فهرست مطالب

فصلنامه رادار
سال دهم شماره 1 (پیاپی 27، پاییز و زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/12/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • محاسبه سطح مقطع راداری آنتن پلاسمایی مغناطیده با سطح مقطع بیضوی
    سمیه پیریزاد هجراندوست، عباس عبدلی آرانی*، زینب رحمانی نوش آبادی صفحات 0-0
    در این پژوهش پراکندگی امواج الکترومغناطیسی با طول موج بلند از دو ساختار و پیکربندی متفاوت با سطح مقطع بیضوی بررسی می شود. ستون پلاسما در معرض میدان مغناطیسی B0 قرار دارد . در ساختار اول ستون پلاسما بوسیله یک لایه دی الکتریک پوشانده شده است و در ساختار دوم یک هسته دی الکتریک هم محور با ستون پلاسما قرار گرفته و در ستون پلاسما بوسیله لایه دی الکتریک پوشانده شده است. با حل معادلات پیوستگی ، انتقال تکانه و معادله پواسون و نیز با استفاده از شرایط مرزی مناسب، پتانسیل و میدان الکتریکی در نواحی مختلف محاسبه می شود. سطح مقطع پراکندگی و راداری محاسبه می شوند. و نمودارهای مربوط به بسامد تشدید ،میدان الکتریکی، سطح مقطع پراکندگی و راداری ترسیم می شوند.
    کلیدواژگان: پراکندگی، بسامد تشدید، سطح مقطع بیضوی، سطح مقطع پراکندگی
  • بهینه سازی CPML پهن باند با استفاده از الگوریتم زنبور عسل مصنوعی
    مهران تسلیمی، عطاالله ابراهیم زاده*، بیژن ذاکری، سید مهدی حسینی اندارگلی صفحات 0-0
    روش عددی تفاضل محدود حوزه زمانی(FDTD)، با محاسبه میدان های الکتریکی و مغناطیسی در قالب الگوریتم Yee، قادر به مدل کردن پدیده های الکترومغناطیسی می باشد. در این روش عددی، جهت مدل کردن محیط بدون مرز می توان ازجاذب لایه های تطبیق کامل کانولوشنی(CPML) استفاده نمود. اما استفاده از این جاذب به منظور کاربردهای پهن باند، با یک چالش اساسی روبرو می باشد و آن انعکاس قوی هارمونیک های فرکانس پایین پس از برخورد با لایه های جاذب، به فضای اصلی FDTD می باشد؛ از این رو ضروری است تا پارامترهای جاذب لایه های تطبیق کامل کانولوشنی به صورت دقیق طراحی شده تا از انعکاس هارمونیک های فرکانس پایین به فضای شبیه سازی ممانعت گردد. در این مقاله، طراحی پارامترهای CPML با استفاده از بهینه سازی یک تابع هزینه، که مبتنی بر ضریب انعکاس، فرکانس قطع و تضعیف لایه های جاذب CPML است، صورت می گیرد. بهینه سازی این تابع هزینه با استفاده از الگوریتم زنبور عسل مصنوعی انجام می شود. مقادیر محاسبه شده بوسیله این الگوریتم با یک مقدار متداول برای پارامترهای جاذب لایه های تطبیق کامل کانولوشنی مقایسه می گردد که بهبود بیش از 15دسیبل انعکاس موج از لایه های جاذب را نشان می دهد. مدل سازی موج تابشی نیز با استفاده از TFSF و برای سیگنال های گوسی فوق پهن باند صورت می گیرد تا محاسبه میدان های پراکنده به آسانی انجام شود.
    کلیدواژگان: روش عددی تفاضل محدود حوزه زمان(FDTD)، الگوریتم زنبور عسل مصنوعی، بهینه سازی جاذب CPML، کاهش انعکاس هارمونیک های فرکانس پایین از جاذب CPML
  • استخراج میزان فرونشست تونل های مترو از دید رادار InSAR
    پویا عشقی، مرتضی کازرونی* صفحات 0-0
    هدف اصلی این مقاله طراحی و شبیه سازی الگوریتمی برای آشکارسازی و تحلیل میزان فرونشست تونل مترو در حال احداث شهر اصفهان از دید رادار InSAR می باشد. محدودیت های اصلی InSAR برای آشکارسازی و پایش فرونشست ناشی از اهداف زیرسطحی یکی در خط مبنای زمانی سنجنده و دیگری کاهش همبستگی به دلیل تغییر ویژگی های بازتابی پراکنده سازهای موجود در منطقه مورد مطالعه در طول زمان می باشد که منجر به کاهش همدوسی و ایجاد نویز در تداخل نماهای ایجادشده می گردد. در طرح این الگوریتم هدف بر آن بوده است که با استفاده از پردازش سری زمانی رادار تداخل سنج و انتخاب پراکنده سازهای پایدار گسترده و همچنین طرح گرافی بهینه و پیوسته مابین تصاویر تحت پردازش که باعث پایداری فاز اهداف توزیع شده می شود، میزان همدوسی بین تداخل نماها را افزایش داد. همچنین در ادامه جهت کاهش میزان نویز موجود در تداخل نماها، در مرحله قبل از بازیابی فاز با اعمال فیلتر و پارامترهایی مناسب نسبت به افزایش سیگنال به نویز پرداخته شده است، به صورتی که در آن میانگین همدوسی در تداخل نماهای ایجاد شده نسبت به سایر فیلترها به میزان 9% به عدد 1 که بیشترین میزان همدوسی می باشد، نزدیک تر است. در انتها جهت افزایش دقت و عدم حذف مناطقی که دارای همدوسی به نسبت پایینی می باشند به پیاده سازی یک الگوریتم بهینه بازیابی فازی انجام شده طوری که معیار میانگین قدر مطلق خطای نسبی در بازیابی فاز به میزان 12% نسبت به سایر الگوریتم های بازیابی فاز عملکرد بهتری خواهد داشت. درنهایت پس از پردازش های ذکرشده مشخص گردید که فرونشست هدف مورد مطالعه با فرونشست ناشی از عوارض طبیعی نظیر سفره های آب های زیرزمینی و یا خشک سالی متفاوت بوده و دارای الگوی فرونشست قابل تشخیصی می باشد.
