Кафедра радіотехнічних систем

[RE-327] Моделювання роботи цифрових РЛС

Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Рівень вищої освіти	Другий (магістерський)
Галузь знань	17 - Електроніка та телекомунікації
Спеціальність	172 - Телекомунікації та радіотехніка
Освітня програма	Всі ОП
Статус дисципліни	Вибіркова (Ф-каталог)
Форма здобуття вищої освіти	Очна
Рік підготовки, семестр	Доступно для вибору починаючи з 2-го курсу, осінній семестр
Обсяг дисципліни	4 кред. (Лекц. 18 год, Практ. год, Лаб. 36 год, СРС. 66 год )
Семестровий контроль/контрольні заходи	Залік
Розклад занять	https://schedule.kpi.ua
Мова викладання	Українська
Інформація про керівника курсу / викладачів	Лекц.: Чмельов В. О., Лаб.: Чмельов В. О., СРС.: Чмельов В. О.
Розміщення курсу

Програма навчальної дисципліни

1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Опис навчальної дисципліни. Опанування навчального матеріалу дисципліни надає студенту на основі моделювання процесів цифрового оброблення сигналів (ЦОС) в сучасних радіолокаційних системам (РЛС) дослідити особливості теоретичних основи і принципи побудови цифрових РЛС. На основі моделей проводиться дослідження роботи РЛС в різних умовах, та визначаються шляхи підвищення ефективності та оптимізації їх роботи. Досліджуються ефективність роботи РЛС за в умовах, коли діють пасивні та активні завади. Моделюється робота РЛС, які побудовані на основі різних науково-технічні рішеннях, проводиться ї порівняльний аналіз ефективності таких РЛС, та визначається їх переваги і недоліки.

Мета навчальної дисципліни. Навчити студентів проводити наукові дослідження вивчення особливостей цифрових РЛС на основі математичного моделювання процесів цифрового оброблення сигналів, та створення різноманітних умов роботи РЛС на основі імітаційних моделей завадо-цільової обстановки. Вирішувати задачі щодо оптимізації роботи цифрових РЛС відповідно інтегральним критеріям оптимізації.

Предмет вивчання: сучасні цифрові РЛС, принципи побудови алгоритмів ЦОС в РЛС, методи боротьби з активними та пасивними завадами за рахунок застосування ЦОС, оцінка ефективності прийнятих технічних рішень.

Компетентності, які будуть набуті:

Здатність моделювати роботу складних радіотехнічних систем, аналізу їх роботи, проведення наукових досліджень з розробки нових рішень і підходів до побудови сучасних РЛС.

Здатність виявляти формулювати наукову задачу та проводити наукові дослідження для створення новітніх цифрових РЛС.

Проводити обробку експериментальних даних, отриманих шляхом статистичного моделювання на ЕОМ, для оцінки ефективності функціонування радіотехнічних комп’ютеризованих систем.

2. Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

Пререквізити: навчальна дисципліна базується на знаннях з таких дисциплін: «Вища математика», «Сигнали та процеси в радіотехніці», «Цифрове оброблення сигналів», «Технології оптимального оброблення сигналів».

3. Зміст навчальної дисципліни

Навчальний модуль № 1. Моделювання процесів ЦОС в сучасних РЛС.

Тема 1. . Загальна засади теорії побудови РЛС з ЦОС.

Тема 2. Моделі радіолокаційних сигналів: ЛЧМ та складні сигнали з бінарною фазовою маніпуляцією.

Тема 3. Оптимальна фільтрація. Кореляційний прийом. Характеристики виявлення.

Тема 4. Модель імпульсної цифрової РЛС.

Тема 5. Моделювання роботи автомобільного радару з ЛЧМ-сигналом.

Навчальний модуль № 2. Підходи до підвищення ефективності роботи цифрових РЛС

Тема 6. Методи огляду простору цифровими антенними решітками. Методи вимірювання кутових координат.

Тема 7. Моделювання цифрової системи боротьби з активними завадами роботі РЛС.

Тема 8. Цифрові системи селекції рухомих цілей та боротьби з пасивними завадами.

