385-401

Журнал «Известия вузов. Радиоэлектроника»
ISSN 0021-3470, ISSN 2307-6011 (Online)
Индекс по каталогу «Пресса России» 42183
№ 8, 2013, Том 56, 4 статьи.
http://radio.kpi.ua/issue/view/2013-08
Журнал индексируется в международных базах:










SCOPUS
Google Scholar
OCLC
ВИНИТИ
РИНЦ
Academic OneFile
EI-Compendex
Gale
INSPEC
Summon by Serial Solutions
Информация представлена по следующему принципу (каждая статья с новой страницы):
1. страницы статьи с, по
2. УДК
3. ФИО авторов сокращенно
4. ФИО авторов полностью, если такая информация есть
5. ФИО авторов на английском
6. Название статьи на русском
7. Название статьи на английском
8. Название организации авторов
9. Аннотация на русском
10. Аннотация на английском
11. Ключевые слова
12. Список литературы статьи
3-23
УДК
Эль Машад М. Б.
Mohamed B. El Mashade
elmashade@yahoo.com
Анализ характеристик модифицированных CFAR обнаружителей в случае множества
целей и неравномерном фоновом шуме
Performance analysis of the modified versions of CFAR detectors in multiple-target and
nonuniform clutter
Университет аль-Азхар
Египет, Каир, Насер-Сити
Al-Azhar University, Cairo, Egypt
Постоянство вероятности ложной тревоги CFAR (constant false alarm rate) в условиях
переменных уровней шума является обычным требованием, предъявляемым к любому
современному радару. Обнаружители с усреднением по ячейкам CA (cell-averaging) и
порядковыми статистиками OS (ordered-statistic) наиболее часто используются на
практике. CA-CFAR обнаружитель является оптимальным по критерию вероятности
обнаружения в условиях идеального (равномерного) шума, когда опорные ячейки
содержат идентичные, независимые и экспоненциально распределенные сигналы. OSCFAR алгоритм представляет альтернативу СА алгоритму, обеспечивая несколько худшие
характеристики обнаружения в условиях идеального фонового шума, однако значительно
меньшее ухудшение характеристик обнаружения в условиях неидеального фонового
шума. В данной работе сравниваются две модифицированные версии этих алгоритмов
MX-CFAR и MN-CFAR, которые предложены сравнительно недавно.
В работе производится оценка характеристик обнаружения нового ML-CFAR алгоритма.
Получены точные формулы вероятности ложной тревоги и вероятности обнаружения при
наличии и отсутствии мешающих целей. Результаты для фонового шума и цели, имеющих
рэлеевское распределение, показывают, что MN-CFAR алгоритм работает практически так
же хорошо, как OS обнаружитель, в условиях множества целей, и все модифицированные
обнаружители превосходят его в условиях равномерного фонового шума. По сравнению с
СА модифицированные обнаружители работают лучше в идеальных условиях и
значительно лучше в условиях присутствия мешающих целей.
A constant false alarm rate (CFAR) in the presence of variable levels of noise is usually a
requirement placed on any modern radar. The CA- and OS-CFAR detectors are the most widely
used ones in the CFAR world. The cell-averaging (CA) is the optimum CFAR detector in terms
of detection probability in homogeneous background when the reference cells have identical,
independent and exponentially distributed signals. The ordered-statistic (OS) is an alternative to
the CA processor, which trades a small loss in detection performance, relative to the CA scheme,
in ideal conditions for much less performance degradation in nonideal background environments.
To benefice the merits of these well-known schemes, two modified versions (MX- and MNCFAR) have been recently suggested.
This paper is devoted to the detection performance evaluation of these modified versions as well
as a novel one (ML-CFAR). Exact formulas for their false alarm and detection performances are
derived, in the absence as well as in the presence of spurious targets. The results of these
performances obtained for Rayleigh clutter and Rayleigh target indicate that the MN-CFAR
scheme performs nearly as good as OS detector in the presence of outlying targets and all the
developed versions perform much better than that processor when the background environment
is homogeneous. When compared to CA-CFAR, the modified schemes perform better in ideal
conditions, and behave much better in the presence of interfering targets.
