З 1989 року керує цим науковим напрямком ст.н.с., канд. фіз.-мат. наук Г.П. Почанін. Основна мета цього напрямку полягає в:

• створенні елементної бази для георадарів (у тому числі генераторів потужних електричних імпульсів, випромінюючих антенних систем для надширокосмугових (НШС) імпульсних електромагнітних сигналів, високочутливих НШС приймальних систем, стробоскопічних перетворювачів, програмного забезпечення для обробки результатів радіолокаційного зондування),
• теоретичному та експериментальному вивченні процесів поширення і дифракції електромагнітних імпульсів в середовищах, які характеризуються сильним поглинанням і дисперсією,
• розробці серії діючих макетів георадарів з різною тривалістю випромінюваних імпульсів і високою роздільною здатністю та невеликою глибиною зондування або навпаки.

Наприкінці 80-х – на початку 90-х років ХХ століття дослідження в області нестаціонарної електродинаміки зосереджувалися, головним чином, навколо завдань електромагнітної сумісності та вивчення полів, що утворюються після ядерного вибуху. Тому проблеми випромінювання коротких імпульсів (без несучої) електромагнітного поля залишалися далеко від інтересів широкого кола фахівців. У відкритій літературі було тільки невелика кількість публікацій, присвячених теорії НШС випромінюючих антенних систем, і ще менше відомостей про результати експериментів з ними.

Розробка генератора потужних відеоімпульсів наносекундного діапазону тривалостей [1] створила необхідну базу для виконання експериментальних досліджень по випромінюванню НШС імпульсних сигналів в ІРЕ НАН України. Такі дослідження спочатку проводилися з відомими типами широкосмугових антен [2], а потім і з оригінальними конструкціями [3, 4]. Ці роботи заклали основу для створення ефективних антенних систем.

З 1991 року в тісній співпраці з одним з основоположників несинусоїдної радіолокації – професором Католицького університету США Хармутом Х.Ф. ведуться дослідження особливостей випромінювання НШС імпульсних сигналів за допомогою запропонованого Хармутом випромінювача, в основі якого лежить ідея антени великого струму (АВС). Були запропоновані оригінальні способи екранування випромінювання від зворотного струмопроводу антени [5, 6]. Ці роботи продемонстрували високу ефективність випромінювання АВС. Вперше була продемонстрована можливість випромінювання імпульсів різної тривалості однієї АВС [7], і досліджено закономірності, які є супутні такому режиму роботи антени. Запропоновано ряд конструкцій антен великого струму [8]. Результати досліджень з проблеми АВС узагальнені в роботі [9].

Рис.1. Приклади конструкцій антенних систем, що використовують принцип антен великого струму Хартмута.

Для вимірювання параметрів НШС імпульсів, які випромінюються антенами, розроблено відповідні сенсори [10]. Однак чутливість таких сенсорів невисока. Це зумовило необхідність розвитку такого напрямку досліджень, як НШС приймальні антени. У роботі [11] запропоновані принципи побудови високочутливих НШС приймальних антен. Результати, які були отримані в цій роботі, є основою для подальших досліджень.

В основі НШС приймальних систем наносекундного діапазону тривалостей, які є складовою частиною георадарів, лежить стробоскопічний перетворювач – пристрій, що дозволяє здійснювати масштабно-часове перетворення і без спотворення форми сигналу трансформувати імпульси тривалістю наносекунди і менш в імпульси мікро- і мілісекундного діапазону. З кінця 90-х років у відділі ведуться розробки, метою яких є створення стробперетворювачів для георадарів. Виготовлені співробітниками стробперетворювачі [12, 13], успішно вирішують завдання масштабно-часового перетворення НШС сигналів. На черзі створення стробперетворювачів у вигляді гібридних інтегральних схем.

Існує величезне різноманіття грунтів, що відрізняються за своїми електричними характеристиками. Грунти характеризуються дисперсією і великим загасанням зондуючих сигналів, що поширюються в них. Тому багато в чому результати радіолокаційного підповерхневого зондування визначаються тими просторово-часовими деформаціями, які відбуваються з зондуючим сигналом при поширенні в середовищі. Знання цих процесів допомагає правильно вибрати параметри зондуючого сигналу і забезпечити необхідну глибину зондування, а також роздільну здатність [14]. Роботи [15, 16] дозволили встановити основні закономірності дифракції НШС імпульсного сигналу на шаруватих грунтах. Вплив локальних і протяжних об’єктів на характеристики електромагнітного поля, що розсіюється грунтом, який містить такі неоднорідності, проаналізовано в роботі [17].

Неодмінним атрибутом сучасної радіолокаційної системи є апаратура, яка призначена для обробки первинної радіолокаційної інформації. Використання такої апаратури дозволяє не тільки істотно підвищити ймовірність виявлення шуканого об’єкта, а й у зручній та зрозумілій користувачеві формі представити результат зондування. Співробітниками відділу розроблений і впроваджений у практику ряд алгоритмів і програм математичної обробки радіолокаційних даних. Як приклад, можна навести роботи [18-20], в яких показано, як можна за допомогою математичної обробки послабити вплив заважаючих факторів і виділити на радарограммах шукані підповерхневі об’єкти.

У 1997-1999 рр. роботи зі створення елементної бази відеоімпульсних георадарів були підтримані грантом УНТЦ (Українського Науково-Технологічного Центру). Керівник проекту – С.О. Масалов.

У 2012-2013 рр. виконаний проект «Електродинаміка відновлення інформаційних параметрів природних середовищ з використанням атомарних функцій і вейвлетів» у рамках «Спільного конкурсу НАН України та Російського фонду фундаментальних досліджень» (кер. С.О. Масалов і В.Ф. Кравченко).

Доктора фіз.-мат. наук С.О. Малов, П.М. Мележик, головний науковий співробітник ІРЕ РАН, проф. В.Ф. Кравченко, академік В.М. Яковенко. ІРЕ НАНУ, 2002 р.

Канд. фіз.-мат. наук Г.П. Почанін, проф. С.О. Масалов, проф. Лео Літхарт (Нідерланди). IV-а Міжнародна конференція «Теорія і техніка антен», м. Севастополь, 2003 р.

Більшість робіт групи має прикладну спрямованість. Сюди відносяться: створення георадарів різного призначення, розробка методик підповерхневого зондування і відповідних алгоритмів для відновлення підповерхневої структури грунту, створення високоефективних випромінювачів і приймальних антен. Співробітники групи виїжджають в експедиції для дослідження підповерхневої структури грунту за проханням різних організацій.

Підповерхнева радіолокація – це відносно нова галузь. Досвід практичного застосування георадарів показує, що у даний час в області підповерхневої радіолокації сформувалася тенденція переходу від універсальних георадарів, призначених для вирішення усіх завдань, до спеціалізованих радіолокаційних систем. Практика показує, що існує багато різноманітних завдань, вирішення яких можуть забезпечити недорогі георадари, зібрані за спрощеними, але, у той же час, оптимізованими для конкретних завдань і умов схемами.

Поряд з цим, сучасні досягнення мікроелектроніки дозволяють сподіватися на створення процесорів, що обробляють і аналізують отриману радіолокаційну інформацію. Застосування таких процесорів дозволить автоматизувати процес радіолокації і отримання необхідної інформації про підповерхневу структуру грунту.

У ряді випадків відмова від традиційної методики виконання георадіолокаційного знімання і використання нових підходів дозволяє отримати значно якісніші первинні радіолокаційні дані для вирішення конкретних завдань. Тому розвиток нових підходів сприятиме вирішенню завдань георадіолокації. Нарешті, оскільки в будь-якому випадку результати радіолокаційних досліджень визначаються якістю первинних радіолокаційних даних, задача вдосконалення елементної бази георадарів була, є і буде актуальною. Наведене вище являє собою перспективні напрямки у вдосконаленні підповерхневої радіолокації.

За останні 10 років стосовно відеоімпульсних радарів [21-30] отримано наступні основні результати:

1. Запропоновано і запатентовано в Україні метод побудови НШС приймально-передавальних диференційних антенних систем з глибокою частотно-незалежною розв’язкою між передавальним і приймальним модулями.
2. Запропоновано і запатентовано в Україні методи збільшення чутливості, збільшення динамічного діапазону і розширення робочої смуги частот НШС стробоскопічних приймальних пристроїв. Створено приймальні системи з унікальними, а по ряду параметрів переважаючими світові аналоги, технічними характеристиками.
3. Запропоновано і запатентовано в Україні метод автоматичного визначення швидкості поширення електромагнітної хвилі в середовищі, заснований на перетворенні Хо.
4. Створено ряд нових елементів, пристроїв і приладів. Серед ключових розробок є такі:

• • НШС приймально-передавальна антенна система з глибокою частотно-незалежною розв’язкою не гірше, ніж 65 дБ між передавальним і приймальним модулями (рис. 2);

Рис. 2.

• НШС стробоскопічний приймальний пристрій із збільшеною чутливістю, розширеним динамічним діапазоном і робочою смугою частот (до 3 ГГц);
• Високоточні цифрові лінії затримки з діапазоном затримок до 200 нс;
• Програмне забезпечення “SignalProcessorEx” для збирання і “GPR ProView” для обробки георадіолокаційної інформації, а також програма “SEMP” для комп’ютерного моделювання задач підповерхневої радіолокації.

Ці розробки дозволили створити макет прецизійного відеоімпульсного георадара «ОДЯГ» (рис. 3) для вимірювання товщини шарів дорожніх одягів з точністю не гірше ±5 мм (що відповідає нормативним вимогам, що використовували в дорожньому будівництві). Результати приймальних випробувань георадара на відремонтованих ділянках доріг відображені в таблиці.

Рис. 3

Подальший розвиток таких радарів з наносекундними імпульсами, що мають пікосекундні фронти, забезпечує вирішення широкого спектру завдань, таких як: своєчасне виявлення малопомітних тріщин в дорожньому покритті; виявлення пустот під дорожнім покриттям і знаходження потенційно небезпечних місць, де можуть з’явитися розломи покриття при граничних навантаженнях. Оперативне використання цих приладів дозволить заощадити кошти при проведенні ремонтних робіт і при будівництві нових доріг, а також сприятиме підвищенню безпеки на дорогах.

Керівником  цього наукового напрямку з 1989 р. був канд. фіз.-мат. наук А.О. Петрушин, а з 1989 р. ст. наук. співр., канд. фіз.-мат. наук І.А. Вязьмітінов.

Науковими співробітниками цієї групи розроблено портативний локатор для рятувальників, призначений для підвищення ефективності проведення пошуково-рятувальних робіт у зонах землетрусів і катастроф техногенного походження. Локатор дозволяє виявляти і визначати місце розташування живих людей, що терплять лихо під завалами, що утворилися в результаті землетрусів, вибухів, пожеж і т.д. Може використовуватися для виявлення інших рухомих об’єктів за оптично непрозорими перешкодами.

Принцип дії приладу заснований на реєстрації фазових зрушень інформаційного сигналу, обумовлених доплерівским зміщенням частоти, що виникають при взаємодії зондуючого випромінювання з малорухливим об’єктом. Ефективність роботи локатора в складній радіолокаційної обстановці забезпечується використанням фазо-маніпульованого сигналу з подальшою кореляційної обробкою. При розробці локатора частково вирішені проблеми боротьби з перешкодами, зумовленими відображенням зондуючого випромінювання близько розташованими предметами, а також боротьби з перевантаженням високочутливого приймача як відбитим перешкодою сигналом, так і паразитним зв’язком між передавальним і прийомним трактами локатора. В даний час проводяться роботи, спрямовані на підвищення потенціалу локатора. Ведеться розробка і макетування більш досконалих блоків і вузлів пристрою з метою створення прототипу локатора, який буде використовуватися в реальних умовах.

• Створено портативний локатор з квазібезперервним псевдовипадковим зондуючим сигналом і високою розв’язкою між передавальною і приймальною антенами. Локатор дозволяє виявляти і визначати місце розташування живих людей, що терплять лихо під завалами, що утворилися в результаті землетрусів, вибухів, пожеж і т.д.
• Створені методи цифрової обробки сигналів, що дозволяють в умовах екстремально низьких співвідношень сигнал / шум і корельованих завад ідентифікувати процеси серцебиття і дихання людини, що знаходиться за оптично непрозорими перешкодами.

Рис. 1. Інформаційний сигнал на вході блоку обробки РЛС	Рис. 2. Спектральна щільність дихання і серцебиття, отримана в результаті обробки інформаційного сигналу
А.С. Тіщенко з першим варіантом РЛС для рятувальників, 1998 р.	О.В. Ситнік, Є.І. Мірошниченко, І.А. Вязьмітінов обговорюють нову конструкцію антени РЛС, 2015 р.

Група, яка розвиває цей напрямок, була створена на базі лабораторії радіотеплових методів і засобів дистанційного зондування природного середовища. З 1979 р. по 2005 р. нею керував канд. фіз.-мат. наук В.О. Комяк, з 2006 р. по теперішній час – ст.н.с., канд. техн. наук С.О. Шило.

Були створені:

• Скануючий радіометр 8-ми мм діапазону для комплексів радіофізичної апаратури ШСЗ серії «Космос – 1500». Після успішних випробувань у складі ШСЗ «Космос – 1602» радіометр РМ-08 був впроваджений у серійне виробництво і більше 20 років успішно експлуатувався в складі ШСЗ «Океан – 01» і «Січ-1»;
• Скануючий радіометр для комплексу РФА «Аналог» понад 10 років експлуатувався на борту літака-лабораторії ІЛ -18.

