رادار
سال:1395 | دوره:4 | شماره:3 |تعداد مقالات:6

یکی از دغدغه های اساسی در الگوریتم های پردازشی مورد استفاده در رادار روزنه مصنوعی SAR با حرکت پرتابه ای، جبران سازی کلیه خطاهای فازی موجود در داده بازگشتی از هدف، برای دست یابی به یک تصویر واضح و بدون ابهام می باشد. در این مقاله با توجه به ویژگی های حرکتی رادار روزنه مصنوعی SAR با حرکت پرتابه ای، با به کارگیری الگوریتم برد- داپلر و روش خودکانونی گرادیان فاز به اخذ تصویر در یک رادار روزنه مصنوعی با حرکت پرتابه ای پرداخته می شود؛ این فرایند، ترکیبی از الگوریتم پردازشی برد- داپلر و روش خودکانونی گرادیان فاز می باشد. ویژگی بارز این روش پردازشی آن است که برای جبران سازی حرکتی، اصلاح حرکت برد و کاهش انواع خطاهای فاز موجود، نیازی به اطلاعات حاصل از سامانه های ناوبری نداشته و خود الگوریتم قادر به تخمین شتاب و سرعت حرکت سکوی راداری بوده و خطای فاز موجود در داده بازگشتی را به سمت صفر میل می دهد. از نوآوری های صورت گرفته در این مقاله می توان به اصلاح و بهبود عملکرد روش خودکانونی گرادیان فاز اشاره نمود. بهبود و اصلاح صورت گرفته؛ مربوط به مرحله انتخاب پراکنده ساز های پرقدرت در این روش بوده که در این مقاله برای اولین بار، انتخاب پراکنده ساز های پرقدرت در الگوریتم خودکانونی گرادیان فاز به کمک عملگر همبستگی انجام گرفته و بدین ترتیب امکان اخذ تصویر از یک صحنه گسترده (هدف گسترده) فراهم شده است.

رادارهای فرکانس پله ای به دلیل تامین قدرت تفکیک برد بالا از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. روش مرسوم پردازش در این رادارها استفاده ازمعکوس تبدیل فوریه سریع یاIDFT است. این روش برای تشخیص اهداف متحرک با مشکل انتقال و گستردگی برد روبروست که باعث کم شدن دامنه هدف، از دست دادن دقت فاصله سنجی و کاهش قدرت تفکیک برد می شود. برای غلبه بر این مشکل در این رادارها از روش خنثی سازی سرعت استفاده می شود. از آنجاکه سرعت هدف نامشخص است مجبوریم سیگنال دریافتی را به ازای تمام سرعت های ممکن خنثی کنیم و سپس سیگنالی که بزرگترین و تیزترین خروجی IDFT را می دهد انتخاب کنیم. در این مقاله با استفاده از ایده های حسگری فشرده، روشی جدید برای استخراج برد و سرعت اهداف در رادارهای فرکانس پله ای ارائه می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که روش ارائه شده مشکل انتقال و گستردگی برد را ندارد و همچنین کارایی آن از روش های دیگر مبتنی بر حسگری فشرده بهتر است. مفهوم پردازش همدوس را نیز در رادارهای حسگری فشرده مورد بررسی قرار می دهیم. شبیه سازی ها نشان می دهد که می توان با استفاده از پردازش همدوس، کارایی آشکارسازهای راداری مبتنی بر حسگری فشرده را به طور قابل توجهی بهبود بخشید.

در این مقاله، آرایه خطی (با 20 المان در راستای افق) از آنتن مایکرواستریپ با قطبش افقی بررسی شده است. مجموعه شامل سه زیر لایه مایکرواستریپ می باشد که در دو زیرلایه پایینی شبکه تغذیه و زیرلایه بالایی پچ های مایکرواستریپ قرار دارند. تحریک پچ ها به صورت تزویج و از طریق شبکه تغذیه در دو زیرلایه پایینی صورت گرفته است. با استفاده از شیار بین پچ ها و خطوط انتقال تغذیه، میدان های الکتریکی از شبکه تغذیه به پچ ها تزویج شده اند. جدا شدن شبکه تغذیه از قسمت تشعشع کننده آنتن باعث شده است که مولفه قطبش متعامد کمتر از -50 dB شود. برای رسیدن به سطح گلبرگ های فرعی (SLL) مناسب در راستای افق، آرایه به صورت غیریکنواخت و با استفاده از ضرایب چبی شف تحریک شده اند. در شبیه سازی SLL آنتن کمتر از -18 dB حاصل شده است. این الگوی تشعشعی از نوع بادبزنی می باشد و در سیستم های مخابراتی و راداری کاربردی است.

