فهرست مطالب

علوم و فناوری های پدافند نوین - سال سوم شماره 1 (پیاپی 7، بهار 1391)

مجله علوم و فناوری های پدافند نوین
سال سوم شماره 1 (پیاپی 7، بهار 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/05/15
  • تعداد عناوین: 9
|
  • سید مجتبی موسوی، میریوسف موسوی، امیر غلامی صفحه 1
    سوسوزن ها (سینتی لاتورها) موادی هستند که وقتی توسط پرتوهای یونیزه کننده و یا ذرات اتمی و هسته ای پرانرژی مورد اصابت قرار می-گیرند، انرژی آنها را جذب کرده و سوسو می کنند. پوپوپ، 1و4- بیس- (5- فنیل- اکسازولیل-2) -بنزن، یکی از مواد سوسوزن آلی می باشد که در آشکارسازی پرتوهای هسته ای و ذرات پرانرژی کاربرد دارد. از این رو سنتز پوپوپ مورد توجه ویژه ای قرار گرفته و برای سنتز پوپوپ برخی روش ها تا به حال ارائه شده است. در این مقاله سنتز پوپوپ با روشی جدید ارائه می شود. ابتدا با استفاده از 2- آمینو استوفنون و ترفتالوئیل دی کلراید، حد واسطی تهیه گردیده سپس با استفاده از اسید سولفوریک غلیظ، حلقه های اکسازولی در فرآورده پوپوپ تشکیل شده و ترکیب هدف (پوپوپ) سنتز گردید.
    کلیدواژگان: سوسوزن، آشکارساز هسته ای، پوپوپ
  • جهان جمشیدی، محمد علایی، عبدالله مهدلو، علی ناصری صفحه 9
    حضور محیط ناهمگن و اهداف تداخلی در سیستمهای عملی رادار، سبب کاهش کارایی CA-CFAR در آشکارسازی صحیح هدف و یا افزایش آژیر خطا می گردد. به منظور رفع این نقیصه آشکارسازهایEX-CFAR معرفی شده اند که در آنها از نوعی آستانه گذاری نرم استفاده می شود. در آشکارسازهای مذکور پارامتر تفکیک گر (β)به منظور تعیین معیاری برای حذف مقادیر نامتعارف در پنجره تخمین زننده توان نویز، نقشی اساسی بازی می کند. در این مقاله پارامتر تفکیک گر (β) برای نسبت های مختلفی از احتمال آژیر خطا در آشکارساز EX-CFAR مورد بحث و بررسی قرار گرفته و مقادیر بهینه آن برای نسبت های مختلفی از احتمال آژیر خطا، استخراج شده است. از آنجاییکه رادار مدنظر این مقاله یک رادار مراقبت دریایی با برد متوسط و رزولوشن نه چندان بالا بوده است، مدل کلاتر K برای محیط فرض شده است. سپس برای مدل فرض شده، پارامترهای شکل و مقیاس تعیین شده است. در ادامه اهداف تداخلی به صورت دو هدف، سه هدف و چهار هدف و با استفاده از شبیه سازی در محیط MATLAB ایجاد شده اند و کارایی EX-CFAR با توجه به پارامترهای آنالیز شده با CA-CFAR مقایسه شده است. در شبیه سازی های انجام شده در این مقاله، آشکارسازی با استفاده از تک پالس مورد نظر بوده است.