    کلیدواژگان: رادار روزنه مصنوعی تداخل سنج (InSAR)، هم مرجع سازی، فیلترگذاری، نویز، واپیچش
  • طراحی و شبیه سازی یک تضعیف کننده پهن باند دیجیتالی 6 بیتی با استفاده از فناوری μm GaAs 15/0 به منظور کاربرد در رادارهای آرایه فازی
    حفیظ حجازی، مجید بقایی نژاد* صفحات 0-0
    در این مقاله یک تضعیف کننده 6 بیتی به منظور کاربرد در رادارهای آرایه فازی در فناوری µm GaAs 15/0 طراحی و شبیه سازی شده است. پهنای باند تراشه طراحی شده از GHz 1 تا GHz 12 می باشد. کوچکترین بیت این تضعیف کننده دیجیتالی dB 5/0 و محدوده ی دینامیکی آن dB 5/31 است. همچنین، با بزرگ در نظر گرفتن ابعاد ترانزیستورهای سری، میزان تضعیف ذاتی تا حد امکان کاهش پیدا کرده و در تمام پهنای باند بهتر از dB 2/5- است. نتایج شبیه سازی الکترومغناطیسی با استفاده از نرم افزار ADS نسخه 2015 نشان می دهد که میزان خطای موثر دامنه بهتر از dB 4/0 می باشد. علاوه بر این، با استفاده از سلف ، به منظور جبران سازی فرکانسی برای بیت های dB 8 و dB 16 میزان خطای موثر فاز در تمام پهنای باند کمتر از 4/2 درجه می باشد. ابعاد تضعیف کننده پیشنهادی 2mm 9/3 است.
    کلیدواژگان: رادار آرایه فازی، تضعیف کننده دیجیتالی، فناوری GaAs pHEMT، پهن باند
  • تشخیص هدف از چف دریایی در مد جستجو مبتنی بر الگوریتم یادگیری عمیق
    سید وحید علوی پناه زو، نادعلی زارعی*، مهدی ملازاده گل محله صفحات 0-0
    امروزه اهمیت جنگ الکترونیک در حوزه دفاعی برکسی پوشیده نیست. از بین تکنیک های مختلف جنگ الکترونیک، چف می تواند نقش موثری را ایفا کند. چف دارای قابلیت های متعددی است. از جمله می توان به سهولت ساخت و بکارگیری آن، اخلال ارزان قیمت و پوشش باند فرکانسی وسیع آن اشاره کرد. همچنین می توان به فریب در زاویه و فاصله، ایجاد خطای ردیابی و تاثیر بر رادار قربانی در ابعاد زمان، فرکانس و پلاریزاسیون اشاره نمود. برای تشخیص چف از ویژگی های متعددی می توان بهره برد. در این پژوهش از بین ویژگی های مختلف جهت تشخیص آن، از ویژگی تموج که همان میزان تغییرات سطح مقطع راداری می باشد، استفاده شده است. همچنین در این پژوهش جهت دستیابی به دقت تشخیص بهتر و خطای کمتر، از الگوریتم ها و شبکه های مختلف یادگیری عمیق استفاده شده است. در این راستا ضمن اینکه توانستیم شناسایی هدف از چف را مبتنی بر یادگیری عمیق انجام دهیم، به دقت تشخیص بهتر از کارهایی که تاکنون منتشر شده است، دست یابیم. بعنوان مثال در نسبت توان سیگنال به نویز dB6 در این پژوهش به بهبود عملکرد 15% نسبت به مقالاتی که در این حوزه منتشر شد، دست یافتیم و در نسبت توان سیگنال به نویز dB12 دقت تشخیص 99.5% درصد حاصل شده است. علاوه بر این توانستیم در این کاربرد، از بین ساختار های مختلف یادگیری عمیق، مناسب ترین ساختار را پیشنهاد دهیم.