адаптивное обнаружение; скачок уровня шума; средний порог обнаружения; рабочие
характеристики приемника; работа с множеством целей; adaptive detection techniques;
clutter edge; average detection threshold; receiver operating characteristic; target multiplicity
environments
1. El Mashade M. B. M-sweeps detection analysis of cell-averaging CFAR processors in
multiple target situations / M. B. El Mashade // IEE Proc. Radar, Sonar and Navigation. — Apr.
1994. — Vol. 141, No. 2. — P. 103–108. — doi: 10.1049/ip-rsn:19949887.
2. El Mashade M. B. Target multiplicity performance analysis of radar CFAR detection
techniques for partially correlated chi-square targets / M. B. El Mashade // AEÜ. — Apr. 2002.
— Vol. 56, No. 2. — P. 84–98. — doi: 10.1078/1434-8411-54100077.
3. El Mashade M. B. M-Sweeps exact performance analysis of OS modified versions in
nonhomogeneous environments / M. B. El Mashade / IEICE Trans. Commun. — July 2005. —
Vol. E88-B, No. 7. — P. 2918–2927.
4. Haykin S. Adaptive Radar Signal Processing / Simon Haykin. — John Wiley & Sons Inc.,
2006.
5. El Mashade M. B. Analysis of cell-averaging based detectors for c2 fluctuating targets in
multitarget environments / M. B. El Mashade // Journal of Electronics (China). — Nov. 2006. —
Vol. 23, No. 6. — P. 853–863. — doi: 10.1007/s11767-005-0067-0.
6. Two new CFAR detectors based on OR-algorithm and AND-algorithm / Lei Zhao, Weixian
Liu, Jeffery S. Fu, Sin Yong Seow, Xin Wu // Proc. of SCOReD 2001, KL, Malaysia. —
Malaysia, 2001. — P. 31–34.
7. El Mashade M. B. Performance analysis of OS structure of CFAR detectors in fluctuating
targets environments / M. B. El Mashade // PIER C. — 2008. — Vol. 2. — P. 127–158. — doi:
10.2528/PIERC08022807.
8. El Mashade, M. B. Analysis of adaptive detection of moderately fluctuating radar targets in
target multiplicity environments / M. B. El Mashade // J. Franklin Inst. — 2011. — Vol. 348,
No. 6. — P. 941–972. — doi: 10.1016/j.jfranklin.2011.03.004.
9. Chen B. Adaptive CFAR detection for clutter-edge heterogeneity using Bayesian inference /
Biao Chen, Pramod K. Varshney, James H. Michels // IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst. —
Oct. 2003. — Vol. 39, No. 4. — P. 1462–1470. — doi: 10.1109/TAES.2003.1261145.
24-32
УДК 621.372.8
Кириченко А. Я., Когут А. Е., Кутузов В. В., Носатюк С. О., Солодовник В. А.
A. Ya. Kirichenko, A. E. Kogut, V. V. Kutuzov, S. O. Nosatyuk, and V. A. Solodovnik
Когут Александр Евгеньевич
kogut@ire.kharkov.ua
Кутузов В. В.
maksim51@ire.kharkov.ua
Носатюк С. О.
nosatyk_sergey@mail.ru
Возбуждение колебаний шепчущей галереи в экранированных диэлектрических
резонаторах щелевой линией
Slot line excitation of whispering gallery oscillations in shielded dielectric resonators
Институт радиофизики и электроники Национальной Академии наук Украины
Украина, Харьков, 61085, ул. Проскуры 12
Usikov Institute of Radiophysics and Electronics of the National Academy of Sciences of
Ukraine
Kharkiv, Ukraine
Экспериментально исследованы электродинамические характеристики полудискового
экранированного диэлектрического резонатора в 8-мм диапазоне длин волн. Для
возбуждения колебаний шепчущей галереи в таком резонаторе предложено использование
щелевой линии. Установлено, что предложенный способ возбуждения является
эффективным и позволяет возбуждать в экранированном диэлектрическом резонаторе
высокодобротные колебания высших порядков не внося дополнительных потерь энергии.
