Апаратно-програмна реалізація алгоритму MUSIC у системі радіопеленгації KerberosSDR з оптимізацією фазової когерентності

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorПолікаровських, Олексій
dc.contributor.authorГула, Ігор
dc.contributor.authorТкачук, Андрій
dc.contributor.authorPolikarovskykh, Oleksiy
dc.contributor.authorHula, Ihor
dc.contributor.authorTkachuk, Andrii
dc.date.accessioned2026-05-07T06:28:34Z
dc.date.available2026-05-07T06:28:34Z
dc.date.issued2026
dc.description.abstractУ статті розглянуто питання практичної реалізації та модернізації системи радіопеленгації на базі чотириканального когерентного SDR-приймача KerberosSDR. Основну увагу приділено методам забезпечення фазової когерентності та адаптації застарілого програмного стека під сучасні обчислювальні середовища. Обґрунтовано вибір параметрів просторової та часової дискретизації для алгоритму надроздільної здатності MUSIC. Авторами проведено рефакторинг критичних модулів обробки сигналів на мові Python, що дозволило усунути детерміновані помилки та забезпечити візуалізацію просторового псевдоспектра в реальному часі. Експериментально доведено ефективність запропонованої конфігурації антенної решітки з інтервалом 0,333λ для стабільної пеленгації в FM-діапазоні.
dc.description.abstractThe paper addresses the practical challenges of implementing and optimizing a coherent radio direction finding (RDF) system based on the KerberosSDR platform. The study focuses on the modernization of the software stack to ensure full compatibility with modern computational environments and stable real-time signal processing. A significant part of the research is dedicated to achieving and maintaining strict phase coherence across four independent RTL-SDR channels, which is a fundamental prerequisite for high-resolution Direction of Arrival (DOA) estimation. The author performed a comprehensive refactoring of the system’s core modules, specifically addressing critical compatibility issues with contemporary NumPy and PyQt5 libraries, transitioning to updated complex number standards and modern graphical layout widgets. By adjusting the sampling rate to a fixed value of 1.024 MHz and optimizing the USB data stream, the study successfully eliminated sample drops and phase drifts that previously hindered the accuracy and reliability of the MUSIC (Multiple Signal Classification) algorithm. The experimental setup involved a 4-element uniform circular array (UCA) with an optimized element spacing of 0.333λ. This specific configuration was strategically chosen as a compromise to balance angular resolution and suppress spatial aliasing, ensuring stable performance especially in complex multipath environments typical for urban radio monitoring. Furthermore, the paper details a rigorous calibration protocol utilizing an internal noise source to synchronize the tuners at the hardware level. The results demonstrate that the implemented hardware-software complex provides stable and accurate azimuth estimation in the FM broadcast band. The research highlights the critical importance of proper noise-source calibration and precise physical antenna alignment–referencing the true North–for the reliability of the spatial pseudospectrum visualization. The findings offer a comprehensive practical roadmap for utilizing lowcost SDR hardware in professional-grade radio monitoring, signal intelligence, and electronic warfare training tasks, proving that software-level optimizations can significantly enhance the capabilities of budget-friendly hardware.
dc.identifier.citationПолікаровських О., Гула І., Ткачук А. Апаратно-програмна реалізація алгоритму MUSIC у системі радіопеленгації KerberosSDR з оптимізацією фазової когерентності // Herald of Khmelnytskyi National University. Technical Sciences. 2026. Vol. 363, No. 2. P. 435-445.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.31891/2307-5732-2026-363-58
dc.identifier.urihttps://elar.khmnu.edu.ua/handle/123456789/21048
dc.language.isouk
dc.publisherХмельницький національний університет
dc.subjectрадіопеленгація
dc.subjectKerberosSDR
dc.subjectалгоритм MUSIC
dc.subjectфазова когерентність
dc.subjectпсевдоспектр
dc.subjectпрограмно-визначене радіо (SDR)
dc.subjectпросторова дискретизація
dc.subjectradio direction finding
dc.subjectMUSIC algorithm
dc.subjectphase coherence
dc.subjectspatial pseudospectrum
dc.subjectsoftware-defined radio (SDR)
dc.subjectspatial sampling
dc.subject.udc621.396.96
dc.titleАпаратно-програмна реалізація алгоритму MUSIC у системі радіопеленгації KerberosSDR з оптимізацією фазової когерентності
dc.title.alternativeHardware and software implementation of the MUSIC algorithm in the KerberosSDR direction finding system with phase coherence optimization
dc.typeСтаття
Файли
Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Назва:
(363)+VKNU-TS-2026-N2_p435-445.pdf
Розмір:
1.12 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Назва:
license.txt
Розмір:
4.26 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити
Зібрання
Вісник ХНУ. Технічні науки - 2026 рік