فهرست مطالب

رادار - سال چهارم شماره 3 (پیاپی 13، پاییز 1395)

فصلنامه رادار
سال چهارم شماره 3 (پیاپی 13، پاییز 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/09/30
  • تعداد عناوین: 6
|
  • پژوهشی
  • مرتضی کازرونی*، رضا خدایی تهرانی صفحات 1-14
    یکی از دغدغه های اساسی در الگوریتم های پردازشی مورداستفاده 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.
    کلیدواژگان: SAR با حرکت پرتابه ای، الگوریتم برد، داپلر، الگوریتم خودکانونی گرادیان فاز
  • محمدحسن آقابابایی، محمدفرزان صباحی*، امیررضا فروزان صفحات 15-31
    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.
    کلیدواژگان: حسگری فشرده، رادار فرکانس پله ای، قدرت تفکیک بالا
  • ناصر منتصری*، یعقوب قانع قره باغ صفحات 33-38
    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.
    کلیدواژگان: آرایه خطی، آنتن پچ مایکرواستریپ، قطبش متعامد
  • مصطفی مظفری، صادق صمدی* صفحات 39-53
    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 سیگنال 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 سیستمی رادار را بهبود داد.
    کلیدواژگان: حسگری فشرده، حذف نویز، رادار FMCW، نمایش تنک، نمونه برداری
  • عطاالله ابراهیم زاده *، محمد آخوندی درزیکلایی صفحات 55-65
    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 پارامتر های توزیع K مساله ای چند بعدی، 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 پارامتر های توزیع K را به وضوح تصدیق می کنند.
    کلیدواژگان: الگوریتم جستجوی گرانشی، تخمین پارامتر، توزیع آماری K، کلاتر رادار، تست کولموگروف، اسمیرنوف
  • سید امیر حمدی، حبیب الله دانیالی*، محمد صادق هل فروش، مرضیه زارع صفحات 67-76
    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 فشردهسازی بهتر تصاویر SAR که انرژی آن تنها در زیر باندهای فرکانس پایین متمرکز نیست، یک نسخه اصلاح شده از این الگوریتم به نامMEZBC 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.
    کلیدواژگان: الگوریتم EZBC، موجک بسته ای، رادار روزنه ترکیبی (SAR)، فشرده سازی تصویر و ناحیه مورد علاقه
|
  • M. Kazerooni*, M. Khodaei Pages 1-14
    One of the main concerns of processing algorithms used in synthetic aperture radar (SAR) with a ballistic motion is the compensation of all phase errors in the data received from the target to achieve a clear picture of the target. In this article, by using Range Doppler Algorithm and Phase-Gradient Auto focus algorithm, imagery in one SAR with a ballistic motion is considered according to the geometry of SAR with a ballistic motion. This process is a combination of Range-Doppler processing algorithm and phase-gradient auto focus algorithm. The significant characteristic of this method is that it does not need to collect information from navigation systems for motion compensation and any kind of phase error decreasing. Furthermore , this algorithm can estimate speed and acceleration of SAR motion, and, thus, the phase error existing in received data will be tending to zero. The innovation made in this article is to improve phasegradient auto focus Algorithm in choosing the prominent scatterrer stage by the correlation operator. Recent characteristic provides the possibility of imagery from a wide scene from the target.
    Keywords: Range Doppler Algorithm, Phase, Gradient Auto Focus Algorithm, Ballistic SAR
  • M. H. Aghababaee, M. F. Sabahi*, A. R. Forouzan Pages 15-31
    Stepped frequency radars attract many attentions due to their high range resolution. Conventional processing technique in these radars is based on the IDFT. In detecting moving targets, the IDFT has the problems of range shifting and range spreading, which result in degrading target amplitude, loss of range accuracy and range resolution. To overcome these problems, the velocity compensation method is used. Since the target velocity is unknown, one should compensate the received signal with all possible velocities and choose the one with the highest and sharpest IDFT output. In this paper, by using the compressive sensing based algorithms, a new method for determining the range and the velocity of moving targets in the stepped frequency radar is proposed. The results show that the proposed method does not have any problem with range shifting and range spreading, and has a better performance compared with other methods in literature. Coherent processing concept is also investigated. Simulations show that using the coherent processing, the performance of compressive sensing based radar detectors is considerably improved.