Розробки удостоєні Державної премії УРСР (В.О. Комяк, 1987 р.) та премії Ленінського комсомолу (С.О. Шило, С.О. Провалов, 1985 р.).

Експериментально і теоретично досліджена азимутна анізотропія теплового випромінювання схвильованої морської поверхні в НВЧ діапазоні, створено математичну модель, яка вперше дозволила пояснити поведінку угломісної залежності азимутальної анізотропії випромінювання в широкому (0° -70°) діапазоні кутів падіння.  Роботи проводилися у співпраці з ЦРЗ НАНУ і НКАУ і НДІРВ НКАУ.

Були створені моделі радіотеплового випромінювання вогнищ лісових пожеж і методи побудови прогнозу їх поширення. Роботи проводяться в тісній співпраці з Академією ГЗ України МНС України і ВАТ «НВП «Сатурн».

Розроблено принципи побудови системи і створений макет установки для отримання радіотеплових зображень людини з метою визначення просторового розподілу інтенсивності його випромінювання в 3-х мм діапазоні. Роботи проводяться в тісній співпраці з ВАТ «НВП«Сатурн» (м. Київ). Радіометрична система “Зір” призначена для забезпечення потреб служб митного контролю.

За останні 10 років отримані наступні результати:

• Запропоновані та реалізовані методи формування радіотеплових зображень на основі антен дифракційного випромінювання і способів частотного поділу напрямків прийому при огляді простору за рахунок обертання багатопроменевої діаграми спрямованості антени навколо напрямку візування.
• При виконанні партнерського проекту УНТЦ Р389 з фірмою Radiophysics Solutions Ltd. (Великобританія) був укладений Ліцензійний договір і надана виняткова ліцензія на використання 2 патентів ІРЕ НАНУ на винаходи. Цей договір є першим ліцензійним договором, укладеним ІРЕ НАНУ із зарубіжною фірмою за 60 років існування Інституту.
• В рамках проекту УНТЦ Р389 створені експериментальні зразки 64-променевих радіометричних систем радіобачення 3-мм діапазону хвиль. Один із зразків був використаний в Університеті м. Манчестер, Великобританія, для проведення фізичних досліджень та вдосконалення методів використання систем пасивного радіобачення для задач технологічного контролю.

Ю.Б. Сидоренко, С.А. Шило і розроблена ними в ході виконання проекту УНТЦ Р389 64-променева радіометрична система радіобачення 3-мм діапазону хвиль.

Радіометрична система для формування радіотеплового зображення людини.

Радіометричне зображення людини

Керує цим науковим напрямком з 2002 р. ст.н.с., канд. фіз.-мат. наук Ю.Б. Сидоренко. Основна мета цього напрямку: розробка і створення гостронаправлених скануючих антенних систем з високим ступенем дисперсії для радіометричних і радіолокаційних комплексів, що вирішують завдання виявлення та ідентифікації оптично невидимих об’єктів.

Антенні системи, розроблені співробітниками цієї групи, входять до складу комплексу радіофізичної апаратури для аерокосмічних носіїв, які пройшли успішні випробування на штучному супутнику Землі (ШСЗ) «Космос 1602», і в даний час входять до складу комплексів ШСЗ серії «Сiч». Унікальні властивості розроблених антенних систем і використання їх у складі радіометричної системи «Зір» дозволили створити радіометричний комплекс з високою роздільною здатністю для потреб народного господарства.

За останні 10 років отримані наступні результати:

• Запропоновано і реалізований новий спосіб формування діаграм спрямованості для планарних антен дифракційного випромінювання. Основою його є просторове накладання ефектів перетворення поверхневих хвиль в об’ємні, що виникають при дифракції неоднорідних хвиль одночасно на прямій і скошеній решітках, що утворюють одну випромінюючу апертуру. Особливістю цього способу є можливість побудови гостронаправлених антен дифракційного випромінювання з керованою формою діаграми спрямованості.
• Розроблено голографічний метод дослідження фазового розподілу поля по апертурі антен дифракційного випромінювання з розмірами в декілька сотень довжин хвиль. Створені фазові коректори ближнього поля антен, що дозволили отримати коефіцієнт посилення дифракційних антен більше 43 дБ.
• Освоєна технологія побудови планарних антен дифракційного випромінювання і виготовлення НВЧ-елементів з полімерних матеріалів з покриттям металами з високою провідністю. Пристрої за новою технологією в 2-3 рази легші розроблених раніше.
• Досліджено модель рамкової антени з феритовим сердечником для прийому надширокосмугових електромагнітних імпульсних сигналів [31-35].

Планарна антена дифракційного випромінювання на стенді при вимірюванні діаграм спрямованості променів: 1 – планарна антена; 2 – поворотний стенд; 3 – вимірювальний зонд; 4 – імітатор фокальної площини антени; 5 – пересувний візок; 6 – рейкова колія (ІРЕ НАНУ, 2012 р.)

Обертальний блок сканування 64-променевої системи радіобачення з антеною дифракційного випромінювання

Планарна дифракційна антена у складі когерентного локатора огляду льотного поля аеропортів

Керує цим науковим напрямком з 2002 р. ст.н.с., канд. техн. наук А.Д. Єгоров. Основна мета цього напрямку: розвиток методу емісійного спектрального аналізу плазмових утворень у видимому і ультафіолетовому діапазонах електромагнітного випромінювання з урахуванням новітніх досягнень мікроелектроніки і оптоелектроніки, розробка малогабаритної апаратури і програмних засобів для експрес-аналізу сонячної плазми і складу речовин у польових умовах.

Дослідження з вивчення спектрів геологічних порід проводяться спільно з Харківським національним університетом ім. В.Н. Каразіна та з інститутом кольорових металів м. Донецька.

Роботи групи були підтримані двома грантами УНТЦ: («Розробка і створення експериментального зразка малогабаритного фотоелектричного квантометра», 1997 р.-1999 р.; «Спектрогеліограф для оперативної реєстрації активності Сонця в різних лініях спектра», 2003 р.-2006 р.).

Для потреб народного господарства були розроблені фотоелектричні реєструючі приставки до спектрографа. Вони впроваджені на заводах: «Світло шахтаря», м. Харків; АТ «Комос», м. Харків; ПП «Вторснаб», м. Луганськ.

За останні 10 років отримані наступні результати:

• Спроектовано і виготовлено автоматизований атомно-емісійний спектрометр для роботи в заводських умовах. У процесі проектування пророблялися питання забезпечення його дрібносерійного виробництва. З цією метою виконано порівняльний аналіз систем реєстрації та оптичних схем сучасних спектрометрів. Встановлено, що збільшення світлосили спектральної камери призводить до підвищення її техніко-експлуатаційні характеристики, оскільки пропорційно квадрату світлосили збільшується сигнал на виході спектрометра і лінійно зменшується розмір дифракційного зображення спектральної лінії. Але при цьому пропорційно світлосилі ростуть аберації оптичних систем, а підвищення здатності оптики вимагає застосування детекторів відповідно підвищеного дозволу, яке недосяжне на сучасному технологічному рівні.

Для усунення зазначеного протиріччя обрана оптимальна оптична схема (Пашена-Рунге), знижено аберації оптики до прийнятних значень (максимум 5,6 мкм) шляхом оптимізації параметрів увігнутої дифракційної решітки, створено комп’ютерний алгоритм отримання субпіксельного дозволу для погодження дозволу детектора з підвищеною роздільною здатністю оптики.

Розширено спектральний діапазон спектрометра в сторону вакуумного ультрафіолету (до 1700Å), що дозволяє визначати вміст таких важкодоступних для спектрального аналізу елементів, як сірка, фосфор і вуглець. З цією метою прилад заповнений аргоном і забезпечений аргоновою продувкою. Для обробки експериментальних даних використовуються кореляційні методи. Прилад виготовлений і пройшов лабораторні випробування.

Автоматизований спектрометр для емісійного спектрального аналізу.

• У 2003-2006 рр. виконаний українсько-узбецький проект УНТЦ «Спектрогеліограф для оперативної реєстрації активності Сонця в різних лініях спектра».

Сонячна активність впливає на багато геофізичних і біологічних процесів на Землі і в навколоземному просторі. У зв’язку з цим необхідно безперервно проводити спостереження Сонця. Особливо інформативними є зображення Сонця у світлі окремих спектральних ліній видимого та інфрачервоного діапазонів. Для цього необхідно виділяти вузькі спектральні інтервали (близько 0,1Å), тобто виробляти монохроматизацію світла.

Найбільшого поширення набув спосіб монохроматізаціі з використанням вузькосмугових інтерференційних світлофільтрів. Це складні, дорогі оптичні прилади, які потребують обережного поводження. Але головним недоліком цих приладів є відсутність можливості перебудови їх в широкому спектральному інтервалі. Тому необхідно мати для кожної спектральної лінії свій фільтр. У створеному спектрогеліографа для монохроматізаціі зображення Сонця використовувався не інтерференційний фільтр, а дифракційна решітка. Це забезпечило одночасно і потрібну спектральну вибірковість (близько 0,1Å), і можливість перебудови в широкому спектральному діапазоні (390¸1083 нм) [36-39].

Спектрогеліограф зі знятою обшивкою. Позначення: EW – вхідний отвір: M1 -скануюче плоске дзеркало; M2 – головне дзеркало телескопа; M3 – коліматор спектрографа; M4 – допоміжне плоске дзеркало; DG – дифракційна решітка; M5, M6 – дзеркала камер; DM – діагональні дзеркала.

З 2011 року керує науковим напрямком ст.н.с., докт. фіз.-мат. наук В.І. Луценко.

Основна мета напрямку – дистанційне зондування атмосфери Землі з використанням випромінювання наземних і супутникових радіосистем. Для діагностики атмосферних процесів (тропосферної рефракції, зон опадів та інших небезпечних метеоявищ), а також виявлення повітряних об’єктів (за відбитим від них сигналом) використовуються випромінювання телевізійних центрів, мовних станцій КВ діапазону і штучних супутників Землі.

У 2011-2012 рр. було виконано інноваційний проект: «Розробка методів і технологій зниження впливу умов поширення радіохвиль на точність визначення координат приймачами систем глобальної навігації». В ході проекту на території України було обладнано 4 вимірювальних пункти, оснащені приймачами глобальних навігаційних супутникових систем (ГНСС), і проведені безперервні вимірювання протягом 2-х років. Це дозволило сформувати унікальну за охопленням метеорологічних умов базу даних, яка продовжує поповнюватися.

Вивчено вплив радіокліматічних характеристик на похибки визначення координат ГНСС та створено радіорефрактометр для вимірювання коефіцієнта заломлення тропосфери, що в сумі дозволило знизити похибки визначення місця розташування споживача.

Запропоновано методи діагностики умов розповсюдження і стану тропосфери за кутами радіозаходів і сходів супутників, закладені теоретичні основи виявлення небезпечних метеорологічних явищ (ураганів, гроз і т.п.). Отримано великий статистичний матеріал про коефіцієнти заломлення приблизно для 100 міст України, встановлено добові та сезонні зміни рефракційних властивостей тропосфери (В.І. Луценко, І.В. Луценко, Д.О. Попов).

Для комплексної програми НАН України з космічних досліджень виконувались роботи «Визначення орієнтації, координат, взаємного положення і параметрів руху об’єктів в космосі з використанням глобальних навігаційних супутникових систем і технологій» та «Використання випромінювань штучних супутників Землі і телевізійних центрів для дослідження атмосферних процесів». Ці роботи орієнтовані на отримання результатів, що представляють інтерес при виконанні маневрів космічних апаратів та здійснення ними стиковки. У процесі проведення досліджень використано імітатор ГНСС сигналів, розроблений співвиконавцем ІРЕ – ТОВ «Навис-Україна», який дозволяв створювати навігаційні поля ГНСС для космічних об’єктів і, таким чином, відпрацьовувати технічні рішення для приймачів космічних апаратів, в умовах Землі. Запропонований підхід дозволяє істотно знизити витрати на розробку і випробування приймачів ГНСС.

У вимірювальному пункті ім. А.І. Калмикова, який створено в ІРЕ ім. А.Я. Усикова НАН України при виконанні НДР «Тропосфера», проводяться систематичні цілодобові вимірювання в кодовому і фазовому режимах, з використанням приймачів ГНСС СН-4719 – 3 шт., СН-4706 – 1 шт., двочастотного навігаційного приймача «Бриз», а також реєструється метеорологічна інформація з супутників NОАА. За допомогою метеостанції і радіорефрактометра вимірюються метео та радіопараметри тропосфери: температура, тиск вологість, коефіцієнт заломлення. У найближчому майбутньому планується розміщення апаратури для прийому випромінювань грозових розрядів і літосферних плит Землі, а також систем активно-пасивної радіолокації [40-48].

Наразі тривають дослідження та проводиться узагальнення отриманих раніше результатів по зворотному розсіюванню НВЧ і КВЧ радіохвиль підстилаючими поверхнями і об’єктами. Отримані результати, крім іншого, знайшли відображення у монографії: В.Ф. Кравченко, В.І. Луценко, І.В. Луценко «Розсіювання радіохвиль морем і виявлення об’єктів на його тлі».- М: Фізматліт. – 2015.- 445 с.

Найбільш вагомі результати фундаментальних досліджень.

