رادار
سال:1392 | دوره:1 | شماره:2 (پیاپی 2) |تعداد مقالات:6

در این مقاله ابتدا با استفاده از روش سنتی FFT به آشکارسازی اهداف در رادار پسیو مبتنی بر سیگنال تلویزیون آنالوگ پرداخته می شود؛ سپس با در نظر گرفتن این موضوع که برای افزایش برد این نوع رادارها باید کلاتر و نشتی مسیر مستقیم حذف گردد، انواع روش های حذف کلاتر و نشتی مسیر مستقیم در رادار پسیو مبتنی بر سیگنال تلویزیون آنالوگ بررسی می شود و با استفاده از معیارهای توانایی در حذف اکوهای ناخواسته، اثر روی قله اهداف، عملکرد آشکارسازی و پیچیدگی محاسباتی، الگوریتم ها با یکدیگر مقایسه می شوند. در ادامه، روش جدید بانک فیلتر وفقی برای حذف کلاتر و نشتی مسیر مستقیم پیشنهاد می شود. در این مقاله نشان داده می شود که الگوریتم های پیشنهادی با پیچیدگی محاسباتی کمتر، رفتاری شبیه الگوریتم ECA دارد.

به دلیل تاثیرات مخرب نویز لکه در دسترسی به اطلاعات موجود در تصاویر رادار، کاهش اثر این نویز همواره مورد توجه محققین بوده است. هدف این تحقیق، مطالعه کاهش نویز تصاویر راداری بر مبنای آستانه گذاری سخت ضرایب تبدیل کرولت است. در این مقاله جهت حذف نویز لکه از الگوریتمی جدید به منظور تخمین حد آستانه استفاده شده است. در تعیین این حد آستانه از ویژگی های آماری ضرایب کرولت مانند میانگین هندسی و حسابی استفاده شده است. در این روش، ابتدا نویز ضربی لکه با استفاده از تبدیل لگاریتمی به نویز افزایشی تبدیل شده و تصویر حاصل به فضای کرولت منتقل می شود. سپس حد آستانه با توجه به اطلاعات آماری ضرایب مشخص شده و این حد آستانه در آستانه گذاری سخت ضرایب کرولت به منظور حذف ضرایب نویزی مورد استفاده قرار می گیرد. در انتها نیز تبدیل معکوس کرولت اعمال و تصویر نویز کاهش یافته حاصل می شود. معیارهای ارزیابی متفاوتی مانند معیار حفظ لبه، تعداد دید معادل، میانگین مربع خطا و غیره برای ارزیابی نتایج محاسبه شدند. در قیاس با روش های کاهش نویز موجود مانند فیلترهای Lee ،Kuan ،Gamma ،Frost و فیلترهای مبتنی بر آستانه گذاری سخت تبدیل موجک نتایج تجربی به دست آمده پیشرفت زیادی را نشان می دهد (شاخص های میانگین مربع خطا، میانگین مربع خطای نرمال شده و میانگین قدر مطلق خطا به ترتیب %32 ،%32 و %5 کاهش یافته اند). افزون بر این الگوریتم مورد بررسی در حفظ لبه ها بسیار توانمند بوده است.

در این مقاله سعی شده است اصول پردازش در سیستم های راداری پسیو دو پایه بصورت ساده و مفهومی بیان گردد. پس از آن به مساله آشکارسازی در سیستم های راداری پسیو مبتنی بر سیگنال های رادیو FM در حضور سیگنال های تداخلی، شامل نویز سیستم، کلاتر (اکوهای برگشتی ناشی از پدیده چند مسیرگی)، سیگنال مسیر مستقیم و اکوهای دریافتی از اهداف تداخلی پرداخته شده است. در این راستا، دو دسته آشکارساز در رادارهای پسیو مورد مطالعه قرار گرفته است؛ در دسته اول که روش های شهودی و حسی می باشند و ادعای بهینگی برای آن ها وجود ندارد، دو آشکارساز ارائه شده است. در دسته دوم، مساله آشکارسازی در رادارهای پسیو به دید نظریه آشکارسازی حل گردیده که دارای خاصیت بهینگی در کلاس آشکارسازهای پایا می باشد. برای اولین بار، در این مقاله سعی شده است، این دو دسته آشکارساز بر اساس «دو معیار احتمال آشکارسازی و احتمال هشدار کاذب» مورد بررسی و مقایسه قرار گیرند تا نقاط ضعف و قوت هر دو دسته بیان شود.