Для разрежения спектра колебаний исследуемого резонатора предложено его частичное
экранирование
Electrodynamic characteristics of a half-disc shielded dielectric resonator operating in the 8-mm
wavelength range have been investigated experimentally. A slot line was proposed for the
excitation of whispering gallery modes in such resonator. It has been found out that the proposed
excitation technique is effective and allows the high-Q oscillations of higher orders to be excited
in a shielded dielectric resonator without additional energy losses. The partial shielding of the
resonator in question was proposed for its spectrum rarefaction.
экранированный диэлектрический резонатор; колебания шепчущей галереи; щелевая
линия; электродинамические характеристики; shielded dielectric resonator, whispering
gallery oscillations, slot line, electrodynamic characteristics
1. Диэлектрические резонаторы / М. Е. Ильченко, В. Ф. Взятышев, Л. Г. Гассанов, [и др.] ;
под. ред. М. Е. Ильченко. — М. : Радио и связь, 1989. — 328 с.
2. Квазиоптические твердотельные резонаторы / А. Я. Кириченко, Ю. В. Прокопенко, Ю.
Ф. Филиппов, Н. Т. Черпак. — К. : Наукова думка, 2008. — 296 с.
3. Колебания типа шепчущей галереи в квазиоптическом полусферическом
диэлектрическом резонаторе / А. Е. Когут, В. В. Кутузов, Ю. Ф. Филиппов, С. Н.
Харьковский // Радиоэлектроника. — 1997. — Т. 40, № 2. — С. 19–26. — (Известия
вузов).
4. Харьковский С. Н. Возбуждение лучевых колебаний в квазиоптических
диэлектрических резонаторах с модами шепчущей галереи / С. Н. Харьковский, А. Е.
Когут, В. В. Кутузов // Письма в ЖТФ. — 1997. — Т. 23, № 15. — С. 25–29.
5. Высокодобротные колебания шепчущей галереи в экранированном сферическом
диэлектрическом резонаторе / С. Н. Харьковский, Ю. Ф. Филиппов, З. Е. Еременко, [и др.]
// Письма в ЖТФ. — 1999. — Т. 25, № 14. — С. 20–25.
6. Когут А. Е. Влияние условий и способов возбуждения полудискового диэлектрического
резонатора на характеристики колебаний шепчущей галереи / А. Е. Когут //
Радиоэлектроника. — 2007. — Т. 50, № 5. — С. 22–30. — (Известия вузов). — Режим
доступа : http://radio.kpi.ua/article/view/S0021347007050032.
7. Гинзтон Э. Л. Измерения на сантиметровых волнах / Э. Л. Гинзтон. — М. : ИИЛ, 1960.
— 519 с.
8. Измерения на миллиметровых и субмиллиметровых волнах. Методы и техника / Р. А.
Валитов, С. Ф. Дюбко, Б. И. Макаренко, [и др.] ; под ред. Р. А. Валитова, Б. И. Макаренко.
— М. : Радио и связь, 1984. — 296 с.
9. Вынужденные колебания типа шепчущей галереи в частично экранированном
полусферическом диэлектрическом резонаторе / А. Е. Когут, В. В. Кутузов, В. А.
Солодовник, С. Н. Харьковский // Письма в ЖТФ. — 2001. — Т. 27, № 22. — С. 19–23.
10. О возможности разрежения спектра вынужденных колебаний типа шепчущей галереи
в цилиндрических диэлектрических резонаторах / А. Е. Когут, В. В. Кутузов, В. А.
Солодовник, С. Н. Харьковский // Радиофизика и электроника. — 2001. — Т. 6, № 2–3. —
С. 218–221.
11. Гольдберг Л. Б. Теоретическое исследование связи диэлектрического резонатора с
микрополосковой линией передачи / Л. Б. Гольдберг // Электронная техника. Сер. 1.
Электроника СВЧ. — 1983. — № 7. — С. 41–47.