НДР “Розвиток методів та вдосконалення засобів радіофізичної інтроскопії оптично непрозорих середовищ природного та штучного походження” (шифр Омега-2)

1. Для систем підповерхневої радіолокації, призначених для точного вимірювання товщини шарів шаруватого середовища, розміри антенної системи впливають на точність вимірювання. Чим меша за розмірами антенна система, тим точніші результати вимірювання. З іншого боку, від розмірів антени залежить чутливість локатора до слабких сигналів, отже – глибина зондування. Чим менші розміри, тим менша чутливість. Поєднати ці протилежності і створити малу за розмірам і чутливу надширокосмугову антену дозволяє принцип побудови антени, заснований на використанні феритових антен. Малогабаритна рамка антени забезпечує невикривлений прийом, а феритове осердя, що концентрує в собі магнітне поле падаючої хвилі, забезпечує підвищення чутливості антени. З метою створення надширокосмугової приймальної феритової антени розв’язано наступні фундаментальні задачі: Побудовано математичну модель приймальної рамкової антени з феритовим осердям. Досліджено характеристики імпульсу електрорушійної сили індукції в провідному контурі, який обхвачує феритове осердя. Отримано співвідношення між електродинамічними параметрами осердя та збуджуючого НШС імпульсу, які є оптимальними для ефективного неспотвореного прийому сигналу. Запропоновано новий спосіб вимірювання ефективної магнітної проникності феритових осердь довільної геометричної форми та довільних розмірів. У результаті експериментальних досліджень встановлено величини ефективної магнітної проникності феритових осердь марки М400НН в діапазоні 10100 МГц. Залежно від відношення довжини осердя до його діаметру ефективна магнітна проникність приймає значення від 5 до 27. Для осердь, у яких це відношення менше або дорівнює 6,5, частотна залежність ефективної магнітної проникності не виявляється. Для осердь більшої довжини спостерігається спад. В світовій науковій літературі немає прикладів застосування феритових антен для прийому надширокосмугових імпульсних сигналів. Огурцова Т.М., Холод П.В.
2. Запропоновано нову «узагальнену» FDTD-модель точкового джерела, яка, з одного боку, об’єднує в собі вже існуючі моделі, а, з іншого – позбавлена їх недоліків, пов’язаних з відсутністю збіжності розв’язків і необхідністю забезпечення одночасно прозорості джерела і простоти його математичного опису. Нова модель точкового джерела вбудована в спеціалізоване програмне забезпечення і використана для аналізу полів розсіювання, що формуються тривимірними діелектричними об’єктами та об’єктами, що проводять, в плоскій поверхні в ближній зоні розсіювачів. Отримані в результаті комп’ютерного моделювання поля виявилися придатними для подальшого розв’язання оберненої задачі: відновлення форми опромінюваних об’єктів і, тим самим, підтвердили правильність моделі джерела і точність розрахунків з використанням розробленого програмного забезпечення. Результат дослідження відповідає світовому рівню. Існує лише одна публікація в науковому виданні, де зроблено спробу уточнити математичний опис точкового джерела для FDTD-моделі. Варяниця-Рощупкіна Л.А.
3. Розроблено високоінформативні методи ідентифікації малорухомих біооб’єктів та створено алгоритми об’єднання інформації, яка отримана від датчиків різних діапазонів електромагнітних хвиль. Ця інформація була використана для побудови методів просторово-часової обробки сигналів відбитих біооб’єктами, що знаходяться за оптично непрозорими перешкодами. На основі експериментальних досліджень макету радару розроблені рекомендації щодо оптимізації апаратної частини та поліпшення алгоритмів оброблення сигналів системи технічного зору. Проведені дослідження електродинамічних властивостей надширокосмугових узгоджувальних систем з метою їхнього використання у приймально-випромінюючих антенних системах із мінімально можливим коефіцієнтом зв’язку між випромінюючим і приймальним трактами дециметрового діапазону електромагнітних хвиль. Відпрацьовано схемотехніку радару, що працює в діапазоні 2 ГГц і експериментально досліджено малогабаритну антенну систему, в якій втілено теоретично розроблений метод розв’язку передавальної і приймальної антен, який забезпечив зниження завади від передавача більш ніж на 60 дБ. Практична значущість досліджень полягає в розробці універсальних багатофункціональних пристроїв дистанційного зондування живих біооб’єктів які приховані за оптично непрозорими перешкодами. Такі пристрої можуть бути використані у рятувальних операціях, в медицині, хімічній та металургійній промисловості, а також для вирішення різноманітних завдань силових структур під час проведення антитерористичних операцій, тощо. Вязьмітінов І.А., Ситнік О.В., , Клочко Г.І. , Риженко І.О.
4. Проведено теоретичні та експериментальні дослідження особливостей дифракційних полів при взаємодії неоднорідних циліндричних хвиль з кільцевим розсіювачем. Визначено параметри системи для робочої частоти 5,1 ГГц, при яких перетворення поверхневих хвиль в об’ємні відбувається найбільш ефективно. На основі отриманих результатів створено лабораторний зразок omni-антени дифракційного типу з нерівномірністю кругової діаграми спрямованості менше 1 дБ, рівнем бокового випромінювання нижче -12 дБ і величиною загальних втрат менше 1,5 дБ, що краще за параметрами аналогічних зразків, представлених на мировому ринку. Сидоренко Ю.Б., Провалов С.А.
5. За результатами випробувань цифрового універсального генератора для плазмотрона, який був створений на попередньому етапі роботи, проведена глибока модернізація приладу із застосуванням сучасної елементної бази. Це дало можливість впровадити цифрове управління струмом плазми і забезпечити синхронізацію процесів генерації плазми та реєстрації спектра, що дозволило, в деяких випадках, збільшити точність одиничного вимірювання спектра більш ніж на 20%. За результатами випробувань макетів ВЧ і НВЧ генераторів для живлення створених на попередньому етапі роботи плазмотронів зроблено висновок про необхідність підвищення чутливості і роздільної здатності системи реєстрації в порівнянні з живленням плазмотрона постійним струмом, і струмом промислової частоти. У зв’язку з цим розглянута можливість застосування методу максимальної правдоподібності для оцінки параметрів спектральних ліній. У порівнянні до фільтрації з прямокутним ядром згладжування, що найчастіше застосовується в спектрометрії, цей метод дозволяє враховувати інформацію не тільки про амплітуду, але і про фазу та ширину спектральних ліній. Це сприяє підвищенню чутливості і роздільної здатності апаратури, що підтверджено результатами вимірювань. Єгоров А.Д.
6. Теоретично досліджені властивості аподизованних оптичних систем з частково заповненою апертурою. Такі системи можуть знайти застосування для реєстрації близько розташованих спектральних ліній, особливо тих, що сильно відрізняються за амплітудою. Ці системи досліджувалися на прикладах астрономічних задач, де проблема чутливості і роздільної здатності є особливо гострою. Єгоров А.Д.

НДР Просторово-часові нестаціонарні електромагнітні та акустичні взаємодії в системі атмосфера – море – речовина; вплив стану середовища та складних відбивачів на дистанційну діагностику при локаційному і ретрансляційному зондуванні та на метеорний радіозв’язок (шифр Обрій)

1. У класі напівмарковських вкладений процесів запропонована статистична модель негауссового сигналу, розсіяного сушею. З використанням експериментальних даних по зворотному розсіюванню від суші в НВЧ і ВВЧ діапазонах хвиль визначені параметри, що входять до її складу (просторові характеристики розсіяного сигналу від різних ділянок місцевості їх спектральні характеристики, а також їх залежність від сезону і погодних умов). Вивчено характеристики розсіювання окремими фрагментами рослинності. Практична цінність результатів полягає в тому, що запропонована модель дозволяє імітувати сигнали зворотного розсіювання від суші при високій роздільній здатності РЛС по дальності і азимутальної куту, а також оцінити робочі характеристики систем селекції і виявлення об’єктів на фоні суші. Луценко В.І., Луценко І.В.
2. Розглянуто методи аналізу даних реєстрації нестаціонарних процесів на прикладі акусто-електромагнітної емісій літосфери, електромагнітна компонента якої є складовою природного електромагнітного поля Землі з використанням даних, отриманих в сейсмічно активному регіоні Росії (полігон ІКІР ДВО РАН, р. Киримшина, Камчатка). Оцінено їх характеристики і запропонована статистична модель, яка використовує вкладені напівмарковських процеси і фінітні атомарні функції Кравченко. Запропоновано методи аналізу акусто-електромагнітного випромінювання літосферного походження. Луценко В.І., Луценко І.В.
3. Теоретично розглянута можливість використання випромінювання ГНСС для вирішення задач радіолокації. Використання випромінювань ГНСС для вирішення задач радіолокації розширює функціональні можливості приймачів ГНСС та їх конкурентоспроможність. Отримано бази даних сигналів ГНСС, які можуть використовуватися як для відпрацювання алгоритмів визначення координат, так і створення нових методів дистанційного зондування довкілля. Луценко В.І., Луценко І.В.

Виконання госпдоговірної тематики:

НДР “Радіолокаційна система підповерхневого зондування для контролю підповерхневої структури грунту (Георадар “ОДЯГ”). Розробка та поставка”. (Шифр Стамбул)

1. Спроектовано, виготовлено та поставлено замовнику (Технічному університету Йилдиз (ЙТУ) Туреччина.) експериментальний макет радіолокаційної системи підповерхневого зондування для контролю підповерхневої структури ґрунту (Георадар “ОДЯГ”). Прилад має низку унікальних характеристик, аналогів яким не існує в світі. Почанін Г.П., Рубан В.П.

НДР “Створення електронної системи реєстрації атомно-емісійніх спектрів для спектрографа ІСП-30. Договір №11 / 14-1102дп”

1. Спроектовано, виготовлено та поставлено замовнику (державному підприємству “Завод ім. В.О.Малишева” м. Харків) електронну систему реєстрації атомно-емісійних спектрів для спектрографа ІСП-30. Єгоров А.Д.

Найбільш вагомі результати фундаментальних досліджень.

НДР “Розвиток методів та вдосконалення засобів радіофізичної інтроскопії оптично непрозорих середовищ природного та штучного походження” (шифр Омега-2)

1. Оскільки відбиті сигнали, що їх приймає георадар, є, в математичному сенсі, згорткою імпульсної характеристики досліджуваного середовища і сигналу, що зондує, то цілком природно для визначення імпульсної характеристики застосувати зворотну процедуру – обернену згортку (або деконволюцію). Традиційні способи деконволюції в частотній області стикаються з проблемою появи занадто великих помилок, коли спектральні компоненти сигналу близькі до нуля за амплітудою. Тому було досліджено і визнано перспективним використання деконволюції в часові області. Результати тестування на змодельованих і експериментальних даних підтвердили цю тезу. Але, не зважаючи на потенційні переваги деконволюції, збільшена через недосконалість антенної системи тривалість сигналу, що зондує, обмежує роздільну здатність і точність георадарних вимірювань. В роботі експериментально досліджено шляхи забезпечення мінімальної тривалості випроміненого сигналу, якщо випромінювач збуджується безпосередньо встановленим на антені генератором потужних імпульсів на діоді з різким відновленням опору. Визначено оптимальні форму і розміри випромінювача, а також навантаження, які дозволяють мінімізувати тривалість сигналу і зберегти достатню ефективність випромінювання. Стробоскопічні перетворювачі з неповним зарядом мають ряд переваг щодо можливостей розширення робочої смуг частот і зменшення рівня шумів при прийомі і, завдяки цьому, перспективні з точки зору розширення можливостей георадіолокаційних систем. В результаті досліджень запропоновано коректний метод оцінки нестабільності синхронізації при прийомі НШС імпульсних сигналів такими перетворювачами. Можливість коректного визначення величини нестабільності надає змогу оптимізувати кількість накопичуваних сигналів і досягти суттєвого збільшення відношення сигнал / шум за умов збереження форми сигналів від викривлень при прийомі. Авторам не відомі публікації щодо коректного визначення параметрів нестабільності синхронізації стробоскопічних перетворювачів георадарів. Почанін Г.П., Масалов С.О, Рубан В.П., Шуба О.О., Орленко О.А., Холод П.В., Ситнік О.В.
2. Розвинуто методи селекції корисної інформації з відбитих від малорухомих об’єктів. Проведено експериментальні та теоретичні дослідження взаємодії багаточастотних зондувальних сигналів з біологічними об’єктами. Розроблено систему технічного зору, що складається з макету радіолокатора з безперервним зондувальним сигналом спеціальної форми та комплексу інтелектуальних адаптивних алгоритмів оброблення відбитих від цілі сигналів, за допомогою яких здійснюється виявлення живих людей прихованих за оптично непрозорими перешкодами. Розроблено та побудовано макет широкосмугової приймально-випромінюючої антенної системи дециметрового діапазону електромагнітних хвиль з мінімально можливим коефіцієнтом зв’язку між випромінюючим і приймальним трактами. Проведені натурні випробування макетів РЛС для рятівників і розроблені рекомендації по її використанню. Практична значущість досліджень полягає в розробці універсальних багатофункціональних пристроїв дистанційного зондування живих біооб’єктів які приховані за оптично непрозорими перешкодами. Такі пристрої можуть бути використані у рятувальних операціях, в медицині, хімічній та металургійній промисловості, а також для вирішення різноманітних завдань силових структур під час проведення антитерористичних операцій, тощо. Вязьмітінов І.А., Ситнік О.В., Мирошниченко Є.І., Клочко Г.І.
3. Побудована електродинамічна модель вузла збудження діелектричного хвилеводу круглого поперечного перетину в смузі частот стільникового зв’язку. Розроблено макет дифракційного випромінювача на базі циліндричного діелектричного хвилеводу поверхневих хвиль та кільцевого розсіювача. Проведено експериментальні дослідження ефективності випромінювання полів кільцевим розсіювачем на хвилі Е01 на трьох фіксованих частотах з вибраного діапазону. Сидоренко Ю.Б., Провалов С.А. Проведено дослідження характеристик ближніх полів дифракційних випромінювачів на базі комбіновних періодичних розсіювачів з прямими та скошеними решітками з метою отримання діаграм спрямованості косекансної форми. Провалов С.А., Гнатовський А.В. Побудовано математичну модель для розрахунків параметрів приймального пристрою мікрохвильового діапазону хвиль на основі круглого діелектричного хвилеводу та кільцевого розсіювача. Сидоренко Ю.Б., Кошпарьонок В.М. Проведено розрахунки амплітудно-часової залежності імпульсу електрорушійної сили (ЕРС) у витку нескінченно тонкого ідеального провідника, що охоплює магнітодіелектричний циліндр, при збудженні імпульсом електромагнітного поля з Гаусовою обвідною з високочастотним заповненням. Визначено взаємозв’язок між електродинамічними параметрами циліндра і часовими параметрами збуджуючого імпульсного електромагнітного поля, оптимальними з точки зору ефективного неспотвореного прийому сигналу. Огурцова Т.М., Сидоренко Ю.Б., Холод П.В.
4. Розроблено та виготовлено блок ініціювання розряду генератора плазми лабораторного макета портативного стилометра для якісного аналізу металевих сплавів в умовах лабораторії, заводського складу та цеху та розроблена схема мікропроцесорного управління блоком ініціювання розряду генератора плазми. Проведено аналіз загально-фізичних аспектів чутливості фотоелектричної реєстрації світлового потоку в режимі підрахунку фотонів та розроблена оптична схема спектрометра шмідтовської системи. Єгоров А.Д. Єгоров, В.А. , Єгоров С.А. , Єленська Л.І. , Сінельніков І.Є.

