Адаптація авіаційних радіотехнічних систем в умовах ситуаційної невизначеності

Рис. 1. Структура ДТПІ з САН на приймальному та передавальному боках для двобічного ІО

Розглянуті особливості побудови ДТПІ з використанням САН на приймальному або передавальному боках. Відмічається, що мінімальний об'єм інформації, яку необхідно передавати для керування на протилежний бік, має місце у випадку реалізації усіх обчислень на приймальному боці. При двобічному ІО керування передавальним ТПЧО передаються по відповідних каналах керування або спільно з інформаційними сигналами, або в спеціальні інтервали часу по основних каналах ПІ. В загальному випадку необхідно мати два незалежних однобічних ДТПІ, що функціонують на різних частотах та . В окремому випадку можливо застосовування одного однобічного ДТПІ з регламентуванням режимів напрямків ІО.

Відмічається, що ефективність адаптації ДТПІ в умовах СН значною мірою залежить від співвідношення швидкостей адаптації та зміни ситуації. Обґрунтовано можливість побудови процедур швидкої адаптації ДТПІ на основі методу швидкісного градієнта. З використанням моделі ДТПІ у просторі станів синтезовано процедуру його адаптації

, ,

де , - матриці станів і збудження, що адаптуються на передавальному та приймальному боках; - вектор станів ДТПІ;

,

де - вектор потрібних станів ДТПІ, - задана додатна визначена матриця; , , а - одинична матриця. Наведено структурну схему синтезованого ДТПІ. Показано, що область практичного застосовування синтезованих процедур обмежується можливостями використання еталонної моделі щодо ДТПІ.

У четвертому розділі розвинуто загальний підхід щодо аналізу ефективності адаптації ДТПІ на приймальному боці в умовах невизначеності ситуації та кутової нестаціонарності джерел сигналу і завад з урахуванням властивостей САН та характеристик апертури.

У межах гіпотези щодо шматково-стаціонарного характеру нестаціонарності ситуації показано, що відомі методи адаптації дозволяють загальне представлення у вигляді процедури змішаного типу у розмежованому часі - часі адаптації та часі зміни ситуації. Це дозволило виділити загальний клас методів і процедур адаптації і провести дослідження щодо їх загальних класових властивостей в нестаціонарних умовах.

Досліджено вплив початкових керувань приймальних ТПЧО на величину вихідного ВСЗШ і показано, що їх вибором з урахуванням інформації щодо ситуації можна істотно скоротити час адаптації. Однак в умовах СН ця інформація невідома та змінюється за часом і її використання є неможливим. Тому в умовах СН запропоновано обирати початкові керування, для яких ХС приймального ТПЧО (з урахуванням характеристик апертури) виявляється рівномірною або близькою до неї в секторі ймовірних напрямів ІО. Встановлено, що такі початкові керування мало впливають на зниження швидкості адаптації у нестаціонарних умовах при втратах ВСЗШ у 3-5дБ у порівнянні з оптимальними. Показано, що нерівномірність ХС антен додатково знижує вихідне ВСЗШ та швидкість адаптації приймальних ТПЧО.

Запропоновано підхід, на основі якого досліджено ефективність адаптації щодо виділеного класу методів, що мінімізують ВСКП та вихідну потужність в умовах нестаціонарності кутів прийому сигналу і дії завад, що викликаються, наприклад, просторовою динамікою об'єктів ІО або джерел завад, або застосовуванням режиму ІО з програмною перебудовою робочої частоти. Для довільного моменту нестаціонарність кутового положення апертури відносно джерел сигналу та завад визначалася

,

де початкова орієнтація, а

,

де швидкість обертання апертури навкруг осі, що проходить через її умовний фазовий центр. Рівень кутової нестаціонарності визначався кутом за крок адаптації. Припускаючи малою величину , отримано рішення для середнього значення оптимального вектора керувань для довільного кроку адаптації. Показано, що отриманий розв'язок відрізняється від аналогічного розв'язку щодо стаціонарних умов компонентом кореляційної матриці вхідних сигналів, який визначається матрицею

,

де

- приріст фази сигналів за крок адаптації; - відстань між елементами АР;

;

 - параметр, що характеризує інерційні властивості САН. З умови близькості отриманого розв'язку та розв'язку у стаціонарних умовах, що має місце, коли

,

де - потужність шумів на виході антен, визначений допустимий рівень кутової нестаціонарності. Встановлено, що у разі дії завад від джерел для заданої ефективності адаптації керувань, що визначається дисперсією флуктуацій керувань, у випадку елементної апертури

,

де - потужність завади -го джерела.