    کلیدواژگان: آشکارسازی، Ex، CFAR، CA، CFAR، رادار، اهداف تداخلی، پارامتر تفکیک گر
  • سعید علیایی، محمدرضا مرادیان صفحه 17
    استفاده از ردیاب ها، سامانه های رهگیر و جستجوگرها نقش مهمی در جنگ الکترونیک دارد. یکی از روش های ساده و ارزان قیمت، استفاده از افزاره رتیکل در ردیابی است. اما یکی از مشکلات عمده در استفاده از ساختارهای رتیکلی، حساسیت آنها به اهداف کاذب و از جمله فلیرها است. روش های مختلفی به منظور مقابله با این اهداف کاذب وجود دارد، از آن جمله می توان به آشکارسازی دوگانه و جداسازی منابع کور اشاره کرد. در این مقاله به طراحی الگوریتم و شبیه سازی ساختار شناسایی اهداف کاذب از هدف اصلی به روش جداسازی منابع کور پرداخته می شود. برای این منظور رتیکل را از نوع مدولاسیون فرکانسی در نظر گرفته و با استفاده از یک شکافنده پرتو در ساختار بهبود یافته، سیگنال های اصلی را از سیگنال های مخلوط خروجی (شامل هدف و فلیر) استخراج شدند و سپس، نتایج حاصل از شبیه سازی الگوریتم های حوزه زمان و فرکانس با هم مقایسه گردیدند.
    کلیدواژگان: ردیاب، جداسازی منابع کور، جنگ الکترونیک، جستجوگر، رتیکل، حوزه زمان، حوزه فرکانس
  • بهروز عبدالعلی، حسین صامتی، محمدحسین قزل ایاغ صفحه 29
    تقطیع و خوشه بندی گویندگان فرآیندی است که طی آن قطعه بندی و برچسب گذاری برای گفتار حاصل از یک جلسه که شامل چند گوینده است انجام می شود و دنباله صوتی به بخش هائی تقسیم می شود که هر بخش شامل فقط یک گوینده است و با برچسب گذاری مشخص می شود که هر بخش مربوط به کدام گوینده است. تشخیص فعالیت گفتاری، تقطیع گفتار و خوشه بندی گویندگان، حداقل مراحل اصلی سامانه های تقطیع و خوشه بندی گفتار بر اساس گوینده محسوب می شوند. برای مرحله ی تقطیع روش های متعددی وجود دارد که تقطیع بر مبنای BIC یکی از روش های مرسوم است. این روش به دلیل محاسبات آماری آن، نیاز به زمان محاسبات طولانی دارد. هدف اصلی این مقاله ارائه ی روش تقطیع بر اساس بسامد گام گفتار است، که هم دارای دقتی در حد روش های مرسوم است و هم دارای سرعت محاسبات بالا است، به طوری که در مقایسه با تقطیع بر اساس BIC به طور میانگین دارای مزیت 4/2 برابری در سرعت و افزایش یک درصد در دقت است.
    کلیدواژگان: تقطیع و خوشه بندی گویندگان، تقطیع گفتار، بسامد گام گفتار
  • محمدحسین قزل ایاغ، اکبر اصغری ورزنه صفحه 39
    در دهه ی اخیر مخابرات نوری فضای آزاد، جاذبه های فراوانی پیدا کرده است و کاربردهای بالقوه ای برای این تکنولوژی پیشنهاد شده است. از بین مدولاسیون های دیجیتال نظیر MDPIM، DPIM، PPM، OOK که در مخابرات نوری فضای آزاد به کار می روند، DPIM مزیت هایی در زمینه ی ظرفیت انتقال، پهنای باند مورد نیاز، توان مصرفی مورد نیاز و طراحی آن دارد. مدولاسیون DPIM با حذف اسلات های خالی («صفر») که در هر علامتPPM بلا استفاده است، ظرفیت انتقال بیشتری را نسبت به سایر مدولاسیون های دیگر ارائه می دهد که این ویژگی سبب کاهش پهنای باند مورد نیاز برای انجام مدولاسیون می شود. همچنین امکان کدگذاری اضافی برای امنیت بالاتر اطلاعات را فراهم می کند. طراحی گیرنده ی PPM بسیار پیچیده تر از OOK و DPIM است، زیرا در گیرنده ی PPM، به هم زمانی اسلات و هم زمانی علائم نیاز است. در این تحقیق، مودم DPIM بر روی FPGA پیاده سازی شده و عملکرد آن با مودم PPM مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: مدولاسیون، مدولاتور، دمدولاتور، OOK، PPM، DPIM، _ FPGA
