فهرست مطالب

فصلنامه رادار
پیاپی 2 (زمستان 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/12/23
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمدرضا تابان، فرزاد انصاری صفحات 1-14
    در این مقاله ابتدا با استفاده از روش سنتیFFT 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 سرعت همگرایی، توانایی در حذف اکوهای ناخواسته، اثر روی قله اهداف و پیچیدگی محاسباتی، الگوریتمها با یکدیگر مقایسه می شوند. در ادامه روش جدید بانک فیلتر وفقی برای حذف کلاتر و نشتی مسیر مستقیم پیشنهاد و با مقایسه با دیگر الگوریتم ها، برتری های آن ارائه می شود.
    کلیدواژگان: رادار پسیو، حذف کلاتر و نشتی مسیر مستقیم، تلویزیون آنالوگ، بانک فیلتر وفقی، ECA
  • محمودرضا صاحبی، محمد جواد ولدان زوج، فاطمه ذاکری صفحات 15-22
    بدلیل تاثیرات مخرب نویز لکه در دسترسی به اطلاعات موجود در تصاویر رادار، کاهش اثر این نویز همواره مورد توجه محقین بوده است. در این مطالعه به بررسی کاهش نویز لکه تصاویر رادار مبتنی بر تبدیل کرولت پرداخته شده است. هدف این مقاله بررسی کاهش نویز لکه تصاویر رادار به وسیله ی آستانه گذاری سخت ضرایب کرولت با تاکید بر حفظ لبه می باشد. در الگوریتم مورد بررسی ابتدا نویز ضربی لکه با استفاده از تبدیل لگاریتمی به نویز افزایشی تبدیل شده و سپس تصویرحاصل با استفاده از تبدیل کرولت به فضای کرولت منتقل و ضرایب کرولت بر اساس آستانه گذاری سخت فیلتر می شوند. در قیاس با برخی از فیلترهای موجود 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 قدرمطلق خطا به ترتیب 25%،25% و 14% کاهش یافته اند). افزون بر این الگوریتم مورد بررسی در حفظ لبه ها توانمند بوده است.
    کلیدواژگان: تبدیل کرولت، تصاویر رادار، آستانه گذاری سخت ضرایب کرولت، نویز لکه
  • امیر زعیم باشی، عباس شیخی، مصطفی درختیان صفحات 23-34
    در این مقاله سعی شده است اصول پردازش در سیستم های راداری پسیو دوپایه بصورت ساده و مفهومی بیان گردد. پس از آن به مسئله آشکارسازی در سیستم های راداری پسیو مبتنی بر سیگنال های رادیو FM در حضور سیگنال های تداخلی شامل نویز سیستم، کلاتر (اکو های 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 معیار بهینگی برای آنها وجود ندارد دو آشکارساز ارائه شده است. در دسته دوم، مسئله آشکارسازی در رادارهای پسیو به دید تئوری آشکارسازی حل گردیده است که دارای خاصیت بهینگی در کلاس آشکارسازهای پایا هستند.
    کلیدواژگان: سیستم های راداری PBR، رادیو FM، آشکارسازی، کلاتر، اهداف تداخلی
  • مصطفی علی مسیمر، رضا محسنی، علی عزیزی واحد صفحات 35-44
    در چند سال گذشته، سیگنال های چند حاملی OFDM بر پایه مدولاسیون بسته موجک برای کاربردهای راداری مطرح شده اند. این سیگنال ها دارای خاصیت های مهمی نظیر تفکیک پذیری ذاتی مطلوب و مقاومت بالا در برابر جنگ الکترونیک می باشند. این مقاله به بررسی مساله طراحی این سیگنال ها بر طبق معیارهای زیر می پردازد: بیشینه سازی مقید عملکرد آشکارسازی در حضور نویز و کلاتر گوسی رنگی و همچنین حداقل سازی سازی مقید مربع خطا بین توابع ابهام ایده آل و طراحی شده؛ که این مساله قابل بیان به صورت یک مساله بهینه سازی چند هدفه غیر محدب می باشد. 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 که الگوریتمی ساده و از دیدگاه محاسباتی کارا می باشد جهت یافتن پاسخ بهینه آن استفاده خواهد شد.
