رادار
سال:1397 | دوره:6 | شماره:1 |تعداد مقالات:6

در این مقاله، مسئله طراحی توام بردارهای ضرایب شکل دهی ارسال و دریافت توان در رادار آرایه ای برای بهبود نسبت سیگنال به تداخل بعلاوه نویز برای یک هدف نقطه ای و در حضور چندین تداخل کننده وابسته به سیگنال در نظر گرفته شده است. یک الگوریتم ترتیبی مبتنی بر بهینه سازی محدب ارائه شده است که در هر تکرار از آن، بردارهای ضرایب شکل دهی ارسال و دریافت توان محاسبه می شوند. مسئله مورد نظر علاوه بر قید توان، با قید پوش ثابت (هم دامنه بودن ضرایب شکل دهی پرتو توان) برای بردار شکل دهی ارسال نیز مقید شده، که در عمل یک قید بسیار مهم است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روش پیشنهادی در مقایسه با رادار آرایه فازی متداول، توانایی بیشتری در حذف تداخل دارد، همچنین مشاهده می شود که با اعمال قید پوش ثابت بر روی بردار شکل دهی ارسال، می توان به بازدهی رادارهای آرایه ای فعال نامقید با دقت بالایی نزدیک شد.

با افزایش فرکانس، ضریب کیفیت نوسان سازها کاهش پیدا کرده و باید به دنبال روش های جدید برای کاهش نویز فاز نوسان سازها بود. نوسان سازهای پوش-پوش قابلیت بهبود نویز فاز را دارند. در این مقاله یک نوسان ساز پوش-پوش کنترل شونده با ولتاژ در محدوده فرکانسی MHz 1200 تا MHz 1400 به کمک نرم افزار ADS طراحی، شبیه سازی و ساخته شده است. نوسان ساز پوش-پوش از دو نوسان ساز مشابه کولپیتس که در محدوده فرکانسی MHz 600 تا MHz 700 نوسان کرده و از طریق یک مدار تزویج فاز به هم متصل هستند، تشکیل شده است. یک مدار ترکیب کننده، خروجی زیر نوسان سازها را با هم ترکیب کرده، در نتیجه مولفه اصلی و هارمونیک های فرد حذف و هارمونیک دوم و سایر مولفه های زوج در خروجی ظاهر می شود. که با این روش نویز فاز dB9 نسبت به حالتی که زیر نوسان ساز ها به تنهایی در محدوده MHz 1200 تا MHz 1400 نوسان کنند، بهبود می یابد.

پردازش وفقی زمانی-مکانی (STAP) یک روش اساسی در بهبود عملکرد رادارهایی است که در حضور اختلالات شدید دینامیکی مانند کلاتر و جمینگ عمل می کنند. عملکرد STAP بر اساس نمونه برداری با نرخ بسیار بالا از سیگنال هایی است که به طور هم زمان از چندین آرایه آنتنی و تعدادی پالس دریافت شده اند. لذا، حجم محاسبات بسیار بالا بوده و پیاده سازی آن نیز دشوار است. در این مقاله، روش چند برداری برای کاهش حجم محاسبات STAP ارائه گردیده است. نتایج پیاده سازی نشان می دهد که روش پیشنهادی علاوه بر کاهش حجم محاسبات منجر به کاهش منابع سخت افزاری، کاهش توان مصرفی و افزایش حداکثر فرکانس عملیاتی نیز می شود. به طور مثال، حجم محاسبات با 6 آرایه آنتنی، 10 پالس دریافتی و 200 نمونه فاصله با اندازه بردار 17، GFLOPs 28. 1 با حداکثر فرکانس MHz 278 و زمان اجرای? s 262 روی تراشه Arria 10 به دست آمده است. بنابراین، روش چند برداری می تواند نیازمندی های زمان-آنی وزن های STAP را برآورده سازد. الگوی وفقی زاویه-داپلر و تست استاتیکی برای آشکارسازی هدف نشان می دهند که استفاده از روش مذکور برای محاسبه وزن ها بسیار کاربردی است.

در این مقاله، استفاده از آنتن های جهتی برای افزایش دقت تخمین زاویه ورود در حضور تزویج مقابل در آرایه دایروی یکنواخت پیشنهاد شده است. آرایه دایروی یکنواخت به دلیل توانایی در تخمین زاویه ورود به صورت یکنواخت در محدوده 0 الی 360 درجه از اهمیت بالایی برخوردار است. از طرفی با توجه به ساختار آرایه دایروی یکنواخت، در مقایسه با آرایه خطی یکنواخت، اثر تزویج در آن شدیدتر است. در این مقاله نشان خواهیم داد که استفاده از آنتن های جهتی، موجب بهبود دقت تخمین زاویه ورود می گردد. به منظور جبران اثر تزویج متقابل بر عملکرد تخمین زاویه ورود از کالیبراسیون خودکار استفاده می کنیم. در روش پیشنهاد شده، زاویه ورود و ضرایب تزویج با یک روند تکراری تخمین زده می شوند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که استفاده از آنتن های جهتی و روش پیشنهادی جهت تخمین ضرایب تزویج، دقت تخمین زاویه ورود را در حضور تزویج متقابل به صورت قابل ملاحظه ای بهبود می بخشد.

در مساله تخمین زاویه ورود ناهمدوس، هدف تعیین زاویه ورود فقط بر اساس اندازه سیگنال دریافتی از حسگرهای آرایه است. مزیت روش ناهمدوس این است که با وجود خطاهای فازی موجود در حسگرها و یا شیفت دهنده های فاز، می توان زاویه ورود را تخمین زد و حساسیت روش نسبت به خطاهای فازی کم است. در این مقاله، از یک روش تخمین فرکانس برای تخمین زاویه ورود استفاده شده است که به سادگی با روش های مبتنی بر تبدیل فوریه گسسته سریع، قابل پیاده سازی است. همچنین، برای رفع ابهام و حل معادلات غیرخطی از یک هدف مرجع با توان ارسالی بالا استفاده شده است. نتایج شبیه سازی در هر دو حالت آرایه خطی و آرایه دو بعدی صفحه ای، کارآیی روش ارایه شده و مقاوم بودن نسبت به خطای فاز را نشان می دهد.

با توجه به قابلیت های فراوان تصاویر پلاریمتریک راداری به عنوان یک منبع اطلاعات راهبردی، استفاده از آنها در کاربردهای نظامی و تجاری، رشد روزافزونی دارد. یکی از موضوع های مهم و مورد علاقه پژوهشگران، بحث طبقه بندی این تصاویر است. لذا در این مقاله، ساختار یک طبقه بند شورایی مبتنی بر روش نمایش تنک که به صورت تطبیقی برای دو دسته از پیکسل ها مرزی و غیرمرزی تصاویر پلاریمتریک اجرا می شود، ارائه گردیده است. در این طرح جنبه های مختلف (طبقه بندهای پایه و تنوع آنها، ساختار طبقه بند شورایی، قابلیت اطمینان، قاعده ترکیب، ویژگی های پلاریمتریک و بافت و اطلاعات زمینه ای) مد نظر قرار گرفته است. جهت طراحی قاعده ترکیب طبقه بندهای پایه، از یک روش پیشنهادی مبتنی بر پارامتر قابلیت اطمینان و برای کاهش گسستگی های ناخواسته در خروجی طبقه بند شورایی، از یک مرحله پس پردازش استفاده شده است. نتایج پیاده سازی الگوریتم های پیشنهادی بر روی نمونه تصویر پلاریمتریک، حاکی از برتری آنها نسبت به سایر روش های متداول است.