  • غلامرضا اولاد، محمود تولایی، فیروز ابراهیمی، جعفر امانی، علی محمد لطیفی صفحه 49
    شیگلا دیسانتری با تولید سم stx (با دو زیر واحد AوB) یکی از مهم ترین، باکتری های بیماری زای روده ای برای انسان است. این سم با ورود به سلول های اپیتلیال باعث مهار سنتز پروتئین و مرگ سلولی خواهد شد. علیرغم مطالعات فراوان جهت تولید واکسن، هنوز ضرورت تداوم مطالعه در دست یابی به پروتئین نوتر یب از نوع StxA وجود دارد. هدف از این مطالعه، طراحی ژن stxA جهش یافته و تولید پروتئین بیانی آن به عنوان کاندید واکسن علیه شیگاتو کسین جهت بررسی ایمنی زایی آن در مطالعات بعدی می باشد. پس از طراحی و تهیه ژن صناعی pET28a-stxA جهش یافته (G234E- E167Q -A231D)، واکنش PCR جهت کنترل صحت حضور این ژن انجام گردید. پس از انتقال این وکتور به سلول میزبان E. coli BL21، بیان، بهینه سازی، تخلیص و درنهایت تایید پروتئین حاصل بررسی گردید. نتیجه مطالعات اولیه، منجر به طراحی ژن stxA جهش یافته گردید. نتایج واکنش PCR با استفاده از پلاسمید سنتتیک نشان از صحت ژن مورد مطالعه داشت. سپس بیان این ژن در سلول میزبان E. coli BL21، بهینه سازی گردید که در نتیجه تولید مقادیر زیادی از این پروتئین به شکل اجسام توده ای نشان داده شد. تخلیص اجسام توده ای و سپس محلول سازی پروتئین های آن از روش های تلفیقی صورت گرفت. با توجه به مکانیسم اثر شیگاتوکسین پیش بینی می شود که این پروتئین جهش یافته دارای اثر سمیت کم تری نسبت به سایر جهش یافته های قبلی کاندید واکسن داشته باشد، و در نتیجه بتواند به عنوان کاندید واکسن برتر مطرح گردد.
    کلیدواژگان: stxA جهش یافته، واکسن نوترکیب، شیگاتوکسین، بهینه سازی بیان
  • علی میردار هریجانی، الیپس مسیحی صفحه 57
    به موازات پیشرفت سخت افزاری روبات ها، علم برنامه ریزی حرکت آنها نیز روزبه روز پیچیده تر و ضروری تر شده و روبات ها را قادر می سازد قابلیت های خود را در کاربردهایی که حضور انسان ها در آن ناممکن یا خطرناک هستند ارتقا دهند. مثالی از چنین کاربردهایی، عملیات جستجو و جمع آوری مین های دفن شده در محیط های باز می باشد. مقاله حاضر به حل مسئله پویش و مین یابی در محیطی ناشناخته توسط چند روبات متحرک می پردازد که در آن روبات ها با یک دیگر تعاملی هم کارانه دارند. برای پویش محیط و یافتن اقلام پراکنده در آن، روش جدیدی به نام MSRT توسعه داده شده، و برای برنامه ریزی جهت دسترسی و جمع آوری اقلام پراکنده توسط روبات ها مدلی ریاضی شبیه به مسئله فروشنده دوره گرد چندگانه (mTSP) پیشنهاد شده است که با تلفیق آن با تکنیک هایی نظیر خوشه بندی k-means، الگوریتم جستجوی A* و گراف دیدنگار، مسیریابی برای هر روبات انجام می شود. مقایسه روش جدید با نتیجه های حاصل از بهینه سازی ریاضی مسئله نشان داد که روش پیشنهادی جواب های نزدیک به بهینه مطلق را در زمان های بسیار کوتاه تری تولید می کند.
