АЛГОРИТМІЧНІ МЕТОДИ ВІДНОВЛЕННЯ ЧАСТОТНОЇ ЗАЛЕЖНОСТІ КОМПЛЕКСНОЇ ДІЕЛЕКТРИЧНОЇ ПРОНИКНОСТІ НЕОДНОРІДНИХ МАТЕРІАЛІВ МЕТОДОМ ЧАСОВОЇ РЕФЛЕКТОМЕТРІЇ (TDR/TDS)

Анотація

У роботі розглянуто актуальну задачу комп'ютерної інженерії — автоматизацію неруйнівного контролю неоднорідних матеріалів за допомогою діелектричної спектроскопії у часовій області (TDR). Проведено порівняльний аналіз апаратних платформ та обґрунтовано переваги використання TDR у поєднанні з сучасними методами цифрової обробки сигналів (DSP) як економічно ефективної альтернативи векторним аналізаторам кіл (VNA). Основну увагу приділено алгоритмічним методам вирішення некоректної зворотної задачі відновлення спектру комплексної діелектричної проникності (КДП). Проаналізовано методи попередньої обробки сигналів, зокрема адаптивну фільтрацію та віконні перетворення, а також сучасний метод аналізу з розв’язкою відбиттів (Reflection-Decoupled Analysis — RDA). Запропоновано архітектуру обчислювального конвеєра (pipeline), який інтегрує фізичні моделі релаксації (Гаврільяка-Негамі) та теорії ефективного середовища. Для підвищення швидкодії та точності інверсії запропоновано гібридний підхід, що поєднує методи глобальної оптимізації або ініціалізацію нейронними мережами з алгоритмом Левенберга-Марквардта. Результати роботи демонструють можливість створення високоточних вбудованих систем моніторингу матеріалів