12. Скресанов В. Н. Улучшение характеристик связи квазиоптического диэлектрического
резонатора с микрополосковой линией / В. Н. Скресанов, Р. В. Головащенко, О. Г. Нечаев
// Радиофизика и электроника. — 2007. — Т. 12, № 3. — С. 508–514.
13. Enhanced bandwidth microstrip patch antennas loaded with high permittivity dielectric
resonators / P. V. Bijumon, Sreedevi K. Menon, M. T. Sebastian, P. Mohanan // Microw. Opt.
Technol. Lett. — 2002. — Vol. 35, No. 4. — P. 327–330. — DOI: 10.1002/mop.10597.
14. Saed M. A. Microstrip—fed low profile and compact dielectric resonator antennas / M. A.
Saed and R. Yadla // PIER. — 2006. — Vol. 56. — P. 151–162. — DOI:
10.2528/PIER05041401.
33-42
УДК 621.372.061
Земляк А. М.,1,2 Маркина Т. М.1
A. M. Zemliak1,2 and T. M. Markina1
Земляк Александр Михайлович
azemliak@mail.ru
Маркина Татьяна Михайловна
martm@inbox.ru
Устойчивость процесса оптимизации аналоговых цепей и структура управляющего
вектора
Stability of analogue circuit optimization process and control vector structure
1
Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"
Украина, Киев, 03056, пр-т Победы 37
National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute"
Kyiv, Ukraine
2
Автономный университет
Мексика, Пуэбла
Autonomous University of Puebla
Puebla, Mexico
Процесс оптимизации аналоговых цепей возможно контролировать на основе обобщенной
методологии проектирования. Интегральной функцией, несущей информацию об этом
процессе, является функция Ляпунова. Использование концепции функции Ляпунова
динамической системы позволило сравнить различные стратегии проектирования по
признаку устойчивости и сходимости. Исследование поведения функции Ляпунова и ее
производной установило значительную корреляцию между свойствами этой функции и
процессорным временем проектирования цепи. Анализ зависимости процессорного
времени от точек переключения управляющего вектора позволил установить
оптимальную структуру этого вектора. Численные результаты показывают хорошую
перспективу подобного подхода при построении квазиоптимального алгоритма
проектирования аналоговых цепей.
Analogue circuit optimization process may be controlled using a generalized design
methodology. Lyapunov function is an integral function that carries information on this process.
The use of Lyapunov function concept for a dynamic system allowed for comparison of various
design strategies with respect to their stability and convergence. Study of Lyapunov function’s
and its derivative’s behavior allowed for revealing significant correlation between this function’s
properties and processor time for circuit design. Analysis of processor time dependence on
control vector switching points provided a possibility to find this vector’s optimal structure.
Numerical results prove bright future of such approach for finding quasi-optimal algorithm of
analogue circuits design.
оптимальное проектирование цепей; стратегия оптимизации; теория управления;
устойчивость; функция Ляпунова; optimal designing of circuits; strategy of optimization;
control theory; stability; Lyapunov function
1. Zemliak A. M. Analog system design problem formulation by optimum control theory / A. M.
Zemliak // IEICE Trans. Fund. Elec., Commun. Computer Sci. — 2001. — Vol. E84–A, No. 8.
— P. 2029–2041.
2. Земляк А. М. Проектирование аналоговых цепей методами теории управления. I.
Теория / А. М. Земляк // Радиоэлектроника. — 2004. — Т. 47, № 5. — С. 18–28. —
(Известия вузов).
3. Zemliak A. Analysis of the Lyapunov function characteristics for the minimal-time design
strategy / A. Zemliak // WSEAS Trans. Circuits Syst. — 2007. — Vol. 6, No. 1. — P. 110–116.
4. Земляк А. М. Проектирования аналоговых цепей методами теории управления. II.
Численные результаты / А. М. Земляк // Радиоэлектроника. — 2004. — Т. 47, № 6. — С.
65–71. — (Известия вузов).
5. Барбашин Е. А. Введение в теорию устойчивости / Е. А. Барбашин. — М. : Наука, 1967.
— 223 с.
6. Rouche N. Stability Theory by Liapunov’s Direct Method / N. Rouche, P. Habets, M. Laloy.
— N.Y. : Springer–Verlag, 1977. — 222 p.