  • محمد هیئت، علی محمد لطیفی، مرتضی میرزایی صفحه 73
    تثبیت آنتی بادی بر روی بستر از مهم ترین مراحل در ساخت برخی از سیستم های تشخیصی می باشد. از جمله بستر هایی که به صورت معمول برای تثبیت آنتی بادی مورد استفاده قرار می گیرند PVDF و سلولز می باشند که در حالت پایه ای از کارامدی پایینی بر خوردارند. این تحقیق به مطالعه چگونگی فعال سازی بستر سلولز وPVDF می پردازد. سلولز و PVDF به ترتیب پس از تیمار با سیانوژن برماید و متانول، جهت تثبیت موثرتر آنتی بادی Anti-human آماده شدند. گروه های OH- سلولز در اثر تیمار سیانوژن برماید تشکیل سیکلیک ایمیدوکربامات می دهد که مستعد واکنش با گروه آمین آنتی بادی می باشد. PVDF نیز پس از تیمار با متانول تا حدودی هیدروفیل شده و جذب سطحی آن افزایش می یابد. نتایج نشان دادند که تغییرات اعمال شده روی سطح بستر، اثرات قابل تاملی در جهت افزایش ظرفیت بسترها برای پذیرش آنتی بادی داشته است. نتایج همچنین نشان دادند که نسبت تثبیت آنتی بادی بر روی بستر سلولز بیش از بستر PVDF می باشد. فرایند فعال سازی می تواند خصوصیات فیزیک و شیمیایی بستر مانند خاصیت موئینگی، انعطاف پذیری، با سطحی و ظرافت سطحی را تغییر دهد.
    کلیدواژگان: آنتی بادی، بستر، تثبیت، سلولز، PVDF
  • حبیب الله سهامی، محمدیاسر رادان، داود مجیدی صفحه 81
    روش های ژئوفیزیکی همواره روش های توانمندی در تعیین مکان و شناسایی اولیه مناطق مورد بررسی می‎باشند. روش ثقل‎سنجی (گرانی‎سنجی) با استفاده از تباین چگالی موجود در مناطق مختلف در شناسایی سازه ها و حفره های زیرزمینی کاربرد فراوانی دارد. در این مقاله ابتدا به معرفی روش گرانی‎سنجی و گرادیان سنجی هوابرد، تصحیحات مورد نیاز و دستگاه های امروزی با کاربردهای اکتشافی- نظامی پرداخته می‎شود. سپس جهت بررسی صحت و دقت این روش، با استفاده از برنامه تهیه شده، اثر بی‎هنجاری گرانی و گرادیان گرانی حاصل از سازه ی زیرزمینی با استفاده از مدل‎سازی به روش پیشرو شبیه‎سازی می‎شود و دامنه ی بی‎هنجاری حاصل از آن در یک شبکه ی برداشت و برای ارتفاع‎های مختلف نشان داده می‎شود. جهت نزدیکی داده های شبیه‎سازی شده به داده های واقعی نوفه ی اتفاقی اضافه می‎گردد. در نهایت نتایج حاصل از شبیه‎سازی و دقت دستگاه های مختلف معرفی شده، جهت تعیین گستره ی ارتفاع پرواز‎های قابل دسترس، مقایسه می‎شوند. در خاتمه راهکارهای موثر جهت کاهش احتمال شناسایی سازه های مدفون و بهبود فرآیند استتار در مقابل شناسایی های هواپایه ارائه می گردد.
    کلیدواژگان: بی‎هنجاری گرانی، گرانی‎سنجی هوابرد، گرادیان گرانی، سازه‎های زیرزمینی
|
  • S. M. Moosavi, M. Y. Moosavi, A. Gholami Page 1
    Scintillators are materials which exhibit scintillation)luminescence property(when excited by ionizing radiation. Luminescent materials, when struck by an incoming particle, absorb its energy and scintillate. POPOP, 1,4-bis- (5-phenyl-oxazolyl-2)-benzene, is one of the organic scintillators that have applications in detecting the nuclear rays and charged particles. Herein, the synthesis of POPOP have been reconsidered and some synthetic methods have been investigated and a new and efficient method for the preparation of POPOP is presented. An intermediate was synthesized by the reaction of 2-aminoacetophenone with terphethaloyl dichloride. The oxazole rings in the final product (POPOP) were then formed by the reaction of this intermediate with concentrated sulfuric acid.