Тема 9. Підвищення імовірності виявлення цілей. Цифровий накопичувач відбитих від цілі сигналів

4. Навчальні матеріали та ресурси

Література базова:

Теорія радіолокаційних систем (видання друге):підручник/ Б.Ф. Бондаренко, В.В. Вишнівський, В.П. Долгушин та іню; за заг.ред. С.В. Лєнкова. – К. Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2011.- 383с.
Методи безпечної обробки інформації у багатопозиційних системах радіолокації монографія / Ігор Пархомей, Валерій Козловский, Сергій Гнатюк, Мирослав Рябий ; Національний авіаційний університет., Київ : Центр учбової літератури, 2018. - 230 с.
Теорія радіолокаційних та радіонавігаційних систем : навч. посіб. для студ. внз за напрямком "Радіотехніка" / Я. І. Лепіх ; Одеська нац. морська акад. Одеса : Екологія, 2008. -224 с.
Оптимізація проектування радіотехнічних систем [Текст]: метод. вказівки до лаборатор. робіт з дисципліни «Оптимізація проектування радіотехнічних систем» для студ. радіотехнічного ф-ту / Уклад.: C.Я. Жук, С.В. Вишневий ‑ К.: НТУУ "КПІ", 2012. – 62с.

Література додаткова:

Чмельов В.О., Терещенко О.В, Олійник М.В. СПОСІБ ДЕКОРЕЛЯЦІЇ СИГНАЛІВ ПАСИВНИХ ЗАВАД В СИСТЕМІ СЕЛЕКЦІЇ РУХОМИХ ЦІЛЕЙ МАЛОЇ ШВИДКОСТІ / Вісник Вінницького полі-технічного інституту. 2024. No 2 ст.109-115 ISSN 1997-9266. DOI:https://doi.org/10.31649/1997-9266-2024-173-2-109-115.
Serhii Zhuk, Viacheslav Chmelov, Oleksandr Tereshchenko Development of an adaptive multi-channel correlation sidelobe canceller for active noise interference based on the Gram-Schmidt orthogonalization procedure // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies" Vol. 6 No. 5 (132) (2024): Applied physics. 33-40 c. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.319253 (SCOUPUS)
Чмельов В. О., Назаров І. С. ПІДХОДИ ДО УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДІВ ВИЯВЛЕННЯ СИГНАЛІВ ДРОНІВ НА ФОНІ АДИТИВНИХ ШУМІВ // ХІІІ Міжнародній науково-технічній конференції «Радіотехнічні проблеми, сигнали, апарати та систе-ми» (РТПСАС) . Київ, 27 – 28 листопада 2024 р.: мате-ріали конференції — Київ, 2024. 72-75 с.

Навчальний контент

5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Лекційні заняття

Навчальний модуль № 1. Сучасні радіолокаційних систем з цифровою обробкою сигналів.

Тема 1. . Предмет і зміст дисципліни.. Загальна засади теорії побудови РЛС з ЦОС. Класифікація. Особливості роботи РЛС з ЦОС.

Література: [1,2,]

Завдання для СРС. Загальна характеристика цифрових РЛС.

Тема 2. Моделі радіолокаційних сигналів: ЛЧМ та складні сигнали з бінарною фазовою маніпуляцією. Визначення кореляційної функції складних сигналів.

Література: [1,3,4]

Завдання для СРС. Характеристики складних сигналів. Підходи до побудови кореляційної функції складних сигналів РЛС.

Тема 3 Оптимальна фільтрація. Кореляційний прийом. Характеристики виявлення.

Функція невизначеності. Перетин функції невизначенності.

Література: [1,2,5]

Завдання для СРС. Цифрові оптимальні фільтри (АЧХ, ФЧХ), Розділення складних сигналів.

Тема 4. Модель імпульсної цифрової РЛС

Підходи до підвищення ефективності роботи цифрових РЛС Аналіз факторів, що впливають на ефективність роботи РЛС. Втрати в енергії сигналу при цифровій обробці. Вплив характеристик та обчислювальних ресурсів цифрових приладів.