У розділі досліджено залежності зміни модуля та фази керувань, ХС, потужності вихідного сигналу від рівня нестаціонарності, а також допустимого рівня нестаціонарності від потужності завад та вимог щодо якості процесу адаптації, що визначаються величиною

.

В якості ілюстрації на рис.2 зображені залежності від потужності джерела завади для двоелементної апертури щодо різних початкових її орієнтацій , які дорівнюють , , та значень і .

Показано, що в умовах потужних завад і кутової нестаціонарності ефективність адаптації виявляється достатньо низькою. Для підвищення ефективності адаптації в цих умовах запропоновано використання апертур з малим числом бортових антен або приймальних ТПЧО з малим числом каналів керування.

Установлено, що кутова нестаціонарність у загальному випадку виявляється в зменшенні глибини провалу у напрямі дії завади з одночасним його розширенням і зсувом убік, протилежний напряму відносного кутового переміщення джерела завади. Вплив різних , що дорівнюють ; ; градусів за крок адаптації (суцільна, пунктирна та штрихова криві), на ХС ТПЧО з чотириелементною апертурою і відносною відстанню антен в умовах дії джерела завади потужністю =20дБ в напрямі та ілюструється на рис.3.

Одержано вирази щодо оптимального вектору керувань, ВСКП та ВСЗШ на виході ДТПІ, які визначають потенційну ефективність адаптації трактів з урахуванням використання довільних апертур на приймальному боці в сталому режимі. Встановлено, що вихідні ВСКП і ВСЗШ залежать від узагальненого коефіцієнта кореляції апертурних спотворень (УКАС)

для сигналу () і завади (), де

,

а вектор та матриці визначають амплітудно-фазові спотворення (АФС), обумовлені геометрією розташування і орієнтацією та ХС бортових антен в апертурі у напряму прийому сигналу і дії завади. Показано, що в загальному випадку в умовах кутової нестаціонарності УКАС може суттєво змінюватись за часом та визначається у відповідному просторі нормованою проекцією вектора АФС апертури у поточному напрямі прийому інформаційного сигналу на гіперплощину, яка задається сукупністю векторів АФС апертури щодо поточних напрямів дії завад.

Відмічається, що мінімум ВСКП, на відміну від максимуму ВСЗШ, має місце, якщо норма вектора АФС апертури у напрямі прийому інформаційного сигналу дорівнює одиниці. Показано, що АФС апертури впливають не тільки на потенційно досяжні ВСКП і ВСЗШ, але і на швидкість адаптації ДТПІ. На підставі отриманих результатів запропоновано використання апертур з УКАС, значно меншим одиниці для ймовірних напрямів дії джерел завад з урахуванням кутової нестаціонарності.

Досліджено вплив характеристик приймальної апертури на ефективність адаптації ДТПІ в умовах нестаціонарності напрямів прийому сигналу і дії завад. Встановлено, що ХС бортових антен, що утворюють апертуру, і їх відносний кутовий зсув призводять до суттєвого зростання середнього і відхилення квадрату поточної відносної похибки відтворення сигналу зі збільшенням кутової швидкості зміни напрямів. Відмічається, що зрізаність ХС антен та різна орієнтація антен в апертурі дозволяє при малих кутових швидкостях до 20 - 50град/с забезпечувати ефективність адаптації не гірше, ніж у разі антен з ізотропними ХС і однаковою їх орієнтацією. Подальше збільшення кутової швидкості призводить до різкого зниження ефективності адаптації, і чим більше відрізняються ХС антен та їх взаємна орієнтація в апертурі, тим більше середнє і відхилення квадрату поточної відносної похибки відтворення сигналу.

У п'ятому розділі розвинуто підхід, заснований на використанні спектральної надмірності інформаційних сигналів АРТС, щодо формування опорного сигналу у ДТПІ на приймальному боці в умовах СН.

Показано, що відомі підходи щодо формування опорного сигналу (ОС) в приймальних ТПЧО ґрунтуються на використанні додаткової надмірності, яка вводиться в інформаційний сигнал на передавальному боці. Відмічається, що вони не володіють універсальністю щодо методів ПІ, ускладнюють ТЧО на передавальному і приймальному боках та потребують використання пристроїв синхронізації й фазування, що призводить в цілому до зниження пропускної здатності систем. Запропоновано загальну структуру універсального формувача ОС, яка заснована на послідовному використанні перетворювачів частоти, фільтрів та пристрою нормування щодо сигналу на виході ДТПІ, що дозволяє формувати ОС в нестаціонарних умовах для різних методів ПІ без зниження пропускної здатності АРТС.