43-52
УДК 681.3.06
Соколов А. В.
A. V. Sokolov
Соколов Артём Викторович
radiosquid@gmail.com
Конструктивный метод синтеза нелинейных S-блоков подстановки, соответствующих
строгому лавинному критерию
Constructive method for the synthesis of nonlinear S-boxes satisfying the strict avalanche
criterion
Одесский национальный политехнический университет
Украина, Одесса, 65044, пр. Шевченко 1
Odessa National Polytechnic University
Odessa, Ukraine
Предложен конструктивный метод синтеза криптографических S-блоков подстановки,
которые удовлетворяют одновременно как строгому лавинному критерию, так и критерию
высокой нелинейности, причем в качестве исходного материала используются S-блоки
подстановки меньшей длины и высоконелинейные бент-функции. Разработаны
эффективные алгоритмы размножения полученных S-блоков подстановки.
A constructive method is proposed for the synthesis of cryptographic substitution boxes (Sboxes) satisfying both the strict avalanche criterion and the high nonlinearity criterion, where
smaller length S-boxes and highly nonlinear bent functions are used as a source material. In
addition, effective algorithms for the reproduction of the above S-boxes have been developed.
S-блок подстановки; строгий лавинный критерий; критерий высокой нелинейности; S-box;
strict avalanche criterion; high nonlinearity criterion; bent function; cryptographic transformation
1. Maier W. Nonlinearity criteria for cryptographic functions / W. Maier, O. Staffelbach // In
Advances in Cryptology : Proc. of EUROCRYPT’89. — Springer-Verlag, 1990. — Vol. 434. —
P. 549–562.
2. Webster A. F. On the design of S-boxes / A. F. Webster, S. E. Tavares // Proc. of
CRYPTO’85. — Springer–Verlag, 1985.
3. Nyberg K. Differentially uniform mappings for cryptography / K. Nyberg // In Advances in
cryptology : Proc. of EUROCRYPT’93. — Berlin, Heidelberg, New York : Springer–Verlag,
1994. — Vol. 765. — P. 55–65.
4. Мазурков М. И. Криптографические свойства нелинейного преобразования шифра
Rijndael на базе полных классов неприводимых полиномов / М. И. Мазурков, А. В.
Соколов // Труды Одесского политехнического университета. — 2012. — №2(39). — С.
183–189.
5. Горбенко І. Д. Дослідження аналітичних і статистичних властивостей булевих функцій
криптоалгоритму RIJNDAEL (FIPS 197) / І. Д. Горбенко, О. В. Потій, Ю. А. Ізбенко //
Радіотехніка. — 2004. — Т. 126. — С. 132–138. — (Всеукр. міжвідом. наук.-техн. зб.).
6. Gao S. Design of bijective S-boxes satisfying the strict avalanche criterion / S. Gao, W. Ma,
D. Shen // J. Computational Inf. Syst. — 2011. — Vol. 7, No. 6. — P. 1967–1973. — Режим
доступа : http://www.jofcis.com/ publishedpapers/2011_7_6_1967_1973.pdf.
7. Kim K. A recursive construction method of S-boxes satisfying strict avalanche criterion / K.
Kim, T. Matsumoto, H. Imai // Proc. of CRYPTO’90, Springer-Verlag, 1990. — P. 565–574.
8. Rothaus O. On bent functions / O. Rothaus. — Alexandria, Virginia, USA : IDA CRD W.P.
No. 169, 1966.
9. McFarland R. L. A family of difference sets in non-cyclic groups / R. L. McFarland // J.
Combin. Theory. Ser. A. — 1973. — Vol. 15, No. 1. — P. 1–10. — DOI : 10.1016/00973165(73)90031-9.
10. Мазурков М. И. Алгоритм синтеза оптимальных криптографических блоков
подстановки на основе регулярных операторов децимации, перестановки и m-сдвига / М.
И. Мазурков, В. Я. Чечельницкий, М. А. Мельник, А. В. Соколов // Труды Одесского
политехнического университета. — 2012. — №1(38). — С. 179–187.