющимся характеристикам поля.Книга предназначена для научных работников и инженеров, занимающихся проектированием измерительных радиотехнических систем, а также для преподавателей и аспирантов радиотехнических факультетов вузов.

В книге представлены результаты исследований научных сотрудников институтов СО РАН (г. Новосибирск) в области трехмерных (3D) лазерных информационных технологий. Рассмотрены методы синтеза и характеристики толстых органических светочувствительных сред, двухпучковая лазерная микротехнология записи информации во многих разделенных по глубине информационных слоях таких сред, методы построения многослойных интегральных схем с оптическими межсоединениями, методы создания элементов дифракционной оптики с глубоким фазовым профилем, методы лазерного 3D прототипирования, а также 3D измерительные технологии для анализа состояния и определения параметров оптических сред и промышленных изделий. Кроме того, рассмотрены методы компьютерного моделирования 3D процессов распространения световых лучей в градиентном оптическом волокне.Книга предназначена для научных работников, инженеров и аспирантов, специализирующихся в области оптических информационных технологий, а также для студентов стурших курсов университетов физико-технического профиля.