تعیین موقعیت سه بعدی اهداف با استفاده از یک سنجنده رادار زمینی موج میلی متری از نوع ورودی - خروجی چندگانه

امروزه سیستم های راداری در مسایل گوناگونی از جمله سنجش از دور کاربرد دارند. یکی از مهمترین چالش ها، تعیین موقعیت و تعیین میزان جابجایی اهداف با دقت بالا است که بدین منظور از سنجنده های مستقر بر روی سکوی زمینی استفاده می کنند. در این مقاله روشی ارایه شده است که تعیین موقعیت مطلق و نسبی اهداف و نیز تخمین بردار جابجایی اهداف به صورت سه بعدی انجام می گیرد. بدین منظور یک سنجنده راداری زمینی با طول موج میلی متری که دارای دو آنتن فرستنده و چهار آنتن گیرنده است و امواج آن از نوع FMCW هستند، شبیه سازی شده است. این سنجنده طوری طراحی شده است که بر روی یک صفحه دو بعدی حرکت می کند و سیگنال های ارسالی را دریافت می کند. با استفاده از اطلاعات فاز سیگنال های دریافتی توسط آنتن های گیرنده در موقعیت های مختلف مکانی سنجنده، زاویه سیگنال منعکس شده از هدف نسبت به آنتن گیرنده تعیین می شود. سپس با استفاده از معادلات سرشکنی کمترین مربعات، موقعیت مطلق هدف به صورت سه بعدی تعیین می شود. برای ارزیابی مدل ارایه شده دو آزمایش مطرح شد. آزمایش اول نشان داد که مقدار RMSE برای تعیین موقعیت مطلق کمتر از 3 میلی متر است. در آزمایش دوم، تعیین میزان جابجایی اهداف مورد بررسی قرار گرفت که در نتایج حاصل تمامی موارد، RMSE برای تعیین بردار جابجایی نسبی به صورت سه بعدی کمتر 1/0 میلی متر است. همچنین نشان داده شد که روش ارایه شده هیچ محدودیتی در تعیین جابجایی نسبی با دامنه بزرگی متفاوت را ندارد و بدون استفاده از الگوریتم های بازیابی فاز، توانایی تخمین جابجایی با مقادیر زیاد را دارد.