    کلیدواژگان: جنگ الکترونیک، چف، هدف، تشخیص، یادگیری عمیق
  • پیروز مجدالاشرافی، مهرداد اردبیلی پور* صفحات 1-11
    شکل موج ارسالی رادار، یکی از فاکتورهای تاثیرگذار در عملکرد آشکارسازی اهداف است که در توسعه رادارهای شناختگر بسیار مهم می باشد. در این مقاله، روش ارسال تطبیقی مورد بررسی قرار می گیرد که به طور خاص به طراحی تطبیقی شکل موج ارسالی رادار جهت بیشینه کردن سیگنال به تداخل (و به تبع آن آشکارسازی) می پردازد. شکل موج ارسالی در کلاس کدهای خطی بین پالسی فرض شده و عملکرد آن در حضور تداخل رنگی گوسی مورد بررسی قرار می گیرد. مقالات متعددی به طراحی این دسته از کدها پرداخته اند. لیکن نکته ای که در همه این مقالات مغفول مانده است این است که قید شباهت تابع همبستگی بایستی بعد از فیلتر سفیدکننده گیرنده نوشته شود تا سیگنال سفیدشده با تابع همبستگی مناسب به فیلتر منطبق وارد شود. در این مقاله، ضمن معرفی قید خودبستگی سفیدشده، الگوریتمی برای حل مساله طراحی شکل موج حاصل پیشنهاد شده است. روش فوق، روش جریمه تدریجی نامگذاری شده است ونشان داده شده است که دارای پیچیدگی محاسباتی چندجمله ای است. سپس همگرایی الگوریتم ارایه شده اثبات شده و در نهایت با شبیه سازی، عملکرد بهتر کد طراحی شده با روش پیشنهادی نسبت به کدهای طراحی شده با روش های موجود نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: طراحی شکل موج راداری، رادار شناختگر، قید شباهت خودبستگی سفید شده، بهینه سازی محدب، روش جریمه تدریجی
  • علی روزبان، علی اسماعیلی*، مهدی معتق صفحات 14-27
    فرونشست پدیده ای است بسیار مخرب و خطرناک که علاوه بر خطرات جانی برای انسان ها، می تواند به تاسیسات زیربنایی شهرها نیز آسیب برساند. یکی از دلایل ایجاد آن استخراج بی رویه آب زیرزمینی می باشد که به طور گسترده در دشت های ایران اتفاق می افتد. تداخل سنجی سری زمانی تصاویر راداری یکی از روش های مهم برای بررسی دقیق و پیوسته فرونشست است. اما مشکل اصلی این روش حذف پیکسل ها با همبستگی پایین در چرخه پردازش است. در این تحقیق برای غلبه بر این مشکل، فرونشست دشت رفسنجان با استفاده از روش سری زمانی SBAS بهبود یافته برپایه همدوسی بررسی شده است. داده های مورد استفاده 15 تصویر ماهواره SENTINEL-1 مربوط به محدوده زمانی مهرماه 1394 تا مهرماه 1395 است و50 تداخل نگاشت تولید شده است. نتایج حاصله توانایی این روش در استفاده از پیکسل ها با همبستگی پایین مربوط به مناطق پوشش گیاهی را نشان می دهد. بیشترین مقدار نرخ فرونشست 284میلی متر در سال برای محدوه دشت رفسنجان-بهرمان و 252میلی متر درسال برای محدوده دشت رفسنجان-کشکوییه در راستای خط دید ماهواره بدست آمد. برای بررسی رابطه بین نتایج SBAS بهبود یافته و سطح آب چاه های منطقه از ضریب همبستگی پیرسون و جهت مدل کردن رابطه از مدل رگرسیون خطی استفاده شد که نتایج بیانگر رابطه خطی مستقیم قوی است. همچنین مدل رگرسیون خطی قابلیت مدل کردن رابطه را با سطح اطمینان 95% دارا می باشد. برای بررسی معنی دار بودن مدل رگرسیون خطی از آزمون تحلیل واریانس (ANOVA) و به منظور بررسی خودهمبستگی باقی ماندها از آزمون دوربین- واتسون استفاده شد که نتایج آن معنی دار بودن مدل و استقلال مشاهدات را تایید می کند.