Виконання конкурсної тематики:

НДР “Радіолокаційний моніторинг технічного стану підповерхневої частини інженерних споруд” (Шифр Магістраль). Комплексна програма наукових досліджень НАН України “Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин” (“Ресурс”)

1. Проаналізовано методи обробки георадіолокаційних даних: кепстральний аналіз, деконволюція і покрокове віднімання відбиттів. Показано роботоспроможність цих методів на змодельованих і (частково) експериментальних даних. Визначено причини виникнення післяімпульсних коливань в зондуючому сигналі і вжито заходів для їх зменшення. Метод аналогового накопичення в стробоскопічному перетворювачі георадара впроваджено в експериментальному макеті георадара. Розроблено нову цифрову лінію затримки. Робочий діапазон затримок охоплює затримки від 0 до 600 нс. Це дозволяє реєструвати відбиті сигнали з відстані до 90 м (в повітрі), і до 10-15 м (в ґрунті). Розроблено програму керування стробоскопічним перетворювачем, яка забезпечує використання аналогового накопичення. Розроблено програми збору георадіолокаційних даних з використанням цифрової лінії затримки з розширеним діапазоном затримок. Доопрацьовано інструкції користувача георадара в частині методики пошуку підповерхневих дефектів в шаруватих середовищах. Результати досліджень відповідають сучасному рівню. Масалов С.О., Почанін Г.П., Рубан В.П., Холод П.В., Варяниця-Рощупкіна Л.А., Ситнік О.В., Шуба О.А., Корж В.Г., Орленко О.А.

Виконання госпдоговірної тематики:

НДР “Дослідження та удосконалення блоку керування георадаром «одяг-1» з метою встановлення на пересувну лабораторію” (Шифр Лабораторія)

1. Для прив’язки георадіолокаційних даних до маршруту зондування розроблено датчик переміщення для автомобіля RENAULT KANGOO (2008). Цей датчик використовує датчик швидкості автомобіля і забезпечує формування імпульсних сигналів для синхронізації при переміщенні автомобіля через кожні 23 см. Проаналізовано кілька основних алгоритмів усереднення, що надає розуміння, яким чином треба діяти, щоб підвищити якість георадіолокаційних даних, а також надає змогу для оптимального вибору параметрів зондування завчасно – під час планування георадіолокаційної зйомки. Розроблено програмне забезпечення, до якого входять програма мікропроцесора “Georadar_V1.6.3.3.3” для апаратного блоку георадара та програма прийому та відображення георадіолокаційних даних “SignalProcessoEx”. Розроблено “Настанову користувачеві” георадара. Удосконалення дозволили обладнати пересувну лабораторію вимірювальним комплексом «ОДЯГ-1» для подальшого його доопрацювання на основі випробувань у виробничих умовах. Досягнуті результати відповідають сучасному рівню досліджень в цій галузі і не мають аналогів в Україні. Почанін Г.П., Рубан В.П., Шуба О.А., Корж В.Г.

Найбільш вагомі результати фундаментальних досліджень.

НДР «Розвиток методів та вдосконалення засобів радіофізичної інтроскопії оптично непрозорих середовищ природного та штучного походження» (шифр “Омега-2”)

Чутливість локаторів обмежується високим рівнем шумів, які мають місце, коли робоча смуга частот сягає кількох Гігагерц. Це проблема, яка перешкоджає широкому застосуванню надширокосмугових радіолокаційних систем. В таких радарах для точної реєстрації сигналів, які приймаються, використовують стробоскопічні перетворювачі. З метою збільшення динамічного діапазону стробоскопічного приймального пристрою надширокосмугового радіолокатора запропоновано застосування аналогового накопичення. Для з’ясування ефективності його використання авторами вирішена модельна задача стробоскопічного перетворення та проведені відповідні експерименти для перевірки теоретичних висновків. Досліджено вплив аналогового накопичення сигналів на такі характеристики стробоскопічного перетворювача, як коефіцієнт передачі, перехідна характеристика, робоча смуга частот. Показано, що аналогове накопичення призводить до зменшення часу зростання перехідної характеристики та відповідно до розширення робочої смуги частот стробоскопічного перетворювача, в той же час коефіцієнт передачі залишається незмінним. Результати дослідження будуть використані для створення високочутливої надширокосмугової радіолокаційної апаратури. Нам відомо, що в Україні аналогів цього підходу не існує. Щодо закордонних аналогів, то отриманий нами результат відноситься до розряду “know-how”, яке закордонні компанії – розробники апаратури воліють не публікувати широко. Тому порівняння з закордонними аналогами є проблематичним. Рубан В.П., Почанін Г.П., Шуба О.О., Почанін О.Г.

Розвинуто методи селекції корисної інформації з відбитих від малорухомих об’єктів зондувальних сигналів. Для підвищення ефективності алгоритмів обробки відбитих від об’єктів сигналів використані стохастичні методи приймання сигналів за умов апріорної невизначеності щодо розподілів щільності ймовірності завад. Проведені дослідження електродинамічних властивостей надширокосмугових узгоджувальних систем з метою їхнього використання у приймально-випромінюючих антенних системах із мінімально можливим коефіцієнтом зв’язку між випромінюючим і приймальним трактами дециметрового діапазону електромагнітних хвиль. Розроблено структурну схему макету РЛС для рятівників дециметрового діапазону хвиль. Проведені натурні випробування макетів РЛС для рятівників і розроблені рекомендації по її використанню. Отримані результати знаходяться на рівні світових досягнень в галузі. Аналогів в Україні немає. Вязьмітінов І.А., Ситнік О.В., Мирошниченко Є.І., Клочко Г.І.

На основі попередніх теоретичних розрахунків зроблено збуджувач та приймальний вузол поверхневих хвиль Е01-типу у діелектричному циліндричному хвилеводі. Експериментально досліджено електродинамічні характеристики збуджених полів у циліндричному діелектричному хвилеводі. Показано, що у заданому діапазоні довжин хвиль нерівномірність рівня збудження не перевищує 20%, що є достатнім для побудови експериментального зразку циліндричного дифракційного випромінювача. Сидоренко Ю.Б., Провалов С.А.

Розроблено та виготовлено макет генератора струму і схеми мікропроцесорного управління портативного стилометра та продовжено випробування генератора плазми потужністю порядку 200Вт, на частотний діапазон 5-20мГц. Створено низькотемпературний діагностичний стенд та програми тестування фотоелектричного детектора. Вивчено вплив температури кристала фотодетектора на показники точності й чутливості аналізу елементного складу металевих зразків. По результатам досліджень в Вісник НТУУ “КПІ” (серія Приладобудування) направлено статтю Єгорова А.Д., Синельникова І.Є. та ін. “Исследование температурных эффектов при регистрации спектров фотоэлектрическими детекторами”. Розробки впроваджуються в народне господарство у вигляді госпдоговірної теми згідно договору №11/14-1102дп “Створення електронної системи реєстрації атомно-емісійних спектрів для спектрографа ИСП-30” на державному підприємстві “Завод ім. В.О.Малишева” м.Харків. Єгоров А.Д.

НДР «Розробка нових моделей та методів вивчення тонкої структури електромагнітних полів у діапазоні частот від одиниць мегагерц до десятків гігагерц у природних неоднорідних, анізотропних середовищах та поблизу поверхонь їх розподілу для задач дистанційного зондування та радіолокації» (шифр «Теразонд»)

Виконані роботи у напрямку «Дослідження можливості використання пасивних (радіометричних) систем формування зображень у міліметровому діапазоні радіохвиль для задач автоматизованого розподілу паперової сировини (макулатури) на окремі види при її вторинній переробці», з метою зменшення експлуатаційних витрат, покращення ефективності сортування та усунення ручної праці. В ході досліджень: проведені експериментальні вимірювання радіофізичних властивостей вторинної паперової сировини, виявлені інформаційні параметри, запропоновані способи їх спостереження та реєстрації; сформовані пропозиції щодо модифікації вже існуючих (розроблених) систем радіобачення міліметрового діапазону хвиль для їх промислового використання в установках розподілу вторинної паперової сировини на класи, а також сформовані пропозиції щодо складу датчиків та алгоритмам обробки даних для «інтелектуальної» частини промислової установки для автоматизованого розподілу вторинної паперової сировини. Робота не має аналогів в Україні. Аналоги у світі не відомі.

Наукова та практична значимість досліджень полягає у тому, вони є підготовчим етапом для наступної дослідно-конструкторської роботи з розробки промислової установки для автоматизованого сортування вторинної паперової сировини. Впровадження таких установок у галузі переробки вторинної паперової сировини дозволить уникнути використання ручної праці на етапі сортування паперової сировини, що зменшить експлуатаційні витрати та поліпшить ефективність використання вторинних ресурсів, що, у свою чергу, підвищить економічні показники у галузі переробки та буде сприяти збереженню та поліпшенню стану навколишнього середовища. Шило С.А.

НДР «Радіолокаційний моніторинг технічного стану підповерхневої частини інженерних споруд» (шифр “Магістраль”)

На другому етапі продовжено удосконалення методу обробки результатів вимірювання товщини шарів покриття та проведено експериментальні дослідження. Теоретично проаналізовано різні конструкції антенної системи з точки зору підвищення чутливості георадара до виявлення тріщин та проведено експерименти щодо перевірки методу пошуку тріщин, на який авторами цієї роботи одержано патенти України № 95157 та № 81296. Теоретично досліджено задачу відновлення форми об’єктів, що зондуються надширокосмуговим імпульсним методом, за допомогою методу мікрохвильової томографії. В роботі використано підхід до зондування з диференційною антенною системою запатентований виконавцями проекту в патенті № 81652 України. З метою розширення діапазону спостереження (за часом, а відповідно і за глибиною) було запропоновано оригінальний спосіб забезпечення розширеного діапазону затримок стробімпульсів. Розроблено електричні схеми нової цифрової лінії затримки, виготовлено друковані плати, проведено тестування лінії затримки, приєднано її до макету георадара і проведено експерименти, які довели працездатність такої лінії затримки і, разом з тим, високу точність задавання необхідних часових інтервалів. Оскільки це цифрова схема, що керується за допомогою комп’ютера, було розроблено відповідне програмне забезпечення, яке надало змогу керування за допомогою комп’ютерних програм, якими оснащено георадарЕкспериментально досягнуто затримки до 200 нс. Це відкриває можливість прийому радіолокаційних сигналів з глибин, що приблизно дорівнюють 10 м. Наразі з’ясовується можливість патентування цього способу. Масалов С.О., Почанін Г.П., Рубан В.П., Варяниця-Рощупкіна Л.А., Шуба О.А., Почанін О.Г.

НДР «Використання випромінювань штучних супутників землі та телевізійних центрів для дослідження атмосферних процесів» (шифр „Діагностика”)

Досліджено вплив Сонця на характеристики сигналів ГНСС та телевізійних центрів. Розглянуто можливість використання кутів приходу сигналу на заобрійній трасі для виявлення рефракційних властивостей тропосфери. З використанням записів рівня заобрійного УКХ сигналу вивчено сезонні та добові зміни тропосферної рефракції. Розроблено методика діагностики тропосферної рефракції за зміною рівня сигналу протягом доби та виявлення на трасі поширення інверсійних шарів. Для вивчення сезонної та добової залежностей коефіцієнта заломлення тропосфери, а також встановлення зв’язку між ним та рівнями сигналів ШСЗ й телевізійного центру проаналізовані метеорологічні характеристики для різних регіонів країни. Додатково проведені вимірювання коефіцієнта заломлення за допомогою створеного радіорефрактометра та штатних метеопараметрів тропосфери (тиску, вологості, температури) з використанням розробленої портативної метеостанції, які входять до складу вимірювального комплексу (пункт прийому супутникової інформації ім. А.І. Калмикова ІРЕ НАН України). До його складу також входять 3 одночастотні приймачі ГНСС СН-4717, приймач сигналів метеорологічних супутників NОАА, одно частотний приймач СН-4706 з параболічною антеною, та двочастотний приймач ГНСС «Бриз».