Відмічається, що при такому способі формування ОС виникає неконтрольований фазовий зсув (ФЗ), обумовлений інерційними елементами формувача, який впливає на ефективність адаптації ДТПІ. Досліджено вплив ФЗ на ефективність адаптації і встановлено, що в сталому режимі ФЗ призводить до циклічної зміни параметрів ТПЧО, що адаптуються, які призводять до амплітудних, фазових і частотних спотворень інформаційного сигналу на виході ДТПІ. Показано, що циклічна зміна параметрів залежить від напряму прийому сигналу, робочої частоти, відстані між антенами в апертурі та їхніми ХС у напрямі приходу сигналу. Відмічається, що частота циклічної зміни параметрів, що настроюються, залежить від інерційних властивостей САН, величини ФЗ ОС та потужності інформаційного сигналу, що приймається, з урахуванням шумів і ХС приймальних антен в апертурі.

У зв'язку з цим поставлена і вирішена задача аналізу статистичних характеристик амплітуди і фази ОС, що формується. Дослідження виконано щодо моделі інерційних елементів формувача, яка описується диференціальними рівняннями другого порядку. Показано, що в загальному випадку розподіл амплітуди і фази ОС носить складний характер зі статистикою, яка залежить від ВСЗШ на вході формувача та співвідношення смуги частот сигналу, завади та інерційних елементів формувача. Відмічається, що значення фази ОС, що формується, в загальному випадку може знаходитися в інтервалі від 0 до 360 градусів зі складним розподілом.

У межах запропонованої структури формувача ОС розвинуто підхід щодо формування опорного сигналу в ДТПІ, який ґрунтується на використанні власної спектральної надмірності інформаційних сигналів, що використовуються в АРТС. Спектральна надмірність довільного інформаційного сигналу виявляється в тому, що його кореляційна функція

,

яка зветься циклічною кореляційною функцією (ЦКФ), для певної циклічної частоти відмінна від нуля. Перетворення Фур'є цієї функції визначає відповідну циклічну спектральну густину (ЦСГ)

.

Встановлено, що більшість реальних сигналів, що використовуються в АРТС, характеризуються спектральною надмірністю на індивідуальних циклічних частотах, які визначаються частотою маніпуляції та частотою несучого коливання і дорівнюють

,

де , =0, 1, 2…. В розділі наведено приклади ЦКФ та ЦСГ для типових інформаційних сигналів. Для використання спектральної надмірності необхідним є зсув відповідного сигналу за часом та частотою на величину індивідуальної циклічної частоти . Можливі методи використання спектральної надмірності щодо формування ОС у ДТПІ відрізняються лише вихідними сигналами. Наприклад, для формування ОС може бути використано сигнал з виходу довільної антени приймальної апертури, який безпосередньо приймається, або сигнал з виходу ДТПІ, або сигнал після спеціальної попередньої обробки сигналів з виходів антен приймальної апертури.

Запропоновано метод адаптації ДТПІ на приймальному боці з використанням спектральної надмірності інформаційних сигналів, який відрізняється від відомих попередньою просторовою обробкою сигналів, та характеризується універсальністю щодо методів ПІ і не вимагає ускладнення ТЧО на передавальному та приймальному боках системи. Наведено процедури адаптації ДТПІ з використанням спектральної надмірності в безперервному, релейному та дискретному вигляді, які відрізняються різною складністю реалізації. радіотехнічний динамічний тракт якість

У шостому розділі розвинуто підхід щодо модернізації методів адаптації ДТПІ до невизначеності ситуації на приймальному боці, її суттєвої зміни та наявності інструментальних похибок.

Запропоновано і розвинуто загальний підхід до модернізації методів адаптації ДТПІ на приймальному боці з використанням умовно-оптимальної оцінки вектора параметрів , що настроюється, який визначається класом векторних функціоналів вигляду

 (8)

з адаптивним способом визначення невідомих оптимальних матричних коефіцієнтів , і та їх відповідною корекцією в умовах нестаціонарності ситуації, де , - задані векторні функції оцінюваного вектора параметрів ТПЧО, що настроюються на приймальному боці, які визначаються з урахуванням реалізаційних обмежень.

Показано, що на основі розгляду матриці та вектора і використання принципу швидкісного градієнта щодо функціоналу якості

процедура адаптації та відповідної корекції невідомих коефіцієнтів у (8) має вигляд

,

де та .

Отримана процедура дозволяє визначити невідомі матричні коефіцієнти в (8) без використання інформації про ймовірнісний розподіл параметрів, що настроюються, та сигналів, що приймаються і спостерігаються на виході ТПЧО, і розв'язання складних рівнянь, які визначаються з умови ортогональності вектора похибки оцінювання з векторами і . У межах запропонованого підходу отримані методи адаптації приймальних ТПЧО до СН в безперервному та дискретному часі за умови вибору функцій і відповідно до оцінок, що визначаються на основі методів оптимальної фільтрації марковських процесів. Наведено структурні схеми запропонованих ТПЧО, що адаптуються.