    کلیدواژگان: فرونشست، تداخل سنجی، سری زمانی، SBAS بهبود یافته، Sentinel-1، مدل رگرسیون خطی، ضریب همبستگی پیرسون
  • مهدی راهی، مرتضی شفیعی نیستانک*، مجتبی ابوالقاسمی صفحات 27-34
    روش های کلاسیک در پردازش آرایه عمدتا بر بالابردن قابلیت تفکیک منابع نزدیک به هم در شرایط نویزی هنگامیکه انتشار موج در محیط تخت باشد، متمرکز می باشند. در بین روش های کلاسیک، الگوریتم دسته بندی سیگنال های چندگانه و اصلاح شده آن از بقیه مرسوم تر بوده و بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. در این مقاله یک روش آشکارسازی منابع صدا برای آرایه پسیو ارایه شده است. ابتدا الگوریتم دسته بندی سیگنال های چندگانه کلاسیک به صورت کاملی تشریح شده است. سپس بر اساس موارد اساسی که در این روش وجود دارد ایده پیشنهادی معرفی شده است. ایده، اضافه نمودن یک منبع مجازی با زاویه دلخواه که مستقل از منابع و نویز آن ها به به داده های بدست آمده از سنسورها می باشد. این منبع مجازی مستقل از منابع و نویز آن ها در نظر گرفته شده است. اضافه نمودن این منبع با زاویه دلخواه مرتبه ماتریس کواریانس را یک واحد افزایش می دهد. با تغییر زاویه منبع مجازی هر جا زاویه آن با زاویه یکی از منابع اصلی هم راستا گردد، مرتبه ماتریس کواریانس از مقدار افزایش یافته به مقدار واقعی تقلیل می یابد. در انتها این ایده برای یک آرایه پنج عنصری پسیو برای دو مورد منابع مستقل و همدوس شبیه سازی شده است تا کیفیت آشکارسازی را نمایش دهد.
    کلیدواژگان: ماتریس کواریانس، فضای سیگنال، فضای نویز، مقدار ویژه
  • محسن درویش نژاد*، محمدعلی سبط صفحات 35-55
    درسالیان اخیر، طبقه بندی پوششی سطح زمین به عنوان یکی از مهمترین کاربردهای تصاویر پلاریمتری استخراج شده از رادار دهانه مجازی عنوان شده است. داده های پلاریمتری راداری ذاتا دارای ویژگی های مناسبی برای طبقه بندی اهداف مختلف سطح زمین می باشند. لذا به منظور استفاده بالا و مناسب از پتانسیل بالای اطلاعاتی از این دادگان می توانیم ویژگی های متعددی از آنها استخراج نماییم. لذا استخراج ویژگی از این دادگان گام مهمی در طبقه بندی اهداف سطح زمین می باشد. در این مقاله، هدف استخراج و انتخاب ویژگی از تصاویر پلاریمتری رادار دهانه مصنوعی به شکلی است که نرخ طبقه بندی اهداف موجود در سطح زمین بهبود پیدا کند. در این مقاله، چهار گام اساسی برای بهبود دقت طبقه بندی اتخاذ شده است:1-استخراج ویژگی پلاریمتری راداری در قالب سه گروه ویژگی بنام های: ویژگی های اصلی، ویژگی های تجزیه هدف و تفکیک کننده های رادار دهانه مصنوعی.2-طبقه بندی اولیه دادگان با استفاده از ویژگی های استخراج شده.3-رتبه-بندی ویژگی ها بر اساس اطلاعات متقابل بین ویژگی ها و نقشه طبقه بندی اولیه بدست آمده در مرحله دوم.4-بدست آوردن ویژگی های بهینه با استفاده از روش های پیشنهادی و طبقه بندی نهایی. در روش پیشنهادی از طبقه بند ماشین بردار پشتیبان به منظور طبقه بندی دادگان استفاده خواهد شد و ویژگی های بهینه به نحوی که نرخ طبقه بندی افزایش پیدا کند، انتخاب خواهند شد. نتایج حاصله بر روی تصویر راداری منطقه Flevoland حاکی از افزایش دقت طبقه بندی روش پیشنهادی نسبت به سایر روش های مورد استفاده در این تحقیق است.
    کلیدواژگان: طبقه بندی، رادار دهانه مصنوعی، تصاویر پلارمتری، انتخاب ویژگی
  • مدل سازی انتشاری حلقه وار یک رادار زمین نفوذ هواپایه ایستای و استخراج پارامترهای موثر در آشکارسازی هدف مدفون
    احسان شهروسوند، مرتضی کازرونی* صفحات 55-66
    هدف اصلی این مقاله بررسی پارامترها و مولفه های تاثیرگذار در آشکارسازی یک هدف مدفون توسط یک سکوی راداری هواپایه ایستا به وسیله مدل سازی انتشاری حلقه وار می باشد. در این مدل سازی ابعاد محدوده پوشش آنتن در سطح و زیرسطح، با لحاظ نمودن کلیه پارامترهای موثر در آن محاسبه گردیده است که به ما این امکان را می دهد تا با استفاده از تیوری انتقال تابشی و مشخص شدن مقدار جریان ورودی در هر محیط، توان پراکنده شده و توان جذب شده در آن محیط را بدست آوریم. یکی از نکات پراهمیت در کاربری این نوع رادارهای زمین نفوذ هواپایه انتخاب مناسب فرکانس مرکزی و پهنای باند فرکانسی لازم جهت آشکارسازی بهتر می باشد. در این مقاله نحوه انتخاب پارامترهای طراحی رادار و مصالحه بین داشتن عمق نفوذ و داشتن قدرت تفکیک به صورت مناسب با استفاده از نمودارهای مرزبندی شده ارایه شده و می تواند به عنوان یک جدول از پیش تعیین شده در حافظه رادار قرار گیرد. هم چنین با چینش سناریوهای متعدد شبیه سازی، میزان سیگنال برگشتی از هدف مدفون در دو نرم افزار CST و GPR_Sim اندازه گیری و از طریق معادلات، عمق قرارگیری اهداف با دقت قابل قبولی در حدود کمتر از 2 درصد سنجیده و راستی آزمایی شده است.