Розглянуті можливості діагностики атмосфери та підстилаючої поверхні за прийнятими гнсс сигналами. Продовжено створення методики визначення рефракційних параметрів тропосфери та іоносфери, за кутами радіозаходів ШСЗ. Вимірювання псевдовідстаней та змін координат вимірювального пункту використані для розробки методів діагностики атмосферної рефракції та виявлення вологонасичених хмар на трасі поширення сигналу. Розпочато дослідження впливу шорсткості поверхні, що підстилає на рівень флуктуацій сигналу ГНСС.

Запропоновано для дослідження атмосферних неоднорідностей як природного так і штучного характеру, дистанційного зондування підстилаючих поверхонь використовувати підсвічування ГНСС сигналами. Отримано сезонні та добові зміни характеристик тропосфери для різних регіонів, а також зміни характеристик ГНСС сигналів внаслідок впливу тропосфери та іоносфери. Приведені сезонні зміни вологої складової зенітної тропосферної затримки. По даним, отриманим за допомогою ШСЗ проведено аналіз зміни запасів вологи в атмосфері та інтенсивності дощу. Оцінено повний електронний вміст по результатам вимірювань двочастотного приймача ГНСС сигналів. Луценко В.І.

НДР «Визначення орієнтації, координат, взаємного положення та параметрів руху об’єктів у космосі з використанням гнсс технологій» (шифр „Кут”)

Для відпрацювання алгоритмів вимірювання параметрів кутової орієнтації (ПКО) космічних апаратів за допомогою ГНСС – технологій створено вимірювальний комплекс на основі трьох одно-частотних навігаційних приймачів СН-4719 розробки ТОВ «Навіс-Україна», антени яких розміщені на поворотній системі від малогабаритної РЛС 1РЛ-133. Цей комплекс дозволив дослідити похибки визначення орієнтації об’єктів при змінах їх курсового кута та крену. Створено спеціальні програмне забезпечення та методики вимірювання, за допомогою яких визначаються ПКО. Макет високоточної кутомірної системи дозволив працювати як при фіксованому положенні антен по азимуту та куту місця, так і в динамічному режимі (при поворотах антенної системи з кутовими швидкостями 4град/с або 8град/с). З використанням імітатору ГНСС сигналів створено сценарії імітації зближення двох космічних об’єктів (КО). Вихідні дані координат реальних КО при зближенні були надані Конструкторським бюро Південне (м. Дніпропетровськ). За допомогою імітатора створено навігаційні сигнали в місті розташуванні КО та проведено тестування приймачів системи навігації при їх роботі на високо динамічних КО які зближуються і оцінена похибка визначення взаємної відстані.

Вирішена алгоритмічна задача побудови супутникового навігаційного поля для різних висот космічних об’єктів з використанням імітатора. При цьому в сценарії імітації навігаційного поля враховані параметри тропосфери та, в першу чергу, іоносфери Землі, що дає можливість відпрацьовувати алгоритми роботи приймачів, та методики керування КО ще до запуску об’єктів в умовах Землі.

Продовжені дослідження методів високоточного GPS- визначення параметрів кутової орієнтації (ПКО) рухомих об’єктів, в якому реалізований варіант кутомірної системи з використанням незалежних GPS приймачів з несинхронізованими годинниками. Проведено експериментальні дослідження визначень ПКО рухомих об’єктів. Експериментально показано, що розроблений прототип кутомірної системи дозволяє визначати кути з точністю (СКП): курсу, крену та тангажу не гірше 0,3 кут. град.

Обґрунтовано конструктивні особливості побудови чутливого елементу супутникового акселерометра. Розроблено моделі його динаміки та стійкості. Досліджено вплив дестабілізуючих факторів на похибки вимірювання. Проведено чисельне моделювання. Луценко В.І.

Використання результатів досліджень у народному господарстві.

НДР «Дослідження та удосконалення апаратної частини вимірювального комплексу «Одяг-1» з метою забезпечення георадарної зйомки при русі зі швидкістю потоку» (Шифр „Поток”)

Зроблені оцінки та з’ясовано, що технічні характеристики георадара мають можливість забезпечити збір георадіолокаційних даних підчас руху лабораторії і швидкістю 30 км/г з такими параметрами, як кількість вибірок на один сигнал – 1024 (при зондуванні без накопичення) та шаг зчитування вздовж ділянки зондування ≤ 1,7 см. Проаналізовано низку алгоритмів і оцінено їх вплив на можливість підвищення продуктивності георадарної зйомки. (Під продуктивністю, в даному випадку, розуміємо довжину обстеженої ділянки за одиницю часу. Проаналізовано підходи до побудови датчика переміщення, необхідного для точного визначення місця, на якому проводилось зондування, на ділянці маршруту. Розроблено принципові електричні схеми апаратури для передачі даних до георадара та комп’ютера, зроблено відповідні удосконалення в блоці керування, виготовлено друковані плати та макети. Плати перевірені у складі георадара, розроблено програмне забезпечення для прийому сигналів відліку та передачі цих сигналів в блок керування для завдання необхідних режимів зйомки, а також для запису довжини пройденого шляху. Отримані результати є кроком до удосконалення апаратної частини вимірювального комплексу «ОДЯГ-1» з метою оснащення ним пересувної лабораторії і забезпечення моніторингу стану дорожніх одягів при русі зі швидкістю транспортного потоку. Почанін Г.П.

Георадіолокаційний метод є неруйнівним методом, що дозволяє безконтактно, при русі вимірювального комплексу по дорозі, визначати місця та ступінь пошкодження підповерхневої частини покриття дороги. Розпочато дослідження, метою яких є оснащення георадарним комплексом пересувної лабораторії, яка матиме можливість збирати дані для оцінки стану доріг при русі в транспортному потоці. Це надасть змогу оперативно визначати проблемні місця на дорогах своєчасно планувати ремонт, попереджувати про наявність небезпечних ділянок (іноді автомобілі провалюються під землю на ділянках, які з поверхні здаються цілком нормальними) і, завдяки цьому, уникати аварійних ситуацій. На відміну від існуючих методів контролю, розроблений комплекс дає змогу визначення наявності дефектів та локалізації їх безперервно протягом всієї дороги, а не вибірково, що дозволяє своєчасно і з меншими витратами здійснювати ремонтні роботи. Закордонні аналоги поступаються точністю в визначені товщини шарів дорожнього одягу і є значно дорожчими. Результати буде впроваджено в експериментальному макеті комплексу в складі лабораторії УКРАВТОДОРА. Комплекс є результатом багаторічних досліджень. В 2014 році ці дослідження виконувались в межах трьох робіт “ОМЕГА-2”, “МАГІСТРАЛЬ”, “ПОТОК”. Слід зазначити, що на сьогодні дослідження ще не завершені. Наступними є завдання з оснащення пересувної лабораторії, а далі – розширення смуги аналізу. (Теперішній комплекс охоплює тільки відносно вузьку смугу дороги – порядку 0,3 м). Масалов С.О., Почанін Г.П, Рубан В.П., Шуба О.О., Холод П.В., Орленко О.А., Варяниця – Рощупкіна Л.А., Корж В.Г., Огурцова Т.М., Почанін О.Г., Дмитрук О.І., Чумак К.Т., Бойко А.С.

Найбільш вагомі результати фундаментальних досліджень.

НДР «Розвиток методів та вдосконалення засобів радіофізичної інтроскопії оптично непрозорих середовищ природного та штучного походження» (шифр “Омега-2”)

Розвинуто методи селекції корисної інформації з відбитих від малорухомих об’єктів зондувальних сигналів. Для підвищення ефективності алгоритмів обробки відбитих від об’єктів сигналів використані стохастичні методи приймання сигналів за умов апріорної невизначеності щодо розподілів щільності ймовірності завад. Розроблено структурну схему макету РЛС дециметрового діапазону хвиль для рятівників. Натурні випробування макетів РЛС довели, що отримані результати знаходяться на рівні світових досягнень в галузі. Аналогів в Україні немає. Наукова значущість результатів полягає у виявленні особливостей відбитих від живої людини сигналів та побудові адекватних ймовірностних моделей процесів, що спостерігаються. Практична значущість досліджень полягає в можливості розробки та використання універсальних багатофункціональних пристроїв дистанційного зондування для виявлення живих біооб’єктів, прихованих за оптично непрозорими перешкодами. Такі пристрої можуть бути використані у рятувальних операціях, в медицині, хімічній та металургійній промисловості, а також для вирішення різноманітних завдань силових структур під час проведення антитерористичних операцій, тощо. Вязьмітінов І.А., Ситнік О.В., Мирошниченко Є.І., Клочко Г.І.

НДР «Електродинаміка відновлення інформаційних параметрів середовищ з використанням атомарних функцій та вейвлетів» (Шифр “Ромашка”). Спільний конкурс НАН України – РФФД 2012 р. Грант №7/12.

З використанням атомарних функцій розроблено методи оптимального та квазіоптимального приймання НШС несинусоідальних сигналів та систему цифрового оброблення радіофізичної інформації для радіолокаційної системи виявлення малорухомих об’єктів вкритих оптично непрозорими шарувато-неоднорідними середовищами. Розроблено і перевірено радіофізичне обладнання, що входить до вимірювального стенду, який дозволяє проводити експериментальні дослідження властивостей тропосфери. Зокрема, вплив умов розповсюдження електромагнітних хвиль на похибки вимірювання координат приймачами систем глобальної супутникової навігації. За допомогою апарату атомарних функцій створені нові методи опису статистик нестаціонарних напівмарковских процесів та модифіковане програмне забезпечення. Розроблені модифіковані методи синтезу апертури в РСА, які дозволили підвищити якість радіотеплових зображень об’єктів на поверхні землі. Розроблені методи значно підвищують точність вимірювань радіофізичними методами. Результати методичної частини роботи є унікальними, такими, що не мають аналогів в світі. Використання розроблених методів дозволяє отримувати практичні результати, що знаходяться на рівні кращих світових досягнень. Масалов С.О., Ситнік О.В., Луценко В.І.

НДР «Радіолокаційний моніторинг технічного стану підповерхневої частини інженерних споруд» (Шифр “Магістраль”) Комплексна програма наукових досліджень НАН України “Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин” („РЕСУРС”)

На першому етапі проведено низку теоретичних досліджень, спрямованих на оцінку можливостей георадіолокаційної системи з глибини зондування та підвищення роздільної здатності георадара. Розроблено принципові схеми, друковані плати, макети складових частин вимірювальної апаратури, які, завдяки суттєво удосконаленим характеристикам, мають забезпечити збільшення глибини зондування та підвищення вірогідності виявлення дефектів в спорудах. Протестовано макет георадара під час виконання моніторингу ділянки дороги. На основі отриманого досвіду заплановано низку удосконалень апаратури збору даних. Характеристики макету георадара відповідають рівню провідних світових розробок. Почанін Г.П., Масалов С.О., Рубан В.П., Шуба О.А.

НДР «Використання випромінювань штучних супутників землі та телевізійних центрів для дослідження атмосферних процесів» (шифр „Діагностика”) (Виконується відповідно до Цільової комплексної програми НАН України з наукових космічних досліджень на 2012-2016 рр. та розпорядження Президії НАН України від 01.02.2013 № 56)

Розроблено нові та вдосконалено існуючі вимірювальні комплекси для реєстрації сигналів метеорологічних (НОАА), та навігаційних (ГЛОНАСС, GPS) супутників Землі. Проведено аналіз сигналів телевізійних центрів на заобрійній трасі. Проведені попередні експерименти в різні сезони, при різних метеоумовах та оброблено їх результати. Методи та методики введення корекції на тропосферну та іоносферну рефракції дозволяють зменшити вплив умов поширення радіохвиль і підвищити точність визначення координат сучасними навігаційними системами. В Україні аналогів немає. Луценко В.І., Попов Д.О.

НДР «Визначення орієнтації, координат, взаємного положення та параметрів руху об’єктів у космосі з використанням ГНСС технологій» (шифр „Кут”) (Виконується відповідно до Цільової комплексної програми НАН України з наукових космічних досліджень на 2012-2016 рр. та розпорядження Президії НАН України від 01.02.2013 № 56)

Розроблено методики визначення положення, орієнтації та відстані між об’єктами у космосі з використанням ГНСС. Створено сценарії імітації ГНСС сигналів. Розроблено макетні зразки вимірювального комплексу. Проведено попередні експериментальні дослідження, оброблено їх результати. Запропоновано алгоритм вилучення з вирішення навігаційної задачі супутників з великим рівнем флуктуацій сигналів, який пов’язаний з впливом умов поширення радіохвиль і призводить до появи аномально високих похибок вимірювання координат. Не має аналогів в Україні. Луценко В.І.

Використання результатів досліджень у народному господарстві.

Георадіолокаційний метод дозволяє своєчасно і без пошкодження існуючого дорожнього покриття визначати місця та ступінь пошкодження підповерхневої частини покриття дороги. Тим самим досягається значна економія коштів щодо утримання дроги в якнайкращому стані. На відміну від існуючих методів контролю, розроблений комплекс дає змогу визначення наявності дефектів та локалізації їх безперервно протягом всієї дороги, а не вибірково, що дозволяє своєчасно і з меншими витратами здійснювати ремонтні роботи. Комплекс є результатом багаторічних досліджень. В 2013 році ці дослідження виконувались в межах трьох робіт “Омега-2”, “Ромашка”, “Магістраль”. Масалов С.О., Почанін Г.П, Рубан В.П., Шуба О.О., Холод П.В., Орленко О.А., Варяниця – Рощупкіна Л.А., Корж В.Г., Огурцова Т.М., Почанін О.Г., Дмитрук О.І., Чумак К.Т., Бойко А.С.