    Keywords: Compressive Sensing, Stepped Frequency Radar, High Resolution Radar
  • N. Montaseri*, Y. Qaneh Qarehbagh Pages 33-38
    In this article, the linear array (with 20 elements in the horizontal orientation) of microstrip antenna is examined with horizontal polarization. The set includes three microstrip substrates. There is a power network in two lower substrates and microstrip patches in the upper substrate. Excitation of patches has been done as coupled through the power network in two lower substrates. Using the slot between patches and feed transmission lines, the electric fields are coupled from the power network to the microstrip patches. Separation of the feed network from the radiating part of the antenna causes for the cross-polarization component to be less than-50 dB. On the other hand, in order to reach the appropriate side lobe level (SLL) in the horizontal orientation, the array is tapered using Chebyshev weights. After antenna simulation, SLL
    Keywords: Linear Array, Microstrip Patch Antenna, Cross-Polarization
  • M. Mozaffari, S. Samadi* Pages 39-53
    Based on the compressed sensing theory, if a signal is sparse in a suitable space, by using the optimization methods, signal could be accurately reconstructed from measurements that are significantly less than the theoretical Shannon requirements. The sparse representation may exist for the signal and it is not available for the noise; this could be used to distinguish these two. On the other hand, in compressed sensing, finding the answer hinges on finding the most sparse solution; thus this technique can separate clean signal from the noise. In FMCW radar, the distance of a target could be obtained from the frequency of the receiver output signal. Since this signal has a sparse representation in the frequency domain, based on compressed sensing theory, it could be reconstructed from a few number of data. In this paper, a new method for signal processing of FMCW radar is presented based on compressed sensing. Moreover, by considering noise removal feature that is in the nature of this technique, it is shown that the effect of noise on the receiver output signal can be reduced and the system performance of the radar can be improved.
    Keywords: Compressed Sensing, FMCW Radar, Noise Removal, Sampling, Sparse Representation
  • A. Ebrahimzade*, M. Akhondi Darzikolaei Pages 55-65
    Parameter estimation is an important task in the modeling, classification, and detection of radar clutters. Radar clutters have stochastic characteristics. Therefore, Statistical distributions are usually used to describe the features of clutters better. K distribution is one of the most common models utilized to the simulation of clutters. This distribution, which consists of scale and shape parameters, has two speckle and local power components. Because local power component is modeled by gamma distribution, the parameter estimation of K distribution is a high dimensional and nonlinear problem. In this paper, a novel method is proposed based on the gravity searching algorithm for the parameter estimation. This new method has high accuracy and validity in estimating parameters. For the evaluation of the proposed method, the estimated probability density function and power spectrum in two different experiments were compared to actual ones. Finally, the results of the new method are compared to the results of the maximum likelihood method. Furthermore, K-S test is performed to evaluate generated clutters with estimated parameters. Results prove the validity of the proposed method for the parameter estimation.
    Keywords: Gravity Searching Algorithm, K distribution, Parameter Estimation, Radar Clutter, K, S Test
  • S. A. Hamdi, H. Danyali* Helfroush, M. Zare Pages 67-76
    In this paper, a block-based method in wavelet domain for SAR image coding is presented based on the EZBC algorithm. To better preserve edges and textural structure in SAR images, instead of using traditional dyadic wavelet transform, a packet wavelet is employed. To improve the efficiency of the EZBC algorithm for SAR image coding, a modified version of this algorithm, is proposed. This modified version, which is called MEZBC, is better adapted to wavelet packet coefficients. The proposed algorithm is fully SNR scalable and supports block-based coding of wavelet coefficients. MEZBC is also further modified to support regions of interest (ROI) coding in SAR images. experimental results show that the proposed algorithm provides a better performance for SAR image coding than other well-known algorithms in almost all bit rates.
    Keywords: EZBC Algorithm, Image Compression, Region of Interest, SAR Image, Wavelet Packet, MEZBC