    کلیدواژگان: طراحی سیگنال راداری، تابع ابهام، آشکارسازی، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات، سیگنال راداری WPM، OFDM
  • مریم صالحی، یاسر مقصودی، محمودرضا صاحبی صفحات 45-56
    طبقه بندی پوشش زمین بویژه در مناطق شهری یکی از مهمترین 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 است. نتایج پیاده سازی بر روی تصویر رادارست2 منطقه سانفرانسیسکو حاکی از کارایی برتر ا لگوریتم های پیشنهادی در بهبود طبقه بندی نسبت به سایر روش های مورد استفاده در این تحقیق می باشد.
    کلیدواژگان: داده پلاریمتری، انتخاب ویژگی، طبقه بندی، بهینه سازی چندهدفه، ماشین بردار پشتیبان، سیستم استنتاج عصبی، فازی تطبیقی
  • سالار غریبی، جلال امینی، محمد فاضل صفحات 57-68
    سنجنده ی رادار با روزنه ی 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 در نظر گرفته می شود. خطاهای ارتفاعی و دورانی محورهای محلی سنجنده ی 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 جلوی 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 کمینه ی آنتن به منظور طراحی بهینه ی سنجنده مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: فرکانس مرکز داپلر، انتشار خطا، Synthetic Aperture Radar (SAR)، PRF
|
  • F. Ansari, M. R. Taban* Pages 1-14
    In this paper, we deal with the problem of clutter and direct signal (C&DS) cancelation in the target detection of TV-based passive radars. We first consider the target detection using the conventional FFT method. We see that for increasing the maximum range of passive radar, we must cancel the C&DS from the received signal. Hence, we investigate some important methods for C&DS cancelation in the TV-based passive radars using some evaluation criteria such as the ability for cancelation of undesired echoes, the effect on the target peak, detection performance, and the computational complexity. Afterward, we propose a new algorithm for C&DS cancelation based on the adaptive filter bank. Our investigations show that the proposed algorithm with much less complexity, behaves close to the ECA.
    Keywords: Passive Radar, Clutter, Direct Signal Cancellation, Analog TV
  • F. Zakeri, M. R. Sahebi*, M. J. Valadanzouj Pages 15-22
    Due to the damaging effects of Speckle noise in accessing the information on radar images, reduction of these effects has been considered by many researchers. In this study, speckle reduction of radar images has been discussed based on curvelet transform. This paper describes an adaptive method of threshold estimation based on curvelet transform for removing speckle noise from Synthetic Aperture Radar (SAR) images. The estimation of the threshold value is carried out by analyzing the statistical parameters of the curvelet subband coefficients like arithmetic mean and geometric mean. In this algorithm first multiplicative speckle noise is transformed into an additive one by taking the logarithm of the original speckled image. Second curvelet transform is taken of logarithmically transformed image. Then based upon the statistical parameters of the curvelet coefficients of subbands, threshold values are found out. This threshold value is used in hard thresholding technique to remove the noisy curvelet coefficients. Then the inverse transform is applied to get the denoised image. Evaluation parameters like edge preservation factor, Equivalent Number of Looks, Mean Square Error and so on has been used for evaluating the performance of the proposed technique quantitatively. The results have been compared then to those obtained by other widely-used adaptive filters including Frost, Gamma, Kuan, Lee and hard thresholding wavelet based filters. The results of this comparison show that the proposed method offers better results than the above-mentioned filters (Mean Square Error, Normalized Mean Square Error and Mean Absolute Error indices are reduced 32%,32% and 5% respectively). In addition, the curvelet based filter is capable of preserving edges too.