Найбільш вагомі результати фундаментальних досліджень.

НДР «Розвиток методів та вдосконалення засобів радіофізичної інтроскопії оптично непрозорих середовищ природного та штучного походження» (шифр «Омега-2)

1. Проаналізовано існуючі методи математичного опису джерела електромагнітного випромінювання. Виявлено існування недоліків та брак точності обчислювання полів при моделюванні двовимірних електродинамічних задач методом скінчених різниць у часовій області. Запропоновано шлях уточнення математичної моделі джерела випромінювання. Результати відповідають світовому рівню досліджень в цій галузі. Варяниця-Рощупкіна Л.А., Почанін Г.П.
2. Створені нові та розвинені відомі методи виділення інформаційних сигналів, що мають завади, та спектри яких перекриваються із спектрами інформаційної частини сигналу, створені алгоритми для комплексного оброблення сигналів, у тому числі різної природи, наприклад електромагнітних та акустичних. Зокрема, метод виділення спектральних компонент інформаційного сигналу, які породжені процесом дихання та серцебиття людини, вперше побудовано на основі теорії періодично корельованих процесів, а щільність ймовірності залається на гратковій функції з періодом, що визначається найбільш ймовірним періодом процесу. Розроблено структурну схему та визначено конструктивні параметри макету РЛС для рятівників, у якому процедура формування кодів Мерсена та алгоритми оброблення сигналів виконуються у одному мікропроцесорі. Шляхом комп’ютерного моделювання визначено конструктивні параметри компактної приймально-передавальної антени з високим розв’язком між приймальною та передавальною частинами. Ситнік О.В., Вязьмітінов І.А., Мирошниченко Є.І.
3. Проведено інженерне конструювання та розроблено функціональну структуру експериментального стенда для визначення характеристик збуджуючого та приймального пристроїв поверхневих хвиль круглого діелектричного хвилеводу. На основі побудованого стенду проведено початкові експериментальні дослідження електродинамічної структури ближніх полів збуджувача хвилеводів з круговою симетрією на хвилі Е01. На експериментальному стенді № 2 було проведено дослідження характеристик радіопрозорих екранів як обтікачів антен дифракційного випромінювання. Дано аналіз параметрів проминулих полів для різних композитних матеріалів у випадку Е-поляризації. Сидоренко Ю.Б., Провалов С.А.
4. Створені нові спектральні методи дослідження процесів генерації холодної плазми. Розроблено і виготовлено макетний варіант імпульсного генератора плазми і діагностичний стенд та програми тестування роботи імпульсного генератора. Єгоров А.Д., Єгоров В.А., Єгоров С.А., Єленська Л.І.

НДР «Електродинаміка відновлення інформаційних параметрів середовищ з використанням атомарних функцій та вейвлетів» (шифр “Ромашка”). Спільний конкурс НАН України – РФФД 2012 р. Грант №7/12

Розроблено частини вимірювального стенду для проведення експериментальних досліджень з георадіолокаційного зондування природних та штучно утворених середовищ. Характеристики елементів стенду відповідають рівню провідних світових розробок. Стробоскопічний приймальний блок конструктивні має особливості, які запропоновано і вперше доведено до рівня експериментального зразка. Рубан В.П., Шуба А.А.

НДР «Розроблення методів та технологій зниження впливу умов поширення радіохвиль на точність визначення координат приймачами систем глобальної навігації» (Шифр „Тропосфера”) (2011-2012). замовник Держінформнаука.

Проведені дослідження пріоритетні для України. Роботу виконано згідно постанов КМУ від 01 серпня 2012 р. № та 26 вересня 2011 р. № 126 в рамках “Державного замовлення на розроблення найважливіших новітніх технологій за пріоритетними напрямами розвитку науки і техніки”, напрямок „Інформаційно- комунікаційні технології”.

Отримані основні наукові результати:

• Для врахування негауссової поведінки коефіцієнту заломлення запропоновано його опис з використанням напівмарківських вкладених процесів. Вперше експериментально показано, що щільність розподілу коефіцієнту заломлення впродовж сезону можна описувати фінітними атомарними функціями Кравченко-Рвачова.
• Встановлено, що для коефіцієнта заломлення тропосфери мають місце добові зміни. Вони приводять до добових змін зенітних тропосферних затримок, які не враховуються існуючими моделями. Запропонована емпірична модель, яка їх враховує.
• Запропоновано використовувати кути радіозаходів супутників ГНСС для діагностики тропосферної рефракції та дальності дії радіосистем, зокрема радіолокаційних, що дозволяє розширити функціональні можливості приймачів ГНСС, а також проводити діагностику дальності дії радіосистем без випромінювання тестуємої системи, що не демаскує її.
• Показана можливість виявлення небезпечних метеорологічних явищ, наприклад, зон злив за флуктуаціями псевдовідстаней та змінами висоти, визначеними за допомогою приймачів ГНСС. Луценко В.І., Луценко І.В.

НДР «Використання діелектричних властивостей повітряного та водного середовищ для їх моніторингу» (шифр «Кредо». (2011 р.-2012 р.). Грантом НАН України для молодих вчених (Постанова Президії НАН України від 22.06.11 № 203), № держ. реєстрації 0111U007102:

Встановлено розподіл електромагнітних полів і характеристики різних типів квазіоптичних резонаторів для з’ясування можливості їх використання як комірок діелектрометра. Досліджено стабілізуючі властивості високодобротних квазіоптичних резонаторів щодо частот твердотільних генераторів на діодах Ганна. Виявлені відмінності діелектричних характеристик чистого й забрудненого повітряного і водного середовищ у міліметровому та оптичному діапазонах хвиль, які потрібні для створення радіофізичних методів їх моніторингу. Кривенко О.В., Луценко І.В.

Виконання досліджень та розробок за господарськими договорами:

НДР «Розробка та дослідження антенного блоку для георадіолокаційного зондування дорожніх одягів» (шифр “Антена”).

Виконано моделювання та з’ясовано особливості формування та енергетичні характеристики полів дифракції на шарах, що моделюють шаруваті покриття дорожнього одягу. На підставі отриманих результатів оцінені можливості виявлення і точність визначення положення меж, що розділяють шари. Розроблена і виготовлена апаратура експериментального зразка антенного блоку. Проведено лабораторні та польові випробування. Підвищено точнісні характеристики радіолокаційного методу визначення товщини конструктивних шарів в асфальтобетонному покритті. Результати відповідають рівню кращих світових зразків.

Антенний блок, який було розроблено за проектом “Антена”, є основною складовою частиною радіолокатора підповерхневого зондування, призначеного для моніторингу стану асфальтобетонного покриття на автошляхах з покриттям нежорсткого типу. Робота є складовою частиною проекту “Вимірювальний комплекс для георадарних досліджень дорожніх одягів з метою оперативного контролю їх товщини при обстеженні, будівництві та капітальному ремонті”, виконуваного за замовленням Державного агентства автомобільних доріг України “Укравтодор”. Головний виконавець проекту – Харківській національний автомобільно-дорожній університет, виконавці: Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова Національної академії наук України та Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна. За результатами тестування в реальних умовах розроблений вимірювальний комплекс продемонстрував точність визначення товщини шарів дорожнього покриття, яка не гірша за 2 мм. Це дає змогу контролювати якість виконання робіт з будівництва та ремонту доріг. Радіолокаційний метод є неруйнівним методом моніторингу. Регулярне застосування його на дорогах країни дозволяє своєчасно і без пошкодження існуючого дорожнього покриття визначати, чи треба здійснювати ремонт покриття дороги, в якому саме місці, та в яких об’ємах. Тим самим велика частина руйнівних експертиз стає непотрібною, досягається значна економія коштів щодо утримання дроги в якнайкращому стані. Завдяки високій швидкості передачі радіолокаційних даних до комп’ютера, яку досягнуто в розробленій апаратурі, процес георадіолокаційного зондування може відбуватися під час руху вимірювального комплексу по дорозі. Це дозволяє здійснювати моніторинг, не зупиняючи рух транспорту по дорозі. На відміну від існуючих методів контролю, розроблений комплекс дає змогу визначення наявності дефектів та локалізації їх безперервно протягом всієї дороги, а не вибірково, що дозволяє своєчасно і з меншими витратами здійснювати ремонтні роботи. Почанин Г.П, Рубан В.П., Шуба А.А., Почанин А.Г., Холод П.В., Орленко А.О., Варяница – Рощупкина Л.А., Дмитрук Е.И., Чумак Е.Т.

НДР «Дослідження та удосконалення експериментального зразка георадарного обладнання для дефектоскопії шарів дорожнього одягу методами підповерхневого зондування». (шифр “Позиція”)

Виконано моделювання та з’ясовано особливості формування та енергетичні характеристики полів дифракції на тріщинах і зонах розущільнення. На підставі отриманих результатів оцінені можливості виявлення і точність визначення положення зон розущільнення. Розроблено пристрій позиціонування для прив’язки георадіолокаціонних даних. Розроблено програмне забезпечення для завантаження програми мікропроцесора. Вперше в світі проведено методичне вивчення особливостей полів дифракції на дефектах у дорожньому одязі. Отримані результати є основою методик пошуку дефектів в дорожньому одязі з використанням георадіолокаційних методів. Почанін Г.П.

НДР «Розробка системи управління генератором плазми і модернізація електродного блоку спектрографа ИСП-28» (Шифр “Червоний Жовтень”)

Відомо, що загальна похибка визначення процентного складу елементів при аналізі невідомого зразка спектральними методами дорівнює векторній сумі похибок усіх блоків, що входять до складу вимірювального комплексу. Найбільш вагомий внесок в загальну помилку вимірювання дає блок генерації плазми. В зв’язку з цим були проведені дослідження впливу енергетичних і просторових нестабільностей плазмового утворення на метрологічні характеристики вимірювального комплексу в реальних заводських умовах. Були розроблені заходи по стабілізації роботи генератора плазми і оптимізовані параметри електродного блоку спектрографа ИСП-28, що входить до складу комплексу. Впровадження цих заходів на заводі “Червоний Жовтень” (м. Харків) дало змогу значно підвищити точність вимірювань (в середньому на 30%), в декілька разів скоротити час проведення аналізів та спростити саму процедуру їхнього проведення.

Подолання економічної, екологічної і фінансової кризи можливе на шляху переходу на реноваційний шлях розвитку народного господарства, за рахунок оновлення елементів основних виробничих фондів, засобів виробництва (машин, обладнання, інструменту), що вибувають внаслідок фізичного та морального старіння. На цьому шляху в десятки разів може зрости ефективність виробництва і відповідно покращені екологічні та соціогуманітарні показники (зменшено безробіття) та зменшено енергоспоживання. Особливо це стосується галузі приладобудування. Проведення модернізації приладів старих випусків з застосуванням засобів сучасної електроніки та комп’ютерної техніки відкриває можливість перетворення їх в потужні сучасні прилади. Необхідні для цього фінансові й інші виробничі затрати значно менші, порівняно з придбанням сучасних імпортних приладів аналогічного класу. Яскравим прикладом такого підходу являється виконання господарського договору між ІРЕ НАН України та заводом “Червоний Жовтень” (м. Харків) №20/11 від 12.12.2011р.. Модернізація заводської апаратури, що проведена в рамках цього договору, дала змогу заводу одержати сучасний комплекс приладів, заощадивши при цьому декілька десятків тисяч доларів (вартість аналогічного по параметрам імпортного устаткування). Це дозволяє Центральній лабораторії заводу вийти на рівень вимог світових стандартів точності на спектральні вимірювання, що необхідно для представлення його продукції на європейському ринку. Єгоров А.Д., Єгоров В.А., Єгоров С.А., Єленська Л.І.

Найбільш вагомі результати фундаментальних досліджень.