بنا به تئوری حسگری فشرده اگر سیگنالی قابلیت نمایش تنک در فضایی مناسب را داشته باشد می توان با استفاده از روش های بهینه سازی، بازسازی دقیق سیگنال را از روی مشاهداتی به مراتب کمتر از آنچه که تئوری شانون لازم می داند انجام داد. وجه تمایز سیگنال از نویز، همین قابلیت نمایش تنک برای سیگنال و عدم این ویژگی برای نویز است و از طرف دیگر، یافتن جواب در حسگری فشرده منوط به یافتن تنک ترین جواب است؛ بنابراین با این تکنیک می توان سیگنالِ تمیز را از نویز جدا کرد. در رادار FMCW فاصله اهداف از روی فرکانس سیگنال خروجی گیرنده به دست می آید. از آنجایی که این سیگنال در حوزه فرکانس نمایشی تنک دارد بنابر نظریه حسگری فشرده، می توان با تعداد کمی از داده ها، آن را به طور مطلوب بازسازی کرد. همچنین در این مقاله با ارائه روش جدیدی برای پردازش سیگنال در رادار FMCW مبتنی بر حسگری فشرده، نشان داده می شود که می توان اثر نویز در سیگنال خروجی گیرنده را کاهش و عملکرد سیستمیِ رادار را بهبود داد.

تخمین پارامترهای مدل آماری کلاتر، مساله ای مهم در زمینه مدل سازی، شبیه سازی، طبقه بندی و شناسایی کلاتر رادار می باشد. کلاتر رادار، ذاتا دارای ماهیت تصادفی است، بنابراین عموما از توزیع های آماری برای توصیف بهتر ویژگی های کلاتر رادار استفاده می شود. توزیع K یکی از مدل های رایج برای توصیف کلاتر است که دارای دو مولفه اسپیکل و توان محلی می باشد. این توزیع دارای دو پارامتر مقیاس و شکل می باشد و به دلیل آن که مولفه های آن توسط توزیع گاما مدل سازی می شوند، مساله تخمین پارامترهای توزیع K مساله ای چندبعدی، غیرخطی و پیچیده است. در این مقاله، روش جدیدی مبتنی بر الگوریتم جستجوی گرانشی جهت تخمین پارامتر های توزیع K پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی دارای دقت بسیار بالا در تخمین پارامتر های این نوع کلاتر می باشد. برای ارزیابی دقیق روش پیشنهادی این مقاله، تابع توزیع احتمال و تابع چگالی طیف توان کلاتر با پارامتر های تخمین زده در دو آزمایش مختلف مورد ارزیابی قرار گرفتند. هم چنین از تست کولموگروف-اسمیرنوف نیز برای تعیین میزان دقت کلاتر تولیدی استفاده گردید. نتایج شبیه سازی و ارزیابی، کارآمدی روش پیشنهادی برای تخمین پارامترهای توزیع K را به وضوح تصدیق می کنند.

در این مقاله روش جدیدی برای فشرده سازی تصاویر رادار روزنه ترکیبی (SAR) با رویکرد بلوکی مبتنی بر الگوریتم EZBC، ارائه می شود. در روش پیشنهادی به منظور حفظ بهتر لبه ها و ساختار بافتی خاص تصاویر SAR، به جای تبدیل موجک از تبدیل موجک بسته ای استفاده می شود. به منظور افزایش کارایی الگوریتمEZBC در فشرده سازی بهتر تصاویر SAR که انرژی آن تنها در زیر باندهای فرکانس پایین متمرکز نیست، یک نسخه اصلاح شده از این الگوریتم به نام MEZBC ارائه می گردد که با تبدیل موجک به کار گرفته، منطبق باشد. روش پیشنهادی علاوه بر ایجاد نرخ فشردهسازی بالا برای تصاویر SAR، قابلیت مقیاس پذیری کامل کیفیت و نیز حفظ خاصیت کد کردن بلوکی ضرایب در حوزه تبدیل موجک را داراست. به علاوه این روش طوری اصلاح شده است که قابلیت پشتیبانی از کد کردن نواحی مورد علاقه (ROI) در تصویر را نیز فراهم آورد. نتایج پیاده سازی بیانگر عملکرد بهتر الگوریتم پیشنهادی برای فشرده سازی تصاویر SAR نسبت به سایر روش های شناخته شده در تمامی نرخ بیت ها می باشد.