    کلیدواژگان: طراحی رادار زمین نفوذ، محدوده پوشش آنتن در سطح و زیرسطح، مدل سازی انتشاری حلقه وار رادار
  • عباس شاکری، مهدی رادمهر*، علیرضا قربانی صفحات 67-73
    در این مقاله یک پمپ بار جدید در تکنولوژی CMOS طراحی و پیاده سازی شده است. با بکارگیری بایاس بدنه برای کاهش ولتاژ آستانه و کنترل ولتاژ با بکارگیری مدار مرجع ولتاژ، به مدار افزاینده ولتاژ DC به DC با راندمان بالا جهت تامین ولتاژ ورودی در حد 320 میلی ولت و ولتاژ خروجی بالای یک ولت دست یافته شده است. شبیه سازی های لازم انجام شده است تا بتوان مدار افزاینده ولتاژ پیشنهادی را در حالتی که نتایج نزدیک به نتایج ساخت باشد بتواند تحلیل شود. مشخصات حاکی از آن است که در مقایسه با کارهای انجام شده قبلی، از خازن های کوچکتر جهت کاهش مساحت مدار و همچنین ولتاژ خروجی بالا با بکارگیری حداقل تعداد ترانزیستور بهره برده شده است. نتایج شبیه سازی با خازن پمپ بار 25 پیکوفاراد در هر طبقه و فرکانس پالس ساعت 200 کیلوهرتز نشان می دهد که ولتاژ ورودی 350 میلی ولت در کمتر از 2 میلی ثانیه به 1.2 ولت می رسد. مدار پیشنهادی می تواند مناسب برای کاربردهای با توان مصرفی پایین و بکارگیری برداشت انرژی برای تامین ولتاژهای موردنیاز در مدارهای راداری و شناسایی از طریق فرکانس های رادیویی باشد.
    کلیدواژگان: رادار کم توان، پمپ بار، مدار افزاینده ولتاژ، راندمان بالا، مساحت کم، زمان پایداری، شناسایی از طریق فرکانس های رادیویی
  • محمدجواد قلندری، سید مهدی حسینی اندارگلی*، نادعلی زارعی، مهدی ملازاده گل محله صفحات 91-103
    متناسب با پیشرفت رادارها در تغییر پارامترها، روش های تفکیک پالس در سیستم های شنود به جای بررسی پارامترهای توصیف کننده پالس به استخراج ویژگی از مدولاسیون درون پالسی پرداخته اند. این روش، تعداد رادارهای مدرن با قابلیت تغییر مدولاسیون درون پالسی را بیش از مقدار واقعی تخمین می زند. هدف از این مقاله تشخیص رادارهای چندحالته با انواع مدولاسیون داخلی، در یک محیط متراکم راداری است. روش پیشنهادی افزودن بخش تشخیص رادارهای چندحالته به روش های موجود تفکیک پالس است. ابتدا ویژگی های متمایزکننده هر رشته پالس تفکیک شده به روش مدولاسیون درون پالسی استخراج شده و معیارهای تشابه از هر ویژگی برای بررسی شباهت بین دو رشته پالس تعریف و محاسبه می گردد. داده ورودی ترکیبی از ویژگی های استخراج شده از داده های واقعی یک سیستم شنود با پارامترهای سنتی و ویژگی های مربوط به پارامترهای شکل پالس است که توسط یک شبیه ساز فراهم می شود. سپس جدول داده ها برای آموزش یک شبکه عصبی LVQ به کار می رود تا رادارهای چندحالته را از رادارهای مجزا تشخیص دهد. پس از آموزش شبکه، در شرایط عملیاتی جدید رادارهای چندحالته به عنوان یک رادار طبقه بندی می شوند. نتایج شبیه سازی دقت بالاتری را برای طبقه بندی با معیارهای تشابه حاصل از EPDW نسبت به معیارهای تشابه حاصل از پارامترهای کلاسیک در SNRهای مختلف نشان می دهد. همچنین افزایش دقت طبقه بندی در شبکه عصبی پرسپترون تک لایه و شبکه چندلایه در SNR برابر dB 0.5 نشان داده شده است. در مقالات مشابه تنها رادارهای چندحالته با قابلیت تغییر فرکانس و PRI بررسی شده، اما با روش پیشنهادی رادارهای با قابلیت تغییر انواع پارامترها به همراه تغییر نوع مدولاسیون درون پالسی، قابل شناسایی است. نوآوری مقاله توسعه ویژگی های متمایزکننده و ایده معیارهای تشابه برای تشخیص رادارهای چندحالته است.