    Keywords: Scintillator, Nuclear Detector, POPOP
  • J. Jamshidi, M. Alaee, A. Mahdloo, A. Naseri Page 9
    Presence of inhomogeneous environment and interfering targets in practical radar systems, cause a reduction at CA-CFAR performance in either detection probability of target or false alarm ratio of system. Hence EX-CFAR detector implies a soft thresholding, in which the excision parameter (β) plays a key role to determine a criterion for eliminating unordinary values at window of noise power estimation. Consequently in this paper the excision parameter have been surveyed and analyzed for different values of false alarm probabilities and the optimum ones are extracted. Since the considered radar of this paper was medium range poor resolution radar system, probability density function of K has been assumed in clutter modeling.Accordingly the shape and scale parameters are estimated for the assumed method. Consequently the performance of EX-CFAR implying the estimated values is evaluated and compared with CA-CFAR in circumstances of facing with 2, 3 or 4 interfering targets using MATLAB simulations. In these simulations, mono pulse detection was deliberated.
    Keywords: Detection, Ex, CFAR, CA, CFAR, Radar, Interfering Target, Excision Parameter
  • S. Olyaee, M. R. Moradian Page 17
    The use of trackers and seeker systems has an important role in the electronic warfare. A simple and inexpensive method is based on the use of reticle devices in the trackers. But the most limitation factor for using the reticle systems is resulting from their sensitivity to false targets such as flares. There are various methods to separate the real target from flares such as dual-band detection method and blind source separation (BSS) method. In this paper, we present new algorithms of separating the real target and flares based on the BSS method. For this reason, we utilize fm reticle, and by using a beam splitter in the modified system, the main signals are extracted from the mixed signals (including the target and flare signals). The time-domain and frequency-domain algorithms are designed and compared in this approach.
    Keywords: Tracker, Blind Source Separation, Electronic Warfare, Seeker, Reticle, Time, Domain, Frequency, Domain
  • B. Abdolali, H. Sameti, M. H. Ghezeayagh Page 29
    Audio Segmentation has got a widespread application in underwater signal processing specially observation of passing objects using their acoustic signals and also in audio annotation of a recorded meeting, which also used by intelligence services that is one of instances of passive defense.Audio Segmentation is the process of partitioning an audio stream into regions each of which corresponds to only one audio source or one speaker.There are various methods for speaker segmentation the most common methods of which are based on BIC criteria. These methods needs heavy statistical computations and are very time consuming.The main goal of this paper is to propose a new audio segmentation method based on pith frequency with acceptable accuracy along with a higher computation speed than BIC-based methods. This algorithm is about 2.4 times faster than the BIC-based segmentation an about %1 higher than that of the BIC-based method in accuracy.
    Keywords: Speaker Segmentation, Clustering, Speech Segmentation, Pitch, based Speaker Segmentation
  • M. H. Ghezel Ayagh, A. Asghari Varzaneh Page 39
    Free space optic communications has received extensive interest over the past decade, and many potential applications for this technology have been suggested. Among various digital modulation formats for wireless optical links like OOK, PPM, DPIM and MDPIM, DPIM has got advantages in terms of transmission capacity, bandwidth requirement, power requirement and receiver design. DPIM displays a higher transmission capacity by eliminating all the unused time slots from within each symbol in PPM; and decreased bandwidth requirement and afford the possibility to introduce some redundancy into the code for security. Design of PPM receiver has more complexity compared to OOK and DPIM since both slot and symbol synchronizations are required at the receiver. In this study, DPIM Modem is implemented on FPGA and its Functionality is compared with PPM Modem.