Література: [1,2,3]

Завдання для СРС. Основні показники роботи цифрових пристроїв. Швидкодія, рівні квантування, як системні втрати в обробці сигналів .

Тема 5. Моделювання роботи автомобільного радару з ЛЧМ-сигналом.

Вплив характеристик та обчислювальних ресурсів цифрових приладів.

Література: [1,2,3]

Завдання для СРС. Особливості роботи автомобільних РЛС. Швидкодія, обмеження зони огляду.

Навчальний модуль № 2. Підходи до підвищення ефективності роботи цифрових РЛС

Тема 6. Методи огляду простору цифровими антенними решітками (ЦАР). Методи вимірювання кутових координат. Керування променем ЦАР.

Література: [2,4]

Завдання для СРС. Алгоритм роботи ФАР та ЦАР. Відмінності та переваги.

Тема 7. Моделювання цифрової системи боротьби з активними завадами роботі РЛС. Види завад. Методи боротьби. Принципи побудови систем боротьби с завадами. Цифрові системи боротьби з активними завадами роботі РЛС. Адаптація діаграми спрямованості ФАР. Цифровий антикомпенсатор активних завад.

Література: [1,5,7]

Завдання для СРС. Підходи до придушення активних завад для РЛС.

Тема 8. Цифрові системи селекції рухомих цілей та боротьби з пасивними завадами. Види пасивних завад. Фільтр відбілювання. Різновиди системи СРЦ

Цифрові системи селекції рухомих цілей та боротьби з пасивними перешкодами. «Вибілення» сигналу, АЧХ вибілюючого фільтру.

Література: [2,4,7]

Завдання для СРС. Розділення сигналів за частотою. Методи спектрального аналізу.

Тема 9. Підвищення імовірності виявлення цілей. Цифровий накопичувач відбитих від цілі сигналів. Види накопичувачів. Адаптивні цифрові системи виявлення сигналів на фоні білого шуму.

Література: [1,5,9]

Завдання для СРС. Різновиди систем виявлення корисного сигналу серед шумів.

Лабораторні заняття

№	Назва лабораторної роботи	Кількість годин
1	Вивчення принципів моделювання роботи радіолокаційних систем в пакеті ПО MATLAB «*Radar System Design»*.	2
2	Моделі радіолокаційних сигналів. Дослідження їх характеристик	2
3	Цифровий оптимальний фільтр сигналу РЛС.	2
4	Цифрове моделювання та дослідження роботи імпульсного радару.	4
5	Моделювання роботи цифрової РЛС на базі ЛЧМ радіолокаційного сигналу.	4
6	Моделювання роботи цифрового оптимального фільтру для обробки КФМ радіолокаційного сигналу	4
7	Дослідження роботи автомобільної радіолокаційної системи з ЛЧМ-сигналом для попередження зіткнення.	4
8	Дослідження роботи некогерентного накопичувача радіолокаційних сигналів.	2
9	Аналіз роботи цифрової системи боротьби з активними завадами на основі адаптивної ФАР	2
10	Аналіз роботи багатоканального адаптивного автокомпенсатора активних завад роботі РЛС	2
11	Аналіз роботи цифрової системи селекції рухомих цілей.	2
12	Моделювання роботи віконних функцій для виявлення малорозмірних цілей	2
13	Формування радіолокаційної матриці «відстань-швидкість» для первинної радіолокаційної інформації.	2
14	Застосування віконних функцій для оптимізації матриці «відстань-швидкість»	2
	Всього	36

6. Самостійна робота здобувача

	Назва теми, що виноситься на самостійне опрацювання	Кількість годин СРС
1	Загальна характеристика цифрових РЛС.	4
2	Характеристики складних сигналів. Підходи до побудови кореляційної функції складних сигналів РЛС.	4
3	Цифрові оптимальні фільтри (АЧХ, ФЧХ), Розділення складних сигналів.	4
4	Основні показники роботи цифрових пристроїв. Швидкодія, рівні квантування, як системні втрати в обробці сигналів .	4
5	Особливості роботи автомобільних РЛС. Швидкодія, обмеження зони огляду.	4
6	Алгоритм роботи ФАР та ЦАР. Відмінності та переваги.	4
7	Підходи до придушення активних завад для РЛС.	4
8	Розділення сигналів за частотою. Методи спектрального аналізу.	4
9	Різновиди систем виявлення корисного сигналу серед шумів.	4
10	Підготовка звіту з лабораторної роботи	14
11	Підготовка до модульної контрольної роботи	8
12	Підготовка до заліку	8
	Всього	66

