Métodos algebraicos para lograr súper resolución mediante matrices de antenas digitales
Autores: Lagovsky, Boris A.; Rubinovich, Evgeny Ya.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Métodos algebraicos para lograr súper resolución mediante matrices de antenas digitales
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Desarrollo de sistemas de observación
Super resolución
Problemas inversos
Métodos algebraicos
Matrices de antenas digitales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
El problema actual y moderno de desarrollar y mejorar sistemas de medición y observación (incluidos los robóticos) es aumentar el volumen y la calidad de la información recibida. Aumentar la resolución angular a valores que excedan significativamente el criterio de Rayleigh, es decir, lograr una superresolución, es una de las formas importantes de resolver el problema. La superresolución angular, que permite detallar imágenes de objetos de investigación y sus fragmentos individuales, mejora la calidad de las soluciones a problemas de detección, reconocimiento e identificación, y aumenta el alcance de dichos sistemas. En muchos documentos se presentan métodos desarrollados por los autores para lograr una superresolución basada en soluciones aproximadas de problemas inversos en forma de ecuación integral de Fredholm de primer tipo de tipo convolución llamada algebraica. Los métodos utilizados, así como sus variantes, permiten reducir las soluciones de problemas inversos planteados a conjuntos de ecuaciones algebraicas lineales (SLAE). Este documento presenta resultados de un mayor perfeccionamiento de los métodos algebraicos basados en un análisis inteligente de las señales recibidas. Se muestra que su uso en sistemas basados en matrices de antenas digitales permite aumentar el grado de superación del criterio de Rayleigh alcanzado. En el transcurso de experimentos numéricos con un modelo matemático, se confirmó la estabilidad de las soluciones obtenidas y su adecuación. Los resultados numéricos obtenidos abren las siguientes posibilidades: (1) obtener imágenes de objetos estudiados con una resolución que excede el criterio de Rayleigh de 4 a 10 veces, (2) determinar las coordenadas angulares de objetos de pequeño tamaño individuales como parte de objetos complejos de múltiples elementos (objetivos grupales), (3) aclarar los límites de objetos extendidos y sus elementos individuales, (4) localizar objetos brillantes individuales en un fondo reflectante suavemente no homogéneo. La aplicación de los nuevos métodos presentados no requiere una gran potencia de cálculo, lo que permite trabajar en tiempo real utilizando dispositivos informáticos relativamente simples y económicos. Se describen las formas de mejorar aún más los métodos algebraicos presentados para resolver problemas inversos aplicados.
Descripción
El problema actual y moderno de desarrollar y mejorar sistemas de medición y observación (incluidos los robóticos) es aumentar el volumen y la calidad de la información recibida. Aumentar la resolución angular a valores que excedan significativamente el criterio de Rayleigh, es decir, lograr una superresolución, es una de las formas importantes de resolver el problema. La superresolución angular, que permite detallar imágenes de objetos de investigación y sus fragmentos individuales, mejora la calidad de las soluciones a problemas de detección, reconocimiento e identificación, y aumenta el alcance de dichos sistemas. En muchos documentos se presentan métodos desarrollados por los autores para lograr una superresolución basada en soluciones aproximadas de problemas inversos en forma de ecuación integral de Fredholm de primer tipo de tipo convolución llamada algebraica. Los métodos utilizados, así como sus variantes, permiten reducir las soluciones de problemas inversos planteados a conjuntos de ecuaciones algebraicas lineales (SLAE). Este documento presenta resultados de un mayor perfeccionamiento de los métodos algebraicos basados en un análisis inteligente de las señales recibidas. Se muestra que su uso en sistemas basados en matrices de antenas digitales permite aumentar el grado de superación del criterio de Rayleigh alcanzado. En el transcurso de experimentos numéricos con un modelo matemático, se confirmó la estabilidad de las soluciones obtenidas y su adecuación. Los resultados numéricos obtenidos abren las siguientes posibilidades: (1) obtener imágenes de objetos estudiados con una resolución que excede el criterio de Rayleigh de 4 a 10 veces, (2) determinar las coordenadas angulares de objetos de pequeño tamaño individuales como parte de objetos complejos de múltiples elementos (objetivos grupales), (3) aclarar los límites de objetos extendidos y sus elementos individuales, (4) localizar objetos brillantes individuales en un fondo reflectante suavemente no homogéneo. La aplicación de los nuevos métodos presentados no requiere una gran potencia de cálculo, lo que permite trabajar en tiempo real utilizando dispositivos informáticos relativamente simples y económicos. Se describen las formas de mejorar aún más los métodos algebraicos presentados para resolver problemas inversos aplicados.