    Keywords: Curvelet Transform, Radar Images, Hard Thresholding, Speckle Noise
  • A. Zaimbashi*, A. Sheikhi, M. Derakhtian Pages 23-34
    This paper addresses the signal processing principles in passive bistatic radar (PBR) systems. In this case, the detection problem in passive radar systems based on FM radio signals is investigated in the presence of system noise, clutter/multipath, direct signal and interfering target signals. To this light, two types of detectors are studied. In the first one, which is based on intuitive sense and does not have any optimum claim, we examine two detectors. In the second type detector, which is based on detection theory, the detection problem is solved with optimum property out of invariant tests. For the first time, in this paper, the performance of above detectors based on detection probability and false alarm rate probability have been simultaneously compared. This makes it possible to find the advantages and disadvantages of two investigated detectors.
    Keywords: Passive Bistatic Radar, FM Radio, Detection, Clutter, Interfering Target
  • M. Alimosaymer*, R. Mohseni, A. Azizi, Vahed Pages 35-44
    In recent years, Wavelet Packet Modulation OFDM (WPM-OFDM) signals have been introduced for radar applications. Using these signals results in significant properties such as desired inherent high range resolution and high resistance from radar system against jamming reception (Electronic Warfare) in radar systems. This paper investigates into the problem of designing these signals based on the following criteria; constrained maximization of the detection performance in the presence of colored Gaussian noise and clutter with the known covariance matrix and constrained minimization of the least squared error between desired and designed ambiguity functions. In other words, this issue can be formulated in terms of a non-convex multi-objective optimizing problem. In order to solve it, at first, the weighted sum method is used to change the original biobjective problem into a single objective or scalar one. Then, to find the optimal solution, the particle swarm optimization algorithm, which is simple and computationally efficient, will be employed.
    Keywords: Radar signal design, ambiguity function, detection, particle swarm optimization algorithm, WPM, OFDM radar signal
  • M. Salehi, Y. Maghsoudi, M. R. Sahebi* Pages 45-56
    Land cover classification is one of the most important applications of polarimetric radar images, especially in urban areas. There are numerous features that can be extracted from these images for the use of their high potential, hence feature selection plays an important role in PolSAR image classification. In this study, three main steps are used to improve the classification: 1) feature extraction in the form of three categories, namely original data features, target decomposition features, and SAR discriminators; 2) selection of minimum number of features to achieve the high classification accuracy; and 3) classification using the best subset of features. In the proposed methods, NSGA-II multiobjective optimization algorithm is employed as the search tool and Support Vector Machine (SVM) or Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS) is used in the evaluation step. The implementation results on the Radarsat-2 San Francisco Bay image showed that the proposed methods outperform the other approaches tested against them.
    Keywords: Polarimetric Data, Feature Selection, Classification, Multiobjective Optimization, Support Vector Machine (SVM), Adaptive Neuro Fuzzy, Inference System (ANFIS)
  • S. Gharibi*, J. Amini, M. Ali Oghli Fazel Pages 57-68
    Synthetic Aperture Radar (SAR), which has been widely used for earth remote sensing, provides high resolution and day-and-night and weather-independent images for a multitude of applications. Design of SAR sensors has had some considerations for SAR systems issues such as microwave currents propagation, antenna, orbit design and etc.. Altitude and attitude errors of SAR sensor have a direct effect on Doppler centroid frequency. To avoid this effect, error of Doppler centroid frequency should be smaller than half of the Pulse Repetition Frequency (PRF). With analysis of standard deviation of Doppler centroid frequency, Maximum acceptable errors will be available to avoid ambiguity in Doppler centroid frequency. In this paper, as a novel approach, maximum acceptable errors behavior is analyzed and discussed comprehensively based on error propagation law beside their relations to minimum available Antenna area in order for optimum design of sensor.
    Keywords: Synthetic Aperture Radar (SAR), Doppler Centroid Frequency, Error Propagation, PRF