Політика та контроль

7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Рекомендовані методи навчання: вивчення основної та допоміжної літератури за тематикою лекцій, виконання лабораторних робіт. Студенту рекомендується вести докладний конспект лекцій. Важливим аспектом якісного засвоєння матеріалу, відпрацювання методів та алгоритмів вирішення основних завдань дисципліни є самостійна робота. Вона містить читання літератури, огляд літератури за темою, підготовку до занять, контрольних заходів, заліку та іспиту. Метою лабораторних po6iт є: поглиблення i закріплення теоретичних знань, набуття навиків моделювання з використанням обчислювальної техніки, набуття навиків оцінки достовірності отриманих результатів та оформлення документів. Програмне забезпечення реалізоване в обчислювальному середовищі для наукових і інженерних розрахунків Matlab, Mathcad.

Правила відвідування занять. Відвідування лекцій, лабораторних занять оцінюється. Cтудентам рекомендується відвідувати заняття, оскільки на них викладається теоретичний матеріал та розвиваються навички, необхідні для виконання семестрових контрольних заходів. Система оцінювання орієнтована на отримання балів за своєчасність виконання студентами лабораторних робіт, а також виконання завдань, які здатні розвинути практичні уміння та навички.

На лекції заборонено відволікати викладача від викладання матеріалу, усі питання, уточнення та ін. задають в кінці лекції у відведений для цього час.

Призначення заохочувальних та штрафних балів. Заохочувальні бали виставляються за: активну участь на лекціях та лабораторних заняттях, участь у конкурсах робіт, підготовку та публікацію наукових статей і тезисів доповідей на наукових конференціях, участь в науково-дослідній роботі на тему, що відповідає темам дисципліни. Кількість заохочуваних балів не більше 10;

Штрафні бали можуть виставлятися за: невиконання або невчасне виконання завдань. Кількість штрафних балів не більше 10.

Академічна доброчесність Політика та принципи академічної доброчесності визначені у розділі 3 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Детальніше: https://kpi.ua/code.

Норми етичної поведінки Норми етичної поведінки студентів і працівників визначені у розділі 2 Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Детальніше: https://kpi.ua/code.

Навчання іноземною мовою Навчальна дисципліна «статистичні методи оброблення інформації в радіотехнічних комп’ютеризованих системах» передбачає її вивчення на український мові. У процесі викладання навчальної дисципліни використовуються матеріали та джерела російською та англійською мовою.

8. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Поточний контроль: здійснюється шляхом опитування на лабораторних заняттях та при виконанні МКР.

Календарний контроль: провадиться двічі на семестр як моніторинг поточного стану виконання вимог силабусу.

Семестровий контроль: залік.

8.1. Календарна проміжна атестація студентів проводиться за значенням поточного рейтингу студента на час атестації. Якщо значення цього рейтингу не менше 50 % від максимально можливого на час атестації, студент вважається атестованим. Умовою позитивної першої атестації є отримання не менше 8 балів.

8.2 Рейтингова система оцінювання результатів навчання.

Система рейтингових балів та критерії оцінювання

1. В семестрі виконуються 14 лабораторних робіт. Сума балів за виконання та захист звіту з лабораторної роботи– 5 балів.

Виконання та захист лабораторних робіт – 14х5=70 балів.

2. Модульний контроль МКР 2 за семестр – 2х15=30 балів.

Модульний контроль (МКР) має 3 питання.

За кожне питання окремо вираховуються бали.

В результаті оцінка за МКР:

- повна відповідь - 15 бали

- повна відповідь з неістотними помилками - 13 бала

- повна відповідь з істотними помилками - 10 бали

- неповна відповідь - 7 бал,

- зміст відповідь не відноситься до суті питання, або відсутня відповідь на питання МКР - 0 балів,

Звіт з виконання лабораторної роботи.