У межах підходу, що розвивається у роботі, запропоновано модифікацію методів адаптації ДТПІ на приймальному боці, відмінну від відомих, застосуванням процедур виявлення зміни СН і оцінки рівня цієї зміни з подальшою відповідною корекцією векторного коефіцієнта, що дозволяє адаптувати ДТПІ до умов з стрибкоподібною і випадковою зміною ситуаційних параметрів. Виявлення зміни ситуації та оцінки рівня цієї зміни засновано на використанні методів достатніх статистик та максимально правдоподібних оцінок відповідних параметрів на основі оновлюючого процесу ТПЧО з подальшим застосуванням загального критерію відношення правдоподібності. Розглянуто напрямки спрощення запропонованих модифікованих методів адаптації.

Запропоновано комбінований багатоступінчатий метод адаптації ДТПІ на приймальному боці, заснований на комбінації стандартної процедури усереднювання (9) щодо вектору параметрів (8), який визначається простими та неоптимальними багатоступінчатими методами адаптації щодо багаторівневих умов функціонування:

, (9)

, (10)

де - задана функція відзначених аргументів, яка визначається відповідним методом адаптації; - визначає залежність ступеню методу щодо відповідного рівня багаторівневих умов функціонування ДТПІ; - визначає локальну збіжність методів та процедур адаптації для відповідного ступеня. Показано, що комбінований метод не вимагає великого об'єму обчислень і на основі багатоступінчатого регулювання локальної збіжності у простих і неоптимальних процедурах (8) забезпечує адаптацію ДТПІ в умовах нестаціонарної зміни СН та характеризується при цьому щонайвищою асимптотичною збіжністю в стаціонарних умовах. Новизна рішень щодо багатоступінчатого регулювання локальної збіжності методів адаптації (9) захищена авторськими свідоцтвами.

Отримали подальший розвиток методи адаптації ДТПІ при наявності похибки визначення оцінки -го компонента градієнта функціонала якості, які відмінні від відомих використанням періодично нестаціонарних процедур усереднювання, що в безперервному часі описуються оператором

,

де

при , а і визначають величину та номер періоду нестаціонарного усереднювання; - постійна часу усереднювання. Період визначається з умови мінімуму спотворень регулярної складової градієнта. Показано, що для стохастичних градієнтних методів існує оптимальний з погляду швидкості й точності адаптації період нестаціонарного усереднювання, який дорівнює 5 - 10 крокам процедури адаптації.

Для підвищення ефективності адаптації ДТПІ в умовах неконтрольованих інструментальних похибок запропоновано використання керованої рандомізації методів та процедур адаптації. Відмічається, що можливі принципи прямої і непрямої керованої рандомізації, які засновані на безпосередньому введенні штучних шумів та за допомогою оберненого зв'язку (без прямого введення штучних шумів). Показано, що керовану рандомізацію слід розглядати як можливий конструктивний підхід щодо забезпечення ефективності методів адаптації ДТПІ при наявності інструментальних похибок, характерних для реальних умов функціонування АРТС на борту ОАТ.

У сьомому розділі вирішені задачі перевірки працездатності та можливості практичної реалізації запропонованих методів і процедур адаптації ДТПІ на передавальному та приймальному боках в умовах різної СН на основі статистичного моделювання та розробки й експериментального дослідження макета адаптивного приймального ТПВО.

Досліджено динаміку ВСКП та питомої ППЗ ДТПІ при погодженій та розмежованій (на приймальному боці) їх адаптації в умовах різної СН та методів ПІ. Результати цих досліджень у випадку методу амплітудної модуляції з параметрами і ілюструються на рис.4 і рис.5 відповідно для однієї з характерних тестових ситуацій, параметри якої вказані на рис.4, де , , , , - напрями дії відносно нормалі до приймальної апертури та потужності джерел сигналу і завад, а також потужність шумів на приймальному боці відповідно.

Динаміка питомої ППЗ при погодженій і розмежованій адаптації ДТПІ для методу фазової маніпуляції ПІ у ситуації, коли , , а передавальна і приймальна апертури складалися зі двох антен з ізотропними ХС та півхвильовою відстанню між ними, ілюструється на рис.6. Решта даних аналогічна розглянутій вище ситуації. Досліджено відповідні спектральні характеристики сигналів на виході ДТПІ в різних СН при погодженій та розмежованій адаптації. Наприклад, для типової тестової ситуації одержано, що коефіцієнт кореляції амплітудного та фазового спектру вихідного сигналу ДТПІ і сигналу, який передається, при погодженій та розмежованій адаптації дорівнює і 0,285 та і -0,045 відповідно.