    Keywords: Modulation, Modulator, Demodulator, OOK, PPM, DPIM, FPGA
  • G. R. Olad, M. Tavallaei, F. Ebrahimi, J. Amani, A. M. Latifi, M. B. Salehi Page 49
    Shigella dysentery producing shigatoxin (subunits A, B) is one of the most important human pathogenic intestinal bacteria. Entering to epithelial cells, the toxin inhibits protein synthesis leading to cell death. In spite of great investigation on vaccine production against S. dysentery studying to achieve significant stxA recombinant protein still remains important. The objective of this study was designing mutant stxA gene and expressing protein production as vaccine candidate against stx for further immunization studies. Three stxA mutant gene including (E167Q-A231D-G234E) were designed and the synthetic gene in pET28a plasmid was obtained and confirmed by PCR. Thereafter the plasmid was transformed into the host cell E. coli BL21 after which gene expression was optimized and protein purity assay was then performed. Preliminary studies led to mutant stop gene design after which it was confirmed by synthetic plasmid and PCR. The expression of this gene in E. coli BL21 host cell was then optimized and resulted in forming large amount of protein inclusion bodies. Purification of inclusion bodies and protein solubilization was performed with a combinatorial method. Regarding the mechanism of shigatoxin effect and simultaneous use of two different mutations in this gene, less toxicity is expected in comparison with previous mutants as vaccine candidate, posing a better vaccine candidate.
    Keywords: StxA Mutant, Recombinant Vaccine, Shigatoxin, Expression Optimization
  • A. Mirdar Harijani, E. Masihian Page 57
    In parallel with advances in robots hardware, the motion planning science has become increasingly indispensable and complicated, and enables robots to enhance their capabilities in applications where the presence of humans is impractical or hazardous. The covering and minesweeping operations of outdoor areas are examples of such applications. This paper deals with the problem of covering and minesweeping of unknown environments by multiple mobile robots which have cooperative interactions. For searching the space, the new method of multi sensor-based random trees (MSRT) is developed, and for planning the robots’ paths toward the scattered items and their collection, a mathematical model similar to the multiple traveling salesman problem is proposed, which together with the k-means clustering, the A* search, and the visibility graph techniques plans the route of each robot. Comparisons with the counterpart mathematic model solved to optimality showed that the proposed method produces suboptimal solutions in much shorter computational times.
    Keywords: Covering, Minesweeping, Multi Robot Motion Planning, TSP, Clustering
  • M. Heiat, A. M. Latifi, M. Mirzaei Page 73
    The immobilization of antibodies is one of the most important steps for the construction of biological diagnostic systems. Cellulose and PVDF are commonly used as supports for antibody immobilization despite their low efficiency. This study investigates the activation process of these supports in order to improve their immobilization capability. So as to apply a more operative immobilization of antibody, cellulose and PVDF were initially treated by cyanogen bromide and methanol respectively. In cellulose support which was treated by cyanogen bromide, the –OH groups constructed a cyclic imidocarbamate which is disposed to react with the amine groups of the antibody. In PVDF which was activated by methanol, hydrophilic property and surface adsorption were increased. After the activation procedure, anti-human antibody was immobilized on both supports and the immobilization quality was evaluated. The results showed that the applied changes on the supports had promising effects on the antibody capturing capacity. It was also shown that antibodies were more immobilized on the cellulose supports in comparison to PVDF. The activation processes can alter the physiochemical features of the support such as capillarity, flexibility, surface charges and delicacy, which may intensively influence the quality of immobilization.
    Keywords: Antibody, Cellulose, Immobilization, PVDF, Support
  • H. Sahami*, M. Y. Radan, D. Majidi Page 81
    Geophysical methods are used as locating tools and reconnaissance methods. Gravity method is used to locate underground structures and cavities using density contrast. In this paper, methods of airborne gravimetry and airborne gravity, gradiometry, corrections and their modern instruments have been presented. In order to evaluate the accuracy and efficiency of these methods, a developed program have been used. Artificial data of an underground structure have been provided by forward modeling for earth surface at different altitudes and then noise were added to data. Finally the results of the simulation and the accuracy of the presented instruments for different altitudes have been compared. In conclusion effective solutions to mitigate the probable detection of buried structures and the improvement of camouflage processes against airborne reconnaissance are provided.
    Keywords: Gravity Anomaly, Airborne Gravimetry, Gravity Gradient, Underground Structures