НДР “Методи та засоби радіофізичної інтроскопії оптично непрозорих середовищ” (шифр “Омега”)

1. Запропоновано принцип побудови поляриметричної антенної системи для георадара (отримано патент України № 95157), яка дозволяє разом з високою, характерною для моностатичної конфігурації, точністю визначати товщину підповерхневих шарів, а також факт існування в підповерхневих шарах, орієнтацію та глибину залягання об’єктів, що де поляризують відбите поле, навіть у випадках, коли область зондування безпосередньо прилягає до антени. Запропоновано стробоскопічний спосіб реєстрації сигналів (отримано патент України № 96241), завдяки якому стало можливо шляхом змінення тривалості вибірки досягти збільшення чутливості приймача надширокосмугового імпульсного георадару до слабких сигналів, які надходять після розсіювання від об’єктів, які залягають на більших глибинах. Не існує аналогів в світі. Почанін Г.П., Рубан В.П., Холод П.В.
2. Розроблені алгоритми паралельного формування 12-ти канальних псевдо випадкових фазокодоманіпульованих зондувальних сигналів для РЛС ближнього радіусу дії. Розроблене та протестоване програмне забезпечення блоку цифровго оброблення сигналів. Виготовлені принципові схеми блоку цифрового оброблення сигналів та аналогової частини РЛС. Виконане комп’ютерне моделювання структури РЛС. Розроблені та виготовлені додаткові вузли РЛС з метою підвищення вірогідності виявлення людей за перешкодами. Здійснено розробку конструкції та виготовлено експериментальний макет РЛС діапазону 1,8- 2,0 ГГц. Отримані результати не мають аналогів в Україні. Вязьмітінов І.А., Ситнік О.В., Мірошниченко Е.І., Клочко Г.І.
3. Створено експериментальний зразок багаточастотної радіометричної системи для отримання радіотеплових зображень людини у сантиметровому та міліметровому діапазонах хвиль. Спроектовано, виготовлено елементи системи та проведено їх іспити, розроблено конструкторську документацію та прикладне програмне забезпечення. Створений зразок багато-частотної радіометричної системи планується у подальшому використовувати при проведенні досліджень у галузі ближньої радіотеплової локації біологічних об’єктів, а також при розробці новітніх методів дистанційного контролю стану та параметрів речовин різного походження у ході їх виготовлення та обробки в умовах промислового виробництва. Шило С.А.
4. Виявлено особливості розподілу поля всередині магнітодіелектричного циліндра при його збудженні НШС імпульсом електромагнітного поля. Визначено параметри феритового циліндра, за яких амплітуда наведеної індукції максимальна. Визначено вплив резонансних властивостей циліндра на форму наведеного в ньому НШС імпульсу поля, його затримку і тривалість. Розроблено планарну конструкцію антени, побудованої на ефекті перетворення поверхневих хвиль в об¢ємні, яка дозволяє створювати когерентні РЛС зі здвоєними антенами із суміщеними фазовими центрами. На системі зв¢язаних діелектричних хвилеводів розроблено и апробовано спосіб формування амплітудно-фазових розподілів ближніх полів антен. Відпрацьовано методику налаштування і регулювання гостроспрямованих антен дифракційного випромінювання, призначених для використання в системах виявлення і розпізнавання різноманітних об¢єктів в мм діапазоні електромагнітних хвиль. С.А. Провалов, Ю.Б. Сидоренко, С.А.Шило, Т.Н.Огурцова.
5. Здійснено монтаж і наладку НВЧ плазмотрону для використання його в атомно-емісійному аналізі. Він базується на магнетроні OM75S який має потужність до 1кВт на частоті 2465МГц . Продовжувались дослідження спектральних характеристик одержуваної плазми. Проведено тестування оптичного тракту спектрометра для досліджень НВЧ плазми. Проведені експериментальні дослідження складу металічних зразків в умовах цеху на заводах “ХЕЛЗ”, “Світло шахтаря” та “Червоний жовтень”. Аналоги в Україні відсутні. Єгоров А.Д., Єгоров В.А., Здор О.В., Єгоров С.А., Єленська Л.І.

Найбільш вагомі результати фундаментальних досліджень.

НДР “Методи та засоби радіофізичної інтроскопії оптично непрозорих середовищ” (шифр “Омега”)

1. За результатами комп’ютерного моделювання процесу дифракції імпульсної хвилі на підповерхневих об’єктах для випадків збудження джерелами електромагнітних хвиль різної поляризації з’ясовано особливості процесу дифракції в задачах підповерхневої радіолокації малих глибин та визначено способи зондування, що забезпечують найбільшу радіоконтрастність підповерхневих об’єктів. Запропоновано спосіб визначення оптимальної тривалості вибірки в стробоскопічному перетворювачі надширокосмугового радіолокатору підповерхневого зондування. Запропоновані способи суттєво збільшують глибину зондування, а також підвищують на ймовірність виявлення підповерхневих об’єктів. Не існує аналогів в світі. Варяниця-Рощупкина Л.А., Рубан В.П., Почанін Г.П.
2. Розроблено два варіанти антенних систем для РЛС: чотирьох західна циліндрична приймально-випромінююча спіральна антена з протилежно спрямованими намотками для приймального і випромінюючого каналів та антенна система, що складається з рознесених синфазних антенних решіток з елементарними випромінювачами у вигляді циліндричних спіральних антен. Розроблено та виготовлено макет РЛС для рятівників, який працює на частоті 1,8 ГГц та має розподільчу здатність 2,5 м. РЛС забезпечує виявлення об’єкту пошуку (людини) за оптично непрозорою перешкодою (цегляна стіна завтовшки 0,6 м) з вірогідністю не гірше 0,9. Вязьмітінов І.А., Ситнік О.В., Мирошниченко Є.І.
3. Знайдено режим розсіювання поверхневої хвилі Е-типу планарного діелектричного хвилеводу, при якому кутово-частотна чутливість чуттєво знижується. Проведено дослідження коефіцієнту проникання електромагнітних хвиль крізь різноманітні композитні діелектричні матеріали, з яких побудовано об’ємні конструкції антенних обтікачів. Сидоренко Ю.Б., Провалов С.А.
4. Створено модель функціювання авіаційного навігаційного комплексу з використанням кореляційно-екстремальної обробки радіотеплових зображень поверхні Землі, що дозволяє ще на первинному етапі проектування навігаційної системи літального апарату провести оцінку точності визначення координат носія по отриманим з його борту зображенням місцевості та визначити вимоги до її основних параметрів (просторової розподільчої здатності, чутливості, сектору огляду та т.і.) та оцінити можливість досягнення вимог до ймовірності правильного розв’язання навігаційної задачі. Комяк В.О., Шило С.О., Сидоренко Ю.Б., Биков В.М.
5. Здійснювалась розробка, виготовлення та наладка спектрометрів ультрафіолетового та видимого діапазонів для аналізу складу металів та сплавів шляхом модернізації апаратури та методів аналітичного контролю з метою забезпечення інноваційного розвитку металургійної та металообробної промисловості та в геологорозвідці. Виконані теоретичні та експериментальні дослідження процесів пробовідбору, розробка малогабаритного оптичного блоку, програмного забезпечення, монтаж і наладка НВЧ плазмотрону. Одержані результати представляють теоретичний інтерес і можуть бути використані в практиці емісійного спектрального аналізу. Аналогів не мають. Єгоров А.Д., Єгоров В.А., Єгоров С.А., Здор О.В., Єленська Л.І.

Найбільш вагомі результати фундаментальних досліджень.

НДР “Методи та засоби радіофізичної інтроскопії оптично непрозорих середовищ” (шифр “Омега”)

1. Експериментально досліджено спосіб збудження антени великого струму, в якому накопичення випромінюваної енергії відбувається в самому випромінювачі у вигляді магнітного поля індукції, а випромінювання надширокосмугового імпульсу забезпечується вивільненням накопиченої енергії при розмиканні кола струму. Не існує аналогів в світі. Почанін Г.П.
2. Розроблено нову структурну схему радіолокатора для рятівників, що працює у діапазоні 1,8 ГГц, на сучасній елементній базі. Це дозволяє побудувати портативний прилад з підвищеними тактико-технічними даними, який не має аналогів у СНД. Для виявлення об’єктів пошуку розроблено нові високоефективні алгоритми статистичного оброблення сигналів, що мають, у порівнянні з відомими, значно підвищену розподільчу здатність. Не існує аналогів в світі. Вязьмітінов І.А., Ситнік О.В., Мирошніченко Є.І.
3. Побудовано новий алгоритм обробки інформації для кореляційно-екстремальних систем навігації літальних апаратів, що заснований на створенні проміжних віртуальних зображень. За своєю середньоквадратичною похибкою визначення параметрів орієнтації він перевищує всі відомі кореляційні алгоритми. Для його практичного застосування визначені вимоги до еталонної інформації, схеми побудови радіометричного датчика та його параметрів. Аналоги у світі не відомі. Комяк В.О., Биков В.М., Шило С.О., Сидоренко Ю.Б.
4. Здійснювалась розробка, виготовлення та наладка комп’ютеризованого спектрометра ультрафіолетового та видимого діапазонів для аналізу складу металів та сплавів в реальному масштабі часу. Спектрометр розрахований на застосування в металургійній та металообробній промисловості, побудований на сучасній електронній елементній базі, розрахунки оптики здійснені з застосуванням спеціалізованих програмних пакетів високого рівня. Виконані такі планові роботи: розроблені монтажні схеми та складені програми прошивки програмованої логіки електронного блоку спектрометра; здійснено аналіз результатів спектральних досліджень з застосуванням різноманітних способів пробовідбору та ініціювання плазми; розроблені алгоритми кореляційного аналізу даних вимірювань. В практичній спектрометрії такі алгоритми застосовуються вперше. Вони дають можливість врахувати температурні характеристики плазмового розряду, що значно збільшує точність вимірювань. В Україні аналогів не існує. Єгоров А.Д., Єгоров В.А., Єгоров С.А., Здор Е.В.

Найбільш вагомі результати фундаментальних досліджень.

НДР “Методи та засоби радіофізичної інстроскопії оптично непрозорих середовищ” (шифр Омега)

1. Числовими методами досліджено часові залежності розподілу електричного струму по периметру прямокутної рамки при збудженні надширокосмуговим імпульсним електромагнітним полем рамок з різними співвідношеннями між просторовою тривалістю імпульсу збуджуючого поля і периметром рамки. Не існує аналогів в світі. Холод П.В.
2. Виявлено чіткий зв’язок між параметрами елементарних імпульсів псевдовипадкової послідовності зондувального сигналу радіолокаційної системи та рівнем бокових пелюсток і іншими характеристиками автокореляційної функції сигналу, що дозволяє цілеспрямовано конструювати зондувальні сигнали РЛС, які б забезпечували найбільш ефективне вирішення поставленої перед системою конкретної задачі; Розроблено новий метод спектральної селекції низькочастотних сигналів по ознаці допплерівського “забарвлення” фазової структури ехо-сигналу, в основу якого покладено ідею ортогонального розкладання сигналу та точного представлення достатньо гладкої функції на дискретній множині точок; показано, що на відміну від відомих методів спектрального “надрозділення”, запропонований метод, вільний від помилкових спектральних відгуків навіть при значному зниженні співвідношення сигнал/шум. Вязьмітінов І.А., Ситнік О.В., Мирошніченко Є.І., Копилов Ю.О.
3. Виконано розрахунки, математичне моделювання, проектування та частково технічна реалізація зондів–антен мікрохвильового діапазону з внутрішнім заповненням матеріалом з високою діелектричною проникністю (=18); проведено аналіз радіофізичних характеристик таких зондів при їх використанні у складі експериментальної багатохвильової радіометричної системи для отримання радіотеплових зображень людини для її медичної діагностики. Аналоги у світі невідомі. Шило С.А., Комяк В.О., Сидоренко Ю.Б.
4. Розроблено дифракційну гратку та оптичну схему електродного блоку, виготовлено ескізи електродного блоку та блоку газової автоматики автоматизованого спектрометра ультрафіолетового діапазону. Розроблено алгоритми кореляційного аналізу даних вимірювань та програми обробки даних на спектрометрі. Представлено результати аналізу спектральних вимірювань на дослідній установці. Аналогів не існує. Єгоров А.Д., Єгоров В.А., Єгоров С.А., Здор Е.В.
5. Визначені особливості використання та межі застосування конкретних моделей випромінювання середовищем для побудови еталонних зображень поверхні Землі; Створено математичну модель власного випромінювання, що враховує ефекти об’ємного поглинання та розсіювання середовищем; Обрано засіб одержання радіотеплових зображень земної поверхні з авіаційного носія. Комяк В.О., Шило С.О., Биков В.М.

Виконання досліджень та розробок за господарськими договорами.

У межах договору «Розробка і обґрунтування концепції побудови радіометричного датчика для кореляційно-екстремальної системи навігації та обґрунтування її параметрів» (Шифр «РМД-ІРЕ»(№ ДР 0108U007256)) розроблено сучасну концепцію побудови кореляційно-екстремальної системи (КЕСН) навігації літальних апаратів в складних погодних умовах з використанням багатопроменевої скануючої антенної системи на основі перетворення об’ємних радіохвиль у поверхневі хвилі планарного діелектричного хвилеводу, а також багатоканального приймача-радіометра та програмного комплексу для побудови радіотеплових зображень поверхні на борту літального апарату, їх геометричних перетворень та кореляційно-екстремальної обробки. Показано, що запропонована КЕСН міліметрового діапазону радіохвиль здатна здійснювати корегування параметрів польоту літального апарату з похибками, що відповідають сучасним вимогам до автоматичних навігаційних систем, що працюють у складних метеорологічних умовах. Створено програмний комплекс для моделювання та тестування алгоритмів роботи КЕСН з різними НВЧ-радіометричними датчиками (різними діапазонами робочих хвиль та методами отримання зображень) для підвищення якості проектування систем КЕСН різного призначення. Комяк В.О., Сидоренко Ю.Б., Шило С.А.

Використання результатів досліджень у народному господарстві.

НДР: “Методи та засоби радіофізичної інтроскопії оптично непрозорих середовищ” (шифр “Омега”)

1. Надширокосмугова приймально-передавальна антенна система з великою електродинамічною розв’язкою між передавальним та приймальним модулями. Немає аналогів в світі. Почанін Г.П., Рубан В.П., Холод П.В., Орленко О.А.
2. Радіолокатор для виявлення людей, що постраждали під час природних та техногенних катастроф. В Україні подібних аналогів немає. Вязьмітінов І.А., Ситнік О.В., Мирошніченко Є.І., Копилов Ю.О.

Найбільш вагомі результати фундаментальних досліджень.