Досліджено ймовірність похибки в прийомі символу (ІПС) при погодженій і розмежованій адаптації ДТПІ. Для методу фазової маніпуляції ПІ характерна динаміка ІПС для розглянутої ситуації ілюструється на рис.7. Установлено, що метод ПІ мало впливає на процес адаптації ДТПІ. Показано, що злагоджена адаптація ДТПІ забезпечує істотне підвищення показників якості ПІ в АРТС в умовах завад. При цьому більш ніж на порядок (у порівнянні з адаптацією тільки на приймальному боці) збільшується питома ППЗ та знижується ВСКП передачі сигналів і ІПС.

Для перевірки працездатності запропонованих модифікованих методів адаптації ДТПІ на приймальному боці в динамічних умовах моделювались невизначені ситуації з різною нестаціонарністю, просторових, енергетичних та часових параметрів. Розглянутий найбільш поширений для ОАТ випадок приймальної апертури з двох бортових антен кільового розміщення.

Динаміка ситуацій визначалась стрибкоподібною зміною потужності і кутового положення джерел шумових завад різного рівня потужності. Криві на рис.8 ілюструють динаміку вхідного ВСЗШ (дБ), кутове положення (у градусах) джерел завад, а також вихідного ВСЗШ (дБ) ДТПІ, що адаптується до цих умов, при зсуві фази . На рис.9 наведено ХС приймального ТПЧО, що адаптується у цій ситуації на 28, 60 та 90 кроках адаптації.

Результати аналогічних досліджень модифікованих методів адаптації у ситуації, в якої джерела завад додатково переміщуються за кутом з різною швидкістю, ілюструються на рис.10 та рис.11.

Наведені вихідні ВСЗШ та ВСКП для цієї ж ситуації у випадку використання відомих методів адаптації, заснованих на методах динамічної фільтрації. На рис.14 наведено ХС приймального ТПЧО, що адаптується на основі модифікованого методу у цій же ситуації на 28, 60 та 90 кроках адаптації. Відмічається, що модифіковані методи характеризуються високою локальною швидкістю адаптації, яка дозволяє використовувати їх в умовах істотної ситуаційної нестаціонарності. Показано, що на величину ВСКП істотне значення впливає точність фазування ОС з інформаційним сигналом, що приймається. Установлено, що точність фазування в умовах нестаціонарності ситуації повинна забезпечуватись на рівні не гірше ±10°.

Наведені результати свідчать про те, що в умовах нестаціонарності ситуацій забезпечується висока якість адаптації ДТПІ на приймальному боці. З аналізу наведених даних виходить, що пропоновані методи адаптації мають істотно більш високу швидкодію в порівнянні з традиційними методами і зберігають високу якість адаптації в стаціонарних умовах.

Підтверджена працездатність запропонованого модифікованого методу адаптації одночасної дії з періодичним оператором усереднювання поточної оцінки градієнта (рис.15). Показано, що метод забезпечує підвищення швидкості адаптації більш ніж на порядок при незмінній величині ВСКП відтворення сигналу на виході тракту. Установлено, що існує оптимальний період нестаціонарного усереднювання, який, з урахуванням вихідного ВСЗШ, ВСКП та швидкості адаптації, повинен складати 5 - 10 кроків процесу адаптації.

Моделюванням підтверджено, що рандомізація методів адаптації ДТПІ на приймальному боці АРТС дозволяє підвищити величину вихідного ВСЗШ в умовах наявності інструментальних похибок. Відмічається, що при цьому можна досягти істотного підвищення якості простих і конструктивних градієнтних методів адаптації ДТПІ в умовах поганої обумовленості кореляційної матриці сигналів і завад.

Доведено працездатність методів і процедур адаптації з використанням спектральної надмірності інформаційних сигналів і встановлено, що їх можливості значно розширюються щодо придушення середніх і малих за потужністю завад, які виявляються особливо небезпечними, наприклад, для телевізійних та інших спеціальних АРТС. З умов допустимих втрат ВСЗШ (3-4дБ) визначено, що точність установки циклічних частот повинна бути не гірше кГц.

Результатами фізичного експерименту підтверджена працездатність макета адаптивного ТПЧО в різних тестових ситуаціях, а також доведена можливість практичної реалізації запропонованих методів і процедур адаптації ТПЧО на приймальному боці. Експериментальні дані щодо коефіцієнта придушення завад, які реально досягаються, складають 15-25дБ для широкого діапазону кутів дії завад, а щодо часу адаптації - 60-100мкс, що дозволяє рекомендувати розроблений макет адаптивного ТПЧО до використання в АРТС для забезпечення якості ІО в складних та нестаціонарних сигнально-завадових умовах.