    کلیدواژگان: رادار چندحالته، خوشه بندی، استخراج ویژگی، معیارهای تشابه
|
  • Calculation of radar cross section of the magnetized plasma antenna with elliptical cross-section
    Somayeh Pirizad Hejrandoost, Abbas Abdoli Arani *, Zeinab Rahmani Nooshabadi Pages 0-0
    In this research, the scattering of long-wavelength electromagnetic waves from an elliptical cross-section in two different structures and configurations are investigated. The plasma column is exposed to the magnetic field B0.. In the first structure, the plasma column is covered by a dielectric layer, and in the second structure, a dielectric core is coaxial with the plasma column and placed in its center, and the plasma column is covered by a dielectric layer. By solving the equations of continuity, momentum transfer and Poisson's equation, as well as by using the boundary conditions regarding the electric field and potential, we calculate the electric field in different regions. The scattering and radar cross section are calculated. The figures related to the resonance frequency , the electric field , the scattering and radar cross section are plotted
    Keywords: Scattering, Resonant frequency, elliptic cross section, scattering cross section
  • WideBand CPML Optimization Using Artificial Bees Algorithm
    Mehran Taslimi, Ataollah Ebrahimzade *, Bijan Zakeri, Seyed Mehdi Hosseini Andargoli Pages 0-0
    FDTD (Finite Difference Time Domain) numerical method is capable of modeling complex electromagnetic phenomena by calculating electric and magnetic fields using Yee's algorithm. In this method it is possible to model unbounded media using convolutional perfectly matched layer (CPML) absorber But the use of CPML for broadband applications faces a fundamental challenge, and that is the strong reflection of low-frequency harmonics from CPML absorber layers into the FDTD space; Therefore, it is necessary to design the parameters of the CPML absorber accurately in order to prevent the reflection of low frequency harmonics into the simulation space. In this paper, CPML parameters are designed by optimizing a cost function, which is based on reflection coefficient, cutoff frequency and attenuation of CPML layers. The optimization of this cost function is done using the artificial bee algorithm. Result of this algorithm are compared with a conventional values for CPML parameters, which shows more than 15 dB improvement of wave reflection from CPML layers. Also wave incidence modeling for Impulse signals is done using TFSF, so that the scattered fields can be calculated easily.
    Keywords: FDTD numerical Method, Artificial Bees Colony, CPML Absorber Optimization, CPML Low Frequency Harmonics Reduction
  • Extracting the amount of subsidence of subway tunnels from InSAR
    Pouya Eshghy, Morteza Kazerooni * Pages 0-0
    The main purpose of this article is to design and simulate an algorithm for the buried target from InSAR, and the purpose of this study is to start with the construction and analysis of the subsidence rate of the subway tunnel in the construction of Isfahan city.The main connections of InSAR for the construction and monitoring of subsidence of such goals are in determining the measuring time and reducing the correlation due to the change of the reflective characteristics of the geographical objects over time, which leads to the reduction of the interference coherence.In the design of this algorithm, an attempt has been made to increase the degree of coherence between the interference views by using the interferometer radar time series processing and the selection of widespread stable scatterers, as well as the optimal and continuous graphic design between the images under processing, which causes the stability of the phase of the distributed targets. Also, in order to reduce the amount of noise in the interference of views, in the stage before phase unwrapping, by applying a filter and suitable parameters to increase the signal to noise, in which the average coherence in the interference of the created views is 9% compared to other filters. It is closer to the number 1, which is the highest level of coherence, and in the end, in order to increase the accuracy and not to remove the regions with relatively low coherence, we will implement the optimal fuzzy unwrapping algorithm, which measures the average absolute value of the relative error in phase unwrapping by 12%. Finally it is clear that the subsidence of the target under study is different from the subsidence caused by natural causes such as underground water or drought and has a recognizable subsidence pattern.
    Keywords: Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR), co-registration, filtering, Noise, unwrapping
  • Design and simulation of an ultra-wideband 6-bit digital attenuator in 0.15 µm GaAs for phased-array radar applications
    Hafiz Hejazi, Majid Baghaei Nejad * Pages 0-0
    This study presents the design and simulation of a 6-bit digital step attenuator utilizing 0.15 um GaAs for phased-array radar applications. The designed attenuator has a bandwidth of 1 GHz to 12 GHz. It has an LSB of 0.5 dB and a dynamic range of 31.5 dB. In addition, in order to reduce insertion loss, the widths of series switches have been made larger. After EM simulation, the insertion loss is better than -5.2 dB over the whole frequency spectrum. Using ADS 2015, EM simulations have been conducted. According to the data, the root mean square RMS of the amplitude and phase is less than 0.4 dB and 2.4 degrees, respectively. The designed attenuator's occupied area is 3,9 mm2.
