Introduction. Remote monitoring of layered underlying surfaces is an urgent task. To assess the performance of new algorithms for processing the radar signal reflected from the surfaces, full-scale tests are required. As their carrying out demands big expenses, simulation modeling is actual. There are many methods of estimating an electromagnetic field (EMF) scattered by the earth's surface. However, there are no proven methods and algorithms for engineering calculation of the reflected radio signal in the conditions of this problem.Aim. The aim is to develop and to verify a software model to simulate the reflected multilayer extended structure of the radio signal received on board the aircraft.Materials and methods. The core of the model was based on high-frequency electrodynamics' methods, which allowed rapid calculation for large areas of targets with any number of layers. Simulation was produced using the MATLAB software package. The developed simulation model represented the result in the form of the normalized radar cross-section (RCS) of the multilayer structure. Since the layered structure had rough boundaries, the model provided triangulation of the boundaries of the volume-distributed object. The resulting EMF was calculated using the superposition principle. Each partial EMF value on the facet was calculated taking into account the phase and the polarization of the locally incident EMF.Results. In the paper the comparison of simulation results with theoretical calculations for the normalized RCS of a two-layer structure (difference is less than 10 percent) was presented. Verification for the coefficient of variation of the envelope of the reflected radio signal from the depth of groundwater (critical error was 7 percent) was performed. RCS modeling of the absorbing layer with different degrees of roughness of the layer boundaries was carried out. The upper boundary roughness (for maximal height deviation 0.1 m) affected on specific EPR more than lower boundary. It manifested itself in decreasing of RCS down to 30 dB.Conclusion. The developed model is intended to reduce expenses for designing synthesis of subsurface imaging systems with comparison of scheme "model of device development – field tests – completion – etc". The model is designed to verify the new signal processing algorithms for subsurface radar.

No abstract

Применение фильтров, согласованных с радиосигналами, достаточно распространено в радиолокации, что способствует улучшению разрешающей способности по дальности, а также в системах связи и многих других радиотехнических системах, позволяя увеличить выходного отношение сигнал-шум (ОСШ) по сравнению с входным. Проектирование цифровых устройств на программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС) типа FPGA (Field Programmable Gate Array) позволяет достаточно гибко их конфигурировать и создавать прототипы радиотехнических систем для дальнейшей реализации алгоритмов ЦОС на интегральных схемах специального назначения (Application-Specific Integrated Circuit, ASIC), GPU, CPU и т.д. Цифровые устройства на ПЛИС находят широкое применение в мобильных системах низкой мощности, в то время как ASIC показывают наибольшую производительность, имея недостаток в виде высокой стоимости разработки. В работе особое внимание уделено проектированию и реализации фильтра, согласованного с комплексным ЛЧМсигналом, в частотной области на ПЛИС с помощью библиотеки для Matlab / Simulink Xilinx

No abstract

Исследования в области искусственного интеллекта ведутся с возрастающим интересом с каждым годом. Области применения искусственного интеллекта довольно обширны: автоматизация, анализ большого объема данных, технологии умного дома, машинное зрение и т.д. Технологии искусственного интеллекта базируются на использовании искусственных нейронных сетей, имеющие в своей основе принципы нервной си стемы животных. При этом актуальным вопросом является реализация искусственных нейронных сетей на различных программно-аппаратных платформах: программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС) типа FPGA (Field Programmable Gate Array), на интегральных схемах специального назначения (Application-Specific Integrated Circuit, ASIC), GPU, CPU и т.д. ПЛИС наилучшим образом проявляют себя в маломощных мобильных системах. ASIC демонстрируют наибольшую производительность с недоста тком: высокая цена разработки. Проблема быстрого прототипирования проектов, основанных на использовании искусственных нейронных сетей, для ПЛИС привычными методами (c помощью HDL-языков, HDL-кодеров, графического программирования) заключается в том, что либо такой проект сложен и длителен в отладке (HDL-языки), либо не оптимален получающийся код (HDL-кодеры), либо высока длительность разработки проекта и сложность реконфигурации нейронной сети (графическое программирование). Поэтому в рамках данной работы рассматривается эффективный метод проектирования полносвязных и сверточноых нейронных сетей для их реализации на ПЛИС использованием пакета Xilinx System Generator for DSP и Matlab/Simulink. Генерируемые таким образом искусственные нейросети легко реконфигурируемы и позволяют решать следующие задачи: распознавание изображений, оптимальная фильтрация (например, для задач подповерхностной радиолокации). Искусственный интеллект; искусственные нейронные сети; реализация на ПЛИС; сверточная нейросеть; метод проектирования.