Основні результати й висновки

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми, що виявляється у розвитку теорії й методології забезпечення якісного ІО в АРТС в умовах СН на основі запропонованих ДТПІ, які адаптуються до СН, яка є науково-технічною основою для принципово нової конструктивної стратегії забезпечення ефективності АРТС, функціонуючих в складних умовах з урахуванням РЕП при обмеженнях щодо частотно-енергетичного ресурсу систем.

Основні результати і висновки зводяться до таких:

1. Запропоновано і розвинуто підхід щодо забезпечення якості функціонування інформаційних РТС в складних сигнально-завадових умовах, на основі ДТПІ з просторовими характеристиками передавального та приймального ТПЧО, що настроюються, який дозволив розвинути теорію і методологію забезпечення якості ІО в АРТС в умовах СН при обмеженнях їх частотно-енергетичного ресурсу.

2. Запропоновано інформаційні критерії якості ДТПІ, засновані на визначенні поточної пропускної здатності, яка узагальнює класичне визначення пропускної здатності на випадок ДТПІ, які настроюються, що дозволило сформулювати конструктивну мету їх адаптації в умовах СН.

3. Здійснено подальший розвиток композиційного підходу на клас ДТПІ. Розроблено базові композиційні моделі передавального та приймального ТПЧО, що настроюються, а також середовища поширення, на основі яких отримані параметричні моделі ДТПІ в просторі станів, які дозволяють синтезувати агреговані композиційні моделі ДТПІ різної складності з різними динамічними властивостями керованих і некерованих передавальних та приймальних ТПЧО, середовища поширення сигналів, зовнішніх завад та об'єктів ІО.

4. Поставлено і розв'язано задачу погодженої параметричної оптимізації ДТПІ на передавальному і приймальному боках в умовах визначеності ситуації. Показано, що одержаний розв'язок задачі відрізняється від відомого для приймального боку додатковою залежністю від структури, характеристик апертури і параметрів ТПЧО, що настроюються, на передавальному боці, а також перетворень сигналу в середовищі поширення. Оптимальні параметрі передавального тракту, що настроюються, визначаються структурою і характеристиками апертури ТПЧО на обох боках, характеристиками середовища поширення сигналу, а також взаємною кореляцією сигналів на вході і виході ДТПІ. Установлено, що вказані розв'язки щодо передавального і приймального боків є взаємозалежними.

5. Розвинуто теорію та методи адаптації ДТПІ, на основі яких уперше запропоновані процедури погодженої і розмежованої адаптації ДТПІ в умовах різного рівня СН, що дозволяють здійснювати їх адаптацію при довільних передавальних та приймальних структурах ТПЧО і апертур з урахуванням невизначеної динаміки авіаційних об'єктів ІО.

6. Отримав подальший розвиток науково-методичний апарат аналізу ефективності методів адаптації приймальних ТПЧО в умовах нестаціонарності напрямів прийому сигналу і дії завад та використання довільних приймальних апертур, який узагальнює більш широкий клас методів і процедур адаптації і дозволяє виявити загальну закономірність між допустимою величиною нестаціонарності напрямів, характеристиками завад і приймальних ТПЧО, а також допустимим рівнем флуктуацій параметрів, що настроюються. Наприклад, для відношення потужності завади до потужності шумів на вході приймального тракту більш 20дБ та рівня флуктуацій параметрів, що настроюються, не більше 1%, допустима величина нестаціонарності напрямів не повинна перевищувати 3•10^-5 градусів за крок адаптації.

7. Досліджено сумісний вплив характеристик приймальної апертури та нестаціонарності її орієнтації на ефективність адаптації ДТПІ. Установлено, що в загальному випадку неоднаковість ХС антен в апертурі і їх взаємний кутовий зсув в умовах нестаціонарності орієнтації апертури призводить до істотного зростання середнього значення і середньоквадратичного відхилення відносної квадратичної помилки відтворення сигналу на виході ДТПІ, при яких ІО стає неможливим.

8. Розвинуто підхід щодо формування опорного сигналу, який ґрунтується на використанні власної спектральної надмірності інформаційних сигналів, на основі якого запропоновано методи адаптації ДТПІ на приймальному боці та процедури, що реалізують їх в безперервному, релейному і дискретному вигляді, які відмінні універсальністю щодо методів ПІ і не потребують ускладнення ТЧО на передавальному й приймальному боках та збільшення частотно-енергетичного ресурсу систем. Встановлено, що використання спектральної надмірності інформаційних сигналів значно розширює можливості методів і процедур адаптації ДТПІ до середніх та малих за потужністю завад, які виявляються особливо небезпечними для телевізійних та інших спеціальних АРТС.