НДР “Методи та засоби радіофізичної інстроскопії оптично непрозорих середовищ” (шифр Омега)

1. На основі теоретичних та експериментальних досліджень з’ясовано, що збільшення коефіцієнту зв’язку між елементами надширокосмугової (НШС) антенної решітки вертикального типу, яку утворено з антен великого струму, призводить до суттєвого підвищення ефективності випромінювання НШС імпульсів електромагнітного поля. Спостерігається непропорційне по відношенню до кількості елементів в решітці збільшення амплітуди випромінюваних імпульсів. Не існує аналогів в світі. Почанін Г.П., Холод П.В., Масалов С.О.
2. Встановлено кількісний зв’язок між параметрами елементарних імпульсів псевдовипадкової послідовності зондувального сигналу радіолокаційної системи та рівнем бокових пелюсток і іншими характеристиками його автокореляційної функції, що дозволяє цілеспрямовано конструювати зондувальні сигнали РЛС, які б забезпечували найбільш ефективне вирішення поставленої перед системою конкретної задачі; Розроблено новий метод спектральної селекції низькочастотних сигналів по ознаці допплерівського “забарвлення” фазової структури луни-сигналу, в основу якого покладено ідею ортогонального розкладання сигналу та точного представлення достатньо гладкої функції на дискретній множині точок; показано, що на відміну від відомих методів спектрального надрозділення, запропонований метод вільний від помилкових спектральних відгуків навіть при значному зниженні співвідношення сигнал/шум; Аналітичний огляд літературних джерел, котрі відображують досягнення у цій галузі радіофізики, дозволяє зазначити, що рівень вказаних вище розробок відповідає світовому і жодна з відомих аналогічних розробок не забезпечує такої високої ефективності виявлення об’єкта пошуку і достовірності результатів, як запропонований метод; Отримані результати відкривають нові шляхи розвитку науки про дослідження інформаційної структури сигналів РЛС і можуть бути покладені в основу конструювання зондувальних сигналів, що значно розширяють можливості підвищення інформативності і завадостійкості систем технічного зору. Частково результати фундаментальних досліджень вже втілені при розробці нового діючого макету портативного радіолокатора для рятівників, котрий виготовлено у 2007 році при виконанні НДР “Омега”. Вязьмітінов І.А., Ситнік О.В., Мирошніченко Є.І., Копилов Ю.О.
3. Розроблено та створено дисперсійний блок дифракційного спектрометра вакуумного ультрафіолету. В Україні аналоги відсутні. Єгоров В.А., Єгоров С.А.
4. Вперше досліджено особливості розповсюдження просторово-обмежених електромагнітних хвилевих полів з метою підвищення ефективності прийому радіотеплового випромінювання. Узагальнено радіоголографічний принцип отримання інформації по фазі досліджуваного сигналу у разі неоднорідних поверхневих хвиль. В Україні аналоги відсутні. Сидоренко Ю.Б., Кошпарьонок В.М., Андренко С.Д., Провалов С.А.

Виконання конкурсної тематики:

В межах НДР «Радіолокаційна система міліметрового діапазону нового типу для спостереження за об’єктами та їх рухом на територіях аеропортів для забезпечення диспетчерських та охоронних функцій» (Шифр «РЛС-АЕРО») розроблена та побудована високоефективна антенна система радіолокаційного комплексу для огляду льотного поля аеродромів. Вперше вирішена задача неспотвореного розповсюдження електромагнітної хвилі вздовж планарного діелектричного хвилеводу обмеженої ширини. Немає аналогів в Україні. Андренко С.Д., Провалов С.А., Сидоренко Ю.Б., Шило С.А., Евсеев С.А.

Використання результатів досліджень у народному господарстві:

В рамках НДР “Методи та засоби радіофізичної інстроскопії оптично непрозорих середовищ” (Шифр “Омега”) виконано роботу «Радіолокатор для виявлення людей, що постраждали під час природних та техногенних катастроф». Розробка має виключне значення для народного господарства. Зокрема, використання локатора дозволить суттєво підвищити ефективність пошуково-рятувальних робіт в зонах стихійних та техногенних катастроф завдяки оперативному виявленню постраждалих та локалізації місць розташування їх під завалами; суттєво підвищити надійність та знизити витрати на охорону об’єктів з обмеженим доступом за рахунок безперервного моніторингу цих об’єктів; підвищити ефективність виявлення терористів, що ховаються у закритих приміщеннях, а також підвищити безпеку особового складу підрозділів по боротьбі з тероризмом. В Україні подібних аналогів немає. Вязьмітінов І.А. , Ситнік О.В., Мирошніченко Є.І., Копилов Ю.О.

Найбільш вагомі результати фундаментальних досліджень.

НДР “Розвиток методів та засобів радіофізичної інтроскопії” (шифр Стриж-5)

1. Теоретично проведено дослідження проблеми розповсюдження та дифракції надширокосмугової (НШС) електромагнітної хвилі в середовищі з електродинамічними характеристиками грунту, який вміщує локальний радіолокаційно-контрастний об’єкт, та на основі узагальнення результатів цих досліджень запропоновано спосіб автоматичного визначення швидкості розповсюдження електромагнітної хвилі в грунті та місця знаходження локального об’єкту. Запропонований спосіб не має аналогів в світі. Отриманий результат дає змогу експериментально, за допомогою НШС радіолокаційної апаратури вивчати електричні характеристики грунтів, а в практичному сенсі – відкриває шляхи до створення апаратури, за допомогою якої можна автоматично, на підставі результатів зондування і обробки результатів без втручання оператора, визначати місця знаходження комунікаційних мереж без пошкодження поверхні грунту. Почанін Г.П., Головко М.М., Варяниця-Рощупкіна Л.А.
2. Створено методи формування коротких імпульсів, розроблені, виготовлені і випробувані широксмугові пристрої фазо-кодової модуляції сигналів дециметрового діапазону, призначені для використання в складі систем технічного зору; розроблені методи селекції інформаційних сигналів на тлі перешкод зі спектрами, що перекриваються, спроектовані, виготовлені і випробувані пристрої, що дозволяють здійснити селекцію сигналів на тлі перешкод зі спектрами, що перекриваються; розроблений і випробуваний на реальних сигналах комплекс алгоритмів інваріантної статистичної обробки сигналів у системах радіобачення. Рівень отриманих результатів аналогів не мають. Ситнік О.В., Вязьмітінов І.А.
3. Виготовлений удосконалений лабораторний макет локатора, для рятувальників і проведені його натурні іспити, що працює в діапазоні 1,8 ГГЦ; Розроблена антенна система з розв’язкою між прийомним і передавальним модулями більш 90 дб. Вязьмітінов І.А., Ситнік О.В., Мірошниченко Є.І., Копилов Ю.А.
4. Досліджено особливості формування власного радіотеплового випромінювання природного середовища та антропогенних об’єктів у НВЧ діапазоні радіохвиль при наявності флуктуацій діелектричної проникливості. Створено та досліджено модель формування власного випромінювання осередків самоспалахування з урахуванням поглинання та розсіювання в середовищі стосовно зернових насипів у елеваторах. Комяк В.О., Биков В.М.

Виконання конкурсної тематики:

У межах НДР „Розробка експериментального зразка радіолокаційної системи міліметрового діапазону нового типу для спостереження за об’єктами та їх рухом на територіях аеропортів для забезпечення диспетчерських та охоронних функцій” (огляд-ППП) по замовленню Міннауки України (№ ДП/156 – 2003) досліджено характеристики приймально-передавального пристрою когерентної РЛС на твердотільній елементній базі на довжині радіохвиль l=8мм (вітчизняні аналоги відсутні), створено макет РЛС з використанням цього приймально-передавального пристрою. Комяк В.О.

Використання результатів досліджень у народному господарстві:

У межах НДР “Розвиток методів та засобів радіофізичної інтроскопії” (шифр Стриж-5) виконано роботу «Методика георадарної зйомки для визначення грубизни гумусованого профілю чорноземів»:

Масштабне обстеження ґрунтового покриву є одним із найважливіших і найневідкладніших заходів, спрямованих на раціональне використання і збереження ґрунтів нашої держави. Величезна коштовність та працемісткість відповідних робіт змушує застосовувати автоматизовані методи визначення характеристик ґрунту (рівень ґрунтових вод, визначення грубизни гумусованого профілю, тощо.) Грунти України відрізняються від грунтів в інших місцях Землі. Тому вони потребують окремого вивчення. В Україні придатність георадарних методів до визначення структури грунту тільки починають вивчати. Застосування георадарних методів для обстеження грунтового покриву суттєво зменшить затрати на проведення таких обстежень. Польові георадіолокаційні вимірювання проведені на різних типах ґрунтів при різних значеннях вологості у Харківській (полігон ХНАУ ім. В. В. Докучаєва), та Волинській (Копаєвська осушна система.) областях. Дослідження шаруватої структури ґрунту та оцінка ерозійно-небезпечних ґрунтів проведена сумісно працівниками Інституту радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України (Орленко О.А.) та Сектором дистанційного зондування ґрунтового покриву Національного наукового центру Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського (Гічка М.М., Трускавецький С.Р., Биндич Т.Ю.) Почанин Г.П., Орленко А.А., Холод П.В.

Найбільш вагомі результати фундаментальних досліджень:

НДР “Розвиток методів та засобів радіофізичної інтроскопії” (шифр Стриж-5)

1. З’ясовані умови, за яких є можливим досягти невикривленого прийому надширокосмугового імпульсного електромагнітного поля прийомною антеною рамочного типу. На підставі результатів електродинамічного комп’ютерного моделювання визначено співвідношення між геометричними розмірами рамки та просторовою тривалістю імпульсу, що приймається, яке забезпечує найбільшу чутливість прийму при найменших викривленнях сигналу на виході антени. Також визначено, що шляхом для подальшого підвищення чутливості надширокосмугової прийомної антени рамочного типу є побудова антени, як антенної решітки, у якої кожний перетворювач поля – рамка навантажений окремим підсилювачем, а прийнятий сигнал є алгебраїчною сумою сигналів від окремих елементів, затриманих відповідним чином. Ефект затримки впливає на визначення напрямку, з якого прийом є найефективнішим. Практична значимість цих результатів полягає в можливості суттєво підвищити енергетичний потенціал надширокосмугових радіолокаційних систем та надширокосмугових систем радіозв’язку, що в свою чергу є основою для збільшення дальності роботи зазначених систем. Зазначені результати є новими, вперше досягнутими у світі. Зазначені результати є новими, вперше досягнутими у світі. Огурцова Т.Н., Почанін Г.П., Холод П.В.
2. Вирішено задачу про розповсюдження неоднорідних електромагнітних хвиль вздовж модифікованої системи, яка складається з планарного хвильоводу та дифракційної решітки. На основі одержаних результатів теоретично та експериментально вивчені хвильоведучі властивості квазіпланарних структур на базі сучасних матеріалів і композиційних технологій. Створені збуджувачі-перетворювачі полів для квазіпланарних неоднорідних систем. Андренко С.Д., Провалов С А., Сидоренко Ю.Б.
3. Виконані проектування та частково технічна реалізація експериментальної багатохвильової радіометричної системи для отримання радіотеплових зображень людини у сантиметровому та міліметровому діапазонах хвиль для медичної діагностики людини. Були спроектовані, виготовленні та налагодженні аналогової компоненти багатохвильової радіометричної системи. Шигімага О.Я., Шило С.А.
4. В рамках розробки засобів радіоінтроскопії на основі електромагнітної взаємодії відкритих резонансних елементів з примежовими шарами середовищ продовжено вивчення методів зведення спектральних задач до ефективних алгоритмів розрахунків впливу параметрів середовищ на трансформацію спектрів квазівласних частот зв’язаних систем. Зокрема, розроблені та реалізовані у вигляді програмних засобів ефективні алгоритми розрахунків характеристик рівнянь магнетронів з щілинними резонаторними елементами складного поперечного перетину. Досліджена численно та аналітично оптимізована збіжність розроблених розрахункових схем та технологій. На основі створених математичних моделей вивчені спектри видів коливань магнетрона з системою однакових резонаторів типу “сектор-сектор”. Проаналізовані деякі переваги використання магнетронів з елементами складного поперечного перетину. Кошпарьонок В.М.
5. В області аналізу адитивних та мультиплікативних джерел нестабільності спектрів коливань генераторів короткохвильової частини міліметрового діапазону довжин хвиль продовжено роботи по модернізації апаратно-програмного комплексу для дослідження електронних потоків. Проведені попередні експерименти по дослідження енергетичних характеристик електронних потоків, які використовуються в ЕВП міліметрового діапазону. Розроблена та досліджена нова електронна пушка, в якій в якості емітера використовується щілинний L-катод. Білоусов Є.В., Корж В.Г.
6. Розроблені методики проведення емісійного спектрального аналізу неметалічних зразків. При цьому застосовувались: система фотоелектричної реєстрації емісійних спектрів та програмне забезпечення, оптичні прилади і неметалічні зразки. По результатам досліджень підготовлена стаття. Розроблений НВЧ плазмотрон для використання його в атомно-емісійному аналізі. Він базується на магнетроні OM75S який має потужність до 1кВт на частоті 2465МГц . Розпочаті дослідження спектральних характеристик одержуваної плазми. Єгоров А.Д., Єгоров В.А.

Виконання конкурсної тематики:

1. В межах НДР „Огляд-ППП” по замовленню Міннауки України (№ ДП/156) виконані роботи по дослідженню макету приймально-передавального пристрою для РЛС огляду літовища Досдіджено характеристики прийомо-передавального пристрою когерентної РЛС на твердотільній елементній базі на довжині радіохвиль l=8мм . Комяк В.О.
2. В межах теми “Огляд” згідно з календарним планом здійснена наладка блока цифрової обробки сигналу (БОС) і блока аналого-цифрового перетворювача (АЦП). Єгоров А.Д., Єгоров В.А.