    Keywords: Phased-Array Radar, digital attenuator, pHEMT GaAs, Ultra-wideband
  • discrimination of sea chaff in search mode based on deep learning algorithm
    Seyed Vahid Alavi Panah Zo, Nadali Zarei *, Mehdi Molazadeh Golmahaleh Pages 0-0
    Today, the importance of electronic warfare in the field of defense is not hidden. Among the various techniques of electronic warfare, chaff can play an effective role, which we discussed in this research. The chaff has many capabilities. Among these capabilities, it can be mentioned that it is ease to make and use, low cost jamming and wide band frequency coverage. It can also refer to deception in angle and distance, angle tracking error, and effect on the victim's radar in time, frequency, and polarization domain. Many features can be used for discrimination of chaff from target (ship). In this research, among the various features to discrimination it, the fluctuation feature, which is the variation of radar cross section, has been used. Also, in this research, in order to achieve better discrimination rate and less error, different deep learning algorithms and networks have been used. In addition, while we were able to discrimination the target of chaff based on deep learning, we achieved better recognition rate than the works that have been published so far. For example, in this study, we achieved a 15% improvement in performance compared to the resent published articles in the signal to noise ratio power of 6 dB and in the signal to noise ratio of 12 dB, the discrimination rate is 99.5%. Furthermore, we proposed the most suitable structure among the various deep learning structures in this application.
    Keywords: Electronic Warfare, Chaff, target, Discrimination, deep learning
  • Pirouz Majdoleshrafi, Mehrdad Ardebilipour * Pages 1-11
    Transmitted signal waveform is among the most interesting factors affecting the radar system performance which is important to the development of cognitive radars. In this paper, the problem of adaptive waveform design is studied which specially addresses the waveforms that maximize the signal-to-disturbance ratio that finally leads to an increased probability of detection. The coded waveform is analysed in the class of linear inter-pulse coding and studied in the presence of coloured Gaussian disturbance. For this end, a new framework is introduced that leads to the design of an adaptive radar code in accordance with background distribution covariance matrix under a control on the region of available signal energy, achievable estimation accuracies and imposing a similarity constraint on the devised code periodic autocorrelation function. It is shown that the autocorrelation similarity constraint should be assessed after the whitening process in the optimum receiver. In more details, first waveform design is expressed as a non-convex quadratic optimization problem with a new autocorrelation (ACF) constraint in the whitened domain and then the optimization problem is solved by an innovative iterative algorithm named as GPP (Gradually Penalizing programming) with polynomial computational complexity. It is shown that the convergence of the algorithm is guaranteed and despite considering the suitability constraints of the ACF, improved detection performance can be achieved compared to other code synthesis methods.
    Keywords: Radar Waveform Design, Cognitive Radar, Whitened Autocorrelation similarity constraint, convex optimization, Gradually Penalizing Programming
  • Ali Roozban, Ali Esmaeili *, Mehdi Motagh Pages 14-27
    Subsidence is a very destructive and dangerous phenomenon that, in addition to endangering human life, can also damage the infrastructure of cities. One of the reasons for its creation is the uncontrolled extraction of groundwater, which occurs widely in the plains of Iran. The time Series InSAR method is one of the important methods for accurate and continuous monitoring of subsidence. But the main problem with this method is the removal of pixels with low correlation in the processing cycle. In this study, to overcome this problem, subsidence of Rafsanjan plain has been investigated using the improved SBAS time series method based on coherence. The data used are 15 images of SENTINEL-1 satellite related to the period from October 2015 to October 2016 and 50 interferograms are generated. The results show the ability of this method to use all pixels of the interferogram, even pixels related to vegetation areas with low correlation. The highest subsidence rate was 284 mm per year for Rafsanjan-Bahrman plain and 252 mm per year for Rafsanjan-Kashkoyeh plain along the satellite line of sight. To investigate the relationship between the improved SBAS results and the water level of wells in the region, Pearson correlation coefficient was used, and to model the relationship, a linear regression model was used. The results indicate a strong direct linear relationship. Also, the linear regression model has the ability to model the relationship with a 95% confidence level. Analysis of variance (ANOVA) was used to test the significance of the linear regression model and Durbin–Watson test was used to evaluate the autocorrelation in the residuals. The results confirm the significance of the model and the independence of the observations.
    Keywords: Subsidence, Time-Series, InSAR, Improved SBAS, Sentinel-1, Linear Regression Model, Pearson Correlation Coefficient
  • Mehdi Rahi, Morteza Shafiee Neyestanak *, Mojtaba Abolghasemi Pages 27-34
    Classical methods in array processing focus on increasing the separability of near-source sources in noise conditions when the wave propagation is in a flat environment. Among the classical methods, MUSIC and its modification are more common and have received more attention. This paper presents a method for detecting sound sources for passive arrays. First, the classical MUSIC algorithm is described. Then, based on the basic points in this method, the proposed idea is introduced. The idea is to add a virtual source with a desired angle that is independent of the sources and their noise to the data obtained from the sensors. This virtual resource is independent of the sources and their noise. Adding this source at the desired angle increases the order of the covariance matrix by one unit.by changing the angle of the virtual source, wherever its angle is aligned with the angle of one of the main sources, the order of the covariance matrix decreases from the increased value to the actual value. Finally, the idea is simulated for a passive five-element array for both independent and coherent sources to demonstrate detection quality.