9. Запропоновано і розвинуто підхід до модифікації методів адаптації ДТПІ на приймальному боці, який заснований на використанні умовно-оптимальних адаптивних оцінок параметрів, що настроюються, методів і процедур виявлення моментів змін СН, оцінки величини цих змін і відповідної корекції методів і процедур адаптації, що забезпечує адаптацію трактів до невизначеності ситуації та її суттєвої зміни.

10. Уперше запропоновано підхід та методи, які, на відміну від відомих, використовують періодично нестаціонарні процедури усереднювання поточних оцінок градієнта функціонала якості і штучну рандомізацію методів та процедур адаптації, що забезпечують їх працездатність в умовах інструментальних похибок прийому та обробки сигналів і завад в ТПЧО на борту ОАТ.

11. Установлено, що погоджена адаптація ДТПІ дозволяє більш ніж на порядок (у порівнянні з адаптацією ДТПІ тільки на приймальному боці) збільшити питому ППЗ, знизити величину ВСКП передачі сигналів та ІПС в умовах дії завад і застосування реальних апертур.

12. Експериментально доведена працездатність і можливість практичної реалізації запропонованих методів і процедур адаптації ТПЧО на приймальному боці, що дозволяє рекомендувати розроблений макет адаптивного ТПЧО інформації щодо використання в існуючих та перспективних АРТС з метою підвищення якості ІО в умовах складної сигнально-завадової обстановки і її суттєвої нестаціонарності.

Публікації за темою дисертації

1. Лысый М.И, Поспелов Б.Б., Кривошея С.И., Назаров Д.В. Адаптивная антенная система с использованием спектральной избыточности полезного сигнала // Вестник ХГПУ.- Харьков: ХПИ. - 1998. - Вып.15. - С. 99-104.

2. Поспелов Б.Б. Моделирование адаптивной антенной системы, использующей свойство спектральной избыточности сигналов // Открытые информационные и компьютерные технологии: Сб. научных трудов Государственного аэрокосмического университета им. Н.Е. Жуковского "ХАИ". - Харьков: ХАИ. - 1999. - Вып.3. - С. 115-120.

3. Поспелов Б.Б. Метод повышения эффективности функционирования адаптивных антенных решеток в нестационарных условиях // Радиотехника. - 2001. - Вып.123. - С. 168-173.

4. Поспелов Б.Б., Казначеев В.А. Анализ влияния фазового сдвига в опорном сигнале на эффективность функционирования адаптивных антенных решеток в интегрированной авиационной бортовой радиоэлектронной аппаратуре связи, навигации и опознавания // Збірник наукових праць ХВУ. - Харків: ХВУ. - 2002. - Вип.1(39). - 74-77.

5. Поспелов Б.Б. Реализация концепции адаптируемого канала связи в авиационных радиолиниях // Радиотехника. - 2002. - Вып.128. - С. 197-205.

6. Поспелов Б.Б. Исследование эффективности адаптивных антенных систем при нестационарности конфигурации "приемник-передатчик" // Радиоэлектроника. Известия высших учебных заведений. - 2000. - №4. - С. 73-77.

7. Поспелов Б.Б. Комбинированный метод адаптивной обработки сигналов для защиты каналов связи от нестационарных помех // Захист інформації. - 2000. - №2. - С. 13-18.

8. Поспелов Б.Б. Метод условно-оптимальной фильтрации в задаче адаптивной пространственно-временной обработки сигналов в авиационных радиолиниях // Авіаційно-космічна техніка і технологія: Збірник наукових праць "ХАІ". - Харків: ХАІ. - 2001. - Вип. 22. - С. 63-68.

9. Поспелов Б.Б. Алгоритмы функционирования адаптируемого канала связи в системах мобильной связи специального назначения // Радиотехника. - 2002. - Вып.133. -- С. 78-85.

10. Поспєлов Б.Б. Математична модель адаптивного радіоканалу в системах контролю та управління // Моделювання та інформаційні технології: Збірник наукових праць НАН України, Інститут проблем моделювання в енергетиці. - Київ: НАНУ. - 2003. - Вип.22. - С. 150-159.

11. Поспелов Б.Б., Грушенко М.В. Модифицированный алгоритм адаптивной обработки сигналов и помех одновременного действия в линиях информационного обмена // Системи обробки інформації: Збірник наукових праць ХВУ. - Харків: ХВУ. - 2003. - Вип.6. - С. 12-21.