در چند سال گذشته، سیگنال های چند حاملی OFDM بر پایه مدولاسیون بسته موجک برای کاربردهای راداری مطرح شده است. استفاده از این سیگنال ها منجر به خاصیت های مهمی نظیر: تفکیک پذیری ذاتی مطلوب و مقاومت بالا در برابر جنگ الکترونیک در سامانه های راداری می گردد. این مقاله به بررسی مساله طراحی این سیگنال ها طبق معیارهای زیر می پردازد: حداکثرسازی مقید عملکرد آشکارسازی در حضور نویز و کلاتر گوسی رنگی و همچنین حداقل سازی مقید مربع خطا بین توابع ابهام ایده آل و طراحی شده؛ که این موضوع به صورت یک مساله بهینه سازی چند هدفه غیرمحدب قابل بیان است. جهت حل آن، ابتدا از روش جمع وزن دار اهداف جهت تبدیل مساله دو هدفه به یک مساله تک هدفه استفاده می شود و در ادامه از الگوریتم تکاملی انبوه ذرات برای یافتن پاسخ بهینه آن استفاده خواهد شد که الگوریتمی ساده و از دیدگاه محاسباتی کارا می باشد.

طبقه بندی پوشش زمین به ویژه در مناطق شهری یکی از مهم ترین کاربردهای تصاویر پلاریمتری راداری محسوب می شود. به منظور استفاده از پتانسیل بالای اطلاعاتی این تصاویر، ویژگی های متعددی را می توان از آن ها استخراج کرد، بنابراین، انتخاب ویژگی نقش مهمی در طبقه بندی این تصاویر ایفا می کند. در این تحقیق، سه گام اساسی در بهبود طبقه بندی اتخاذ شده است: 1- استخراج ویژگی در قالب سه گروه ویژگی های داده اصلی، ویژگی های تجزیه هدف، و تفکیک کننده های SAR؛ 2- انتخاب حداقل تعداد ویژگی ها برای رسیدن به دقت طبقه بندی بالا و 3- طبقه بندی با استفاده از ویژگی های انتخابی بهینه. در روش های پیشنهادی الگوریتم بهینه سازی چندهدفه  NSGA-II به عنوان ابزار جستجو و دو طبقه بندی کننده ماشین بردار پشتیبان (SVM) و سیستم استنتاج عصبی - فازی تطبیقی (ANFIS) در مرحله ارزیابی استفاده شده اند. نتایج پیاده سازی بر روی تصویر رادارست 2 منطقه سانفرانسیسکو حاکی از کارایی برتر الگوریتم های پیشنهادی در بهبود طبقه بندی نسبت به سایر روش های مورد استفاده در این تحقیق می باشد.

سنجنده رادار با روزنه ترکیبی، قابلیت تصویربرداری شبانه روزی با قدرت تفکیک بالا را در شرایط جوی مختلف دارد و کاربردهای گسترده ای را در سنجش از دور شامل می شود. در طراحی این سنجنده ها، ویژگی های سیستم SAR شامل طراحی آنتن، انتشار امواج مایکرویو و محاسبات مداری در نظر گرفته می شود. خطاهای ارتفاعی و دورانی محورهای محلی سنجنده SAR، تاثیر مستقیمی بر روی فرکانس مرکز داپلر آن دارد. به منظور جلوگیری از ابهام در تعیین فرکانس مرکز داپلر، میزان خطای تعیین آن باید از نصف فرکانس ارسال پالس (PRF) کمتر باشد. با بررسی انتشار خطای فرکانس مرکز داپلر، می توان حداکثر خطای قابل قبول به منظور جلوﮔﻴﺮی از ایجاد ابهام در تعیین فرکانس مرکز داپلر را تعیین کرد. در این مقاله برای اولین بار طبق قانون انتشار خطا، به طور جامع، رفتار حداکثر خطاهای قابل قبول نسبت به پارامترهای اساسی مداری و دستگاهی سنجنده SAR و ارتباط آن با سطح حداقل آنتن به منظور طراحی بهینه سنجنده مورد بررسی قرار گرفته است.