    Keywords: Covariance Matrix, Signal Space, Noise space, Eigenvalue
  • Mohsen Darvishnezhad *, Mohammad Ali Sebt Pages 35-55
    In recent years, Polarimetric Synthetic Aperture Radar (PolSAR) image classification has been cited as one of the most important applications of images classification. Therefore, in order to achieve the best result of PolSAR image classification in this article, a new feature selection method will be proposed based on mutual information theory. In the proposed method, the features that are extracted from PolSAR images will be used to obtain an initial class map. Then, each feature will be ranked based on mutual information. In the next step, the best features will be selected by using the proposed method accurately. The results that are obtained on the real PolSAR image of the Flevoland area prove an increase in the classification accuracy of the proposed method compared with other methods that are used in this research.
    Keywords: Classification, PolSAR, feature selection, Synthetic aperture Radar
  • Loop propagation modeling of a Static ground penetrating radar and extraction of effective parameters in detecting a buried target
    Ehsan Shahroosvand, Morteza Kazerooni * Pages 55-66
    The main goal of this article is to investigate the parameters and components influencing the detection of a buried target by a static airborne radar platform by means of loop propagation modeling. In this modeling, the dimensions of the antenna coverage range on the surface and subsurface have been calculated by taking into account all the effective parameters, which allows us to use the radiative transfer theory and determine the amount of input current in each environment, the scattered and absorbed power obtained in the medium. One of the important points in the applications of this type of airborne radars is the proper selection of the central frequency and the frequency bandwidth required for better detection. In this paper, how to choose the parameters of radar design and compromise between having penetration depth and having the resolution are properly presented using delimited diagrams that can be placed as a predefined table in radar memory. Also, with the arrangement of several scenarios, the amount of return signal from the buried target has been measured and verified in CST and GPR_Sim software, and through equations, the depth of its placement has been revealed with an acceptable accuracy of less than 2%.
    Keywords: Ground-penetrating radar design, surface, subsurface antenna coverage, loop propagation modeling of ground penetrating radar
  • Abbas Shakeri, Mehdi Radmehr *, Alireza Ghorbani Pages 67-73
    In this paper, a new charge pump in CMOS technology is designed and implemented. By using the body bias to reduce the threshold voltage and controlling the voltage by using the voltage reference circuit, a DC to DC voltage booster circuit with high efficiency has been achieved to provide an input voltage of 320 millivolts and an output voltage of more than 1 volt. Simulations have been done so that the proposed voltage booster circuit can be analyzed in a state where the results are close to the fabrication results. The results indicate that compared to previous works, smaller capacitors have been used to reduce the area of the circuit as well as high output voltage by using the minimum number of transistors. The simulation results with 25 pF charge pump capacitor in each clock pulse frequency of 200 kHz show that the input voltage of 350 millivolts reaches 1.2 volts in less than 2 milliseconds. The proposed circuit can be suitable for radar and RFID applications with low power consumption.
    Keywords: Low Power Radar, Charge Pump. Boost Voltage Converters. High Efficiency, Low Area. Stability time, RFID
  • Javad Ghalandary, Seyed Mehdi Hosseini Andargoli *, Nadali Zarei, Mehdi Molazadeh Golmahaleh Pages 91-103
    Due to developments of radars in changing parameters, pulse separation methods in ELINT systems have relied on intra-pulse modulation instead of analyzing common pulse description words. Number of radars in this method, may be estimated incorrectly because a modern radar with the ability in changing intra-pulse modulation type may be detected as multiple radars.The purpose of this paper is to detect multi-mode radars with various types of internal modulation in a dense radar environment. The proposed’solution is to add multi-mode radars detection to the existing pulse separation methods. In this method, by extracting the distinguishing features of each radar, similarity criteria of each feature are calculated to examine the similarity between the two pulse streams. Input data are features that  extract of  real data of a ELINT system with traditional parameters and developed parameters related to the pulse shape provided by a simulator. The dataset is then used to train a LVQ neural network to discriminate between different and multi-mode radars. After training the network, in the new operating conditions, a multi-mode radar’s pulse streams is classified as a single radar.The simulation results show a higher accuracy for classification with the similarity criteria of developed features than the criteria extracted of  classical data at different SNRs. Also, the increase in classification accuracy in single-layer perceptron and multi-layer neural network at SNR equal to 0.5 dB has been shown. In similar articles, only multi-mode radars with the ability to change frequency and PRI have been investigated, but with the proposed method, radars with the ability to change several parameters along with the type of intra-pulse modulation can be identyfied.The innovation of the article is the development of distinguishing features and the idea of ​​similarity criteria for the detection of multi-mode radars.
    Keywords: Multi-mode radar, Clustering, Feature Extraction, Similarity criteria