12. Поспелов Б.Б., Чечеткин Д.Л., Грушенко М.В. Влияние начальных значений весовых коэффициентов на эффективность адаптивных антенных систем в авиационных радиолиниях // Радіоелектронні і комп'ютерні системи. - 2003. - №3. - С. 23-28.

13. Поспєлов Б.Б., Чечоткин Д.Л. Синтез алгоритму функціонування каналу зв'язку, що адаптується, в авіаційних радіолініях на основі методу швидкісного градієнта // Збірник наукових праць ХІ ВПС. - Харків: ХІ ВПС. - 2003. - Вип.1(9). - С. 82-89.

14. Поспелов Б.Б., Грушенко М.В. Алгоритм адаптивной обработки сигналов и помех в антенных системах с введением искусственных шумов // Радиоэлектроника и информатика. - 2003. - №4(25). - С. 30-34.

15. Поспелов Б.Б., Грушенко М.В. Математические модели сигналов и помех с учетом особенностей их приема в системах пространственно-временной обработки сигналов в радиолиниях и параметров антенно-приемного устройства // Збірник наукових праць НАН України, Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова. - Київ: НАНУ. - 2003. - Вип.22. - С. 156-162.

16. Поспелов Б.Б., Казначеев В.А., Майборода И.Н. Анализ инструментальной погрешности формирования опорного сигнала в адаптивных антеннах // Сб. научных трудов Национального аэрокосмического университета им. Н.Е. Жуковского "ХАИ": Открытые информационные и компьютерные технологии. - Харьков: ХАИ. - 2003. - Вып.19. - С. 290-301.

17. Поспєлов Б.Б. Вплив пропелерної модуляції на ефективність просторової режекції завад адаптивними антенами бортових систем зв'язку // Системи обробки інформації: Збірник наукових праць ХВУ. - Харків: ХВУ. - 2004. - Вип.7(35). - С. 178-184.

18. Поспелов Б.Б., Поспелова О.Б. Композиционная модель адаптируемого канала связи // Радиотехника. - 2004. - Вып.138. - С. 164-172.

19. Поспєлов Б.Б., Мисик Ф.Ф., Чечоткін Д.Л. Дослідження впливу еволюцій літального апарату на ефективність бортового пристрою адаптивної просторової обробки сигналів та завад // Сб. научных трудов Национального аэрокосмического университета им. Н.Е. Жуковского "ХАИ": Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. - 2006. - Вып.30. - С. 151-157.

20. Поспелов Б.Б., Чечеткин Д.Л., Ященок В.Ж. Методы повышения эффективности адаптивной пространственной обработки сигналов на фоне помех в авиационных бортовых радиотехнических системах информационного обмена // Авиационно-космическая техника и технология. - 2006. - №6(32). - С. 56-60.

21. Устройство формирования весовых коэффициентов автокомпенсаторов помех: А.с. 1145315. СССР. МКИ G 01 S 7/36 / Б.Б. Поспєлов - №3662608; Заявл. 09.11.83; Опубл. 15.11.84, Бюл. №10. - 4 с.: ил.

22. Способ формирования весовых коэффициентов автокомпенсаторов помех: А.с. 1570497. СССР. МКИ G 01 S 7/36 / Б.Б. Поспелов, В.М. Созыкин, В.И. Рева - №4476988; Заявл. 15.06.88; Опубл. 8.02.90, экз. №336 - 3 с.

23. Устройство формирования весовых коэффициентов автокомпенсаторов помех: А.с. 1544021. СССР. МКИ G 01 S 7/36 / Б.Б. Поспелов, В.М. Созыкин, В.И. Рева - №4441860; Заявл. 15.06.88; Опубл. 15.10.89, экз. №332. - 3 с.: ил.

24. Многолучевая адаптивная антенная система: А.с. 1688329. СССР. МКИ Н 01 Q 3/26 / Б.Б. Поспелов, В.М. Созыкин, В.И. Рева, Ю.А. Вишняков, О.Б. Молчанов - №4733507; Заявл. 29.08.89; Опубл. 1.07.91, Бюл. №40. - 3 с.: ил.

25. Адаптивна антенна решітка: Патент 23307. Україна. МКИ H 01 Q 21/00 / Лисий М.І., Поспєлов Б.Б., Назаров Д.В. - №97052045; Заявл. 05.05.97; Опубл. 31.08.98; Бюл. №4. - 5 с.: іл.

26. Поспелов Б.Б. Вопросы теории и техники пространственно-временной обработки сигналов в аппаратуре приема и обработки информации // Тезисы докладов Межотраслевой НТК: Средства связи в авиации. - Горький, 1989. -С. 96-97.

Размещено на Allbest.ru