فصلنامه رادار
سال دوم شماره 1 (پیاپی 3، بهار 1393)

یکی از پرکاربردترین سیگنال ها جهت دستیابی به حد تفکیک بالا در رادار، سیگنال فرکانس پله ای است. در این رادارها زمانیکه هدف ساکن باشد، جهت دستیابی به حد تفکیک بالا از پردازش مبتنی بر DFT استفاده می شود. اما در حالتی که هدف متحرک باشد بدلیل پخش شدگی طیف سیگنال برگشتی در حوزه فرکانس، دیگر DFT پردازش بهینه نبوده و باعث افت عملکرد آشکارسازی شده و دستیابی به حد تفکیک بالا را نیز با مشکل مواجه می کند. از آنجا که مدل سیگنال برگشتی از هدف متحرک در این رادارها شبیه یک سیگنال چیرپ می باشد ما در این مقاله یک الگوریتم پردازشی جدید ارائه می کنیم که بر پایه جایگزینی DFT با DCFT می باشد. نشان می دهیم که الگوریتم پیشنهادی افت عملکرد ناشی از سرعت هدف را جبران نموده و امکان دستیابی به حد تفکیک بالا را نیز فراهم می کند. همچنین بار محاسباتی این الگوریتم نیز محاسبه شده و با روش مرسوم مقایسه گردیده است.

در این مقاله، از برخی داده های هواشناسی مانند دما، فشار و دمای نقطه شبنم برای استخراج شاخص انکسار در نقاط مختلف ایران استفاده شد. این داده ها به کمک بالن های هواشناسی در دوازده ایستگاه جو بالای کشور بصورت تابعی از ارتفاع اندازه گیری می شوند. مجموعه نقاط شاخص انکسار بدست آمده از داده های هر ایستگاه به تفکیک ماه و بر حسب ارتفاع رسم شدند و مدل نمایی مناسبی بر آنها انطباق داده شد. این مدل ها در طراحی لینک های ماهواره و تخمین ناحیه دید رادارها استفاده می شوند. علاوه بر این، دو منحنی نمایی دیگر با نام های حد بالا و پایین برای هر دسته از نقاط معرفی گردید، بطوریکه 98 % نقاط شاخص انکسار در بین این دو منحنی قرار می گیرند. در نهایت، ضرایب منحنی های نمایی بدست آمده برای چهار ماه سال در قالب سه جدول ارائه شدند. به کمک این جداول، دو نمونه از نقشه های شاخص انکسار ماهیانه کشور نیز ترسیم شد.

خطواره ها از مهمترین پدیده های زمین شناسی در مطالعات اکتشافی مخازن هیدروکربن می باشد. برداشت های زمینی زمین شناسان جهت دستیابی به نقشه این خطوط هزینه و زمان بسیاری را معطوف خود می سازد، که بنا به نوع کار از دقت چندانی هم برخوردار نیست. یکی از راه های استخراج خطواره ها، استفاده از روش های پردازش تصاویر ماهواره ای است. در این مقاله، ضمن مروری بر روش های استخراج خطواره ها،روش جدیدی بر مبنای کشف لبه کنی مطرح شده است. در این تحقیق مشخص می گردد که استفاده از معیار متریک پرات، پارامتر سیگمای 1 و حد آستانه 0.6 برای پارامترهای تشخیص لبه کنی، بهترین نتیجه را روی تصویرENVISAT1 به دنبال خواهد داشت. این مقاله با تعیین برخی قیود هندسی، معیار مشخصی برای بهبود دقت کیفی و کمی نقشه خطواره ها ارائه می نماید.

یکی از قسمت های بسیار مهم در الگوریتم رنج-داپلر RCMC است. در این مرحله برای تخمین داده ها در محل واقعی خود از درون یابی استفاده می شود که دقت درون یابی تاثیر بسیار زیادی در کیفیت تصویر نهایی دارد. در مقاله حاضر به بحث درون یابی پرداخته شده و اینکه چطور می توان به بهترین دقت برای داده های مرحله RCMC رسید. برای این منظور عملکرد فیلترهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته و از بین آنها فیلتر اسپلاین به عنوان فیلتر برتر برای درون یابی برگزیده شده است. اما مشکلی که این فیلتر نسبت به فیلترهای ساده تری همچون فیلتر خطی دارد اینست که پیاده سازی آن در سخت افزار همراه با مشکلاتی از جمله حجم سخت افزار و زمان پردازش بالا است، از اینرو در ادامه مقاله به بررسی معادلات فیلتر اسپلاین پرداخته شده است و معماری بسیار ساده خط لوله ای برای این فیلتر ارائه شده که علاوه بر کاهش حجم سخت افزار از سرعت بالایی نسبت به انواع بازگشتی خود دارد.

برای تصویر برداری در برد با روش های مرسوم فشرده سازی پالس، نیاز است که از سیگنال LFM با نرخ ناکوئیست نمونه برداری شود. در فشرده سازی برای افزایش رزولوشن بالا در برد، پهنای باند سیگنال نیز افزایش می یابد که این مساله محدودیت هایی به نمونه-برداری تحمیل می کند. از جمله تکنیک های مورد استفاده در رادارها برای کاهش نرخ نمونه برداری، استفاده از پردازش Stretch می باشد. از آنجا که ماهیت این سیگنال دیگر با سیگنال LFM ارسالی متفاوت خواهد بود، نیاز است که کلیه مراحل پردازشی تشکیل تصویر به طور مجدد بررسی شود. در این مقاله ضمن بررسی تکنیک پردازشی Stretch مورد استفاده در رادارها، مقدار کاهش نرخ نمونه برداری در این روش محاسبه خواهد شد. در ادامه الگوریتم پردازشی مناسب تشکیل تصویر RDA بر پایه این تکنیک برای زاویای کج شدگی بالا ارائه می شود. همچنین برای انجام RCMC بدون استفاده از روش مرسوم درون یابی روش نوینی ارائه خواهد شد.

در این مقاله آشکارسازی اهداف متحرک در رادار ترکیبی آرایه فازی چند ورودی-چند خروجی پخش شده که بر روی چندپلتفرم متحرک قراردارد، بررسی میشود. برای آشکارسازی ازآزمون نسبت حداکثر شباهت تعمیم یافته استفاده شده است. آشکارسازاستخراج شده ازاطلاعات زیرفضای کلاتروتخمین حداکثر شباهت پارامترهای آن بهره میبرد، که این کار باعث بهبود عملکرد آن در محیط با سیگنال کلاتر قوی میشود. برای این منظور، یک مدل سیگنال فضا-زمان برای رادار ترکیبی آرایه فازی-چند ورودی- چند خروجی با چینش آنتن دلخواه در فضای سه بعدی به عنوان یک نوآوری ارائه شده است. در ادامه آشکارساز حداکثر شباهت تعمیم یافته برای آشکارسازی سیگنال هدف متحرک در حضور سیگنال کلاتر با زیرفضای مشخص استخراج شده و نشان داده شده است که آشکارساز ارائه شده دارای خاصیت نرخ هشدار غلط ثابت است. شبیه سازی ها عملکرد آشکارساز ارائه شده در سناریوهای مختلف را به نحو مناسبی نشان می دهند.