Студент не допускається до захисту, якщо звіт не оформлений відповідно до вимог.

В результаті захисту звіту:

- повна відповідь - 5 балів

- повна відповідь з неістотними помилками - 4 бала

- повна відповідь з істотними помилками - 3,0 бали

- неповна відповідь - 2 бал,

- зміст відповідь не відноситься до суті лабораторної роботи, або результати дослідження, під час виконання лабораторної роботи, не отримані - 0 балів.

Оцінка залікової контрольної роботи (RE ).

Студенти дають письмово відповіді на запитання.

Система оцінювання відповіді на питання:

«відмінно», повна відповідь (не менше 90% потрібної інформації) – 95-100 балів;

«дуже добре», достатньо повна відповідь (не менше 85% потрібної інформації, або незначні неточності) – 85- 94 балів;

«добре», достатньо повна відповідь (не менше 80% потрібної інформації, або незначні неточності) – 75-84 балів;

«задовільно», неповна відповідь (не менше 70% потрібної інформації та деякі помилки) – 65-74 балів;

«достатньо» 60-64 неповна відповідь (не менше 65% потрібної інформації та грубі помилки)

«незадовільно», незадовільна відповідь – 0 бали, залік вважається не зданий.

Сума максимально можливих балів контрольних заходів (позиції 1-3) протягом семестру (RC) складає: 100 балів.

РСО з дисципліни, семестровий контроль з якої передбачений у формі заліку, для очної форми навчання розробляється за типом РСО-1 і включає оцінювання заходів поточного контролю з дисципліни впродовж семестру.

Рейтингова оцінка здобувача складається з балів, отриманих здобувачем за результатами заходів поточного контролю, заохочувальних та штрафних балів.

Рейтингова оцінка доводиться до здобувачів на передостанньому занятті з дисципліни в семестрі.

Здобувачі, які виконали всі умови допуску до заліку та мають рейтингову оцінку 60 і більше балів, отримують відповідну до набраного рейтингу оцінку без додаткових випробувань.

Зі здобувачами, які виконали всі умови допуску до заліку та мають рейтингову оцінку менше 60 балів, а також з тими здобувачами, хто бажає підвищити свою рейтингову оцінку, на останньому за розкладом занятті з дисципліни в семестрі викладач проводить семестровий контроль у вигляді залікової контрольної роботи.

Після виконання залікової контрольної роботи, якщо оцінка за залікову контрольну роботу більша ніж за рейтингом, здобувач отримує оцінку за результатами залікової контрольної роботи.

Якщо оцінка за залікову контрольну роботу менша ніж за рейтингом, застосовується варіант: «жорстка» РСО – попередній рейтинг здобувача (за винятком балів за семестрове індивідуальне завдання) скасовується і він отримує оцінку з урахуванням результатів залікової контрольної роботи.

Оцінки за освітній компонент визначаються згідно з таблицею:

Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою

Кількість балів	Оцінка
100-95	Відмінно
94-85	Дуже добре
84-75	Добре
74-65	Задовільно
64-60	Достатньо
Менше 60	Незадовільно
Не виконані умови допуску	Не допущено

9. Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

положення про рейтингову систему оцінки успішності доводиться на першому занятті з дисципліни;

попередня рейтингова оцінка з дисципліни доводиться до студентів на передостанньому занятті з дисципліни в семестрі;

календарна атестація студентів з дисципліни проводиться викладачами за значенням поточного рейтингу студента на час атестації t. Якщо значення цього рейтингу не менше 50% від максимально можливого (Rt) на час атестації RDt ≥ 0,5R, студент вважається задовільно атестованим. В іншому випадку в атестаційній відомості виставляється «не атестований».

Опис матеріально-технічного та інформаційного забезпечення дисципліни

на кафедрі радіотехнічних систем в 204 аудиторії створено 18 робочих місць на комп'ютерах

Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено Чмельов В. О.;
Ухвалено кафедрою РТС (протокол № 06/26 від 22.06. 2026 р. )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № 06/2026 від 24.06.2026 )