بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
بررسي تکنيک مونو پالس بمنظور جهت يابي در رادار و استفاده از اين تکنيک در سونار
چکيده
الگوريتمي نوين براي کاهش تاثير چند مسيره ناشي از ارتفاع پايين براي رادار تک پالس پاسيو مبتني را انتقال فوريه کسري (FRFT)همراه با ايجاد و بنا نهادن مدل چند راه در اين مقاله مطرح مي شود . سيگنال FM انعکاسي در قلمرو فرکانسي فيلتر شده و کاهش داده شد . آناليز آماري که به لحاظ تئوريک روشي ممتاز مي باشد هم انجام مي شود ، نتايج شبيه سازي جهت نشان دادن درستي روش ها فراهم آورده مي شوند .
کليد واژه :چند مسير ، FRFT،ارتفاع پايين ،مونو پالس
مقدمه
زماني که رادار پاسيوله تارگت و هدف در ارتفاع پايين نزديک مي شود ، سيگنال مستقيم و سيگنال انعکاسي در گيرنده رادار پاسيو وجود دارد چونکه سيگنال رادار هدف روي سطح زمين در يا در منطقه Fresnelانعکاس مي يابد.
بدون پردازش سيگنال خطاي سنجش زاويه رخ مي دهد . تاثير اين خطاي روي سنجش سمت کم مي باشد . اين خطا اصطلاحا خطاي ارتفاع پايين يا خطاي چند مسيره ناميده مي شود .اگر سيگنال مستقيم و سيگنال انعکاسي در پرتو يکساني از آنتن رادار پاسيو به طور آني و همزمان دريافت شوند ، خطاي چند مسيره به طور ويژه اي غالب و شايع مي شود ، حتي ممکن است به گم شدن هدف بيانجامد.
کاهش خطاي چند مسيره به يک بخش اساسي از سيستم رادارپاسيو مبدل شده است . دراين مقاله ، يک روش FRFTجهت کاهش خطاي چند مسيره مبتني بر رادار تک پالس مقايسه فاز پاسيو مطرح مي شود .
در آغاز ، تئوري FRFTبه طور خاص روي تخمين فاز اوليه سيگنال LFMمتمر کز مي شود ، و مدل چند مسيره شامل هندسي و تابع الگوي انتشار رادار پاسيو مي گردد . نهايتا ارتفاع هدف مي تواند تخمين زده شود و خطاي چند مسيره مي تواند از FRFTبا شبيه سازي اثبات شده کاهش داده مي شود .
تئوري و مدل :
اول از همه تئوري FRFTمعرفي مي شود سپس جهت رفع خطاي چند مسيره از ارتفاع پايين مدل چند مسيره هندسي و مدل رادار تک قياس فازي پاسيو بايد نهانده شود .
خطاي چند مسيره هندسي شامل رادار پاسيو ، تارکت يا هدف ، سطح بازتابش ، مسير مستقيم و مسير بازتابش و قابليت انعکاسي و بازتابندگي مي شود . در حالي که در اين مقاله ، ما اساسا شرح مي دهيم که الگوي انتشار فاکتور اصلي براي بنا نهادن مدل رادار تک پالس قياس فازي پاسيو مي باشد .
A .تئوري FRFT
FRFTتعميمي را انتقال فوريه کلاسيک مي باشد مي تواند به عنوان يک چرخش پاد ساعت گرد هر يک از مختصات هاي سيگنال حول مبدا در پلان زمان – انعکاس آنگونه که در شکل ١نشان داده شده درنظر گرفته شود . به انتقال فوريه کلاسيک يک سيگنال مي توان به عنوان يک چرخش پاد ساعتگرد از محور زمان به محور μبا يک زاويه نگريست . محورμ معمولا قلمرو فوريه کسري ناميده مي شود بعد از چرخش محيطي ʹ مختصات هاي زمان – فرکانس (t,ω) به مختصات هاي جديد(u,v)تبديل مي شود
جائيکه Pيک عدد حقيقي مي باشد و بزرگي FRFTناميده مي شود زمانيکه 1=Pآنگاه FRFTبرابر با انتقال فوريه قديمي مي باشد و زمانيکه 0=P، اين برابرخود سيگنال مي باشد .
به همين منوال ، زمانيکه Pيک کسر مي باشد ، FRFTکاراکتر ها و مولفه ها در هم قلمرو زمان و هم قلمرو فرکانسي از سيگنال را نشان مي دهد . يک سيگنال FLMمي تواند اين گونه بيان شود : تساوي (٢)
جائيکه به ترتيب فرکانس اوليه ، ميزان ترانشه و فاز اوليه مي باشند .
FRFTسيگنال اين گونه ارائه مي شود :
جائيکه اپراتور FRFTرا مشخص مي نمايد در حاليکه تابع اصلي FRFT بيان شده مطابق تساوي زير مي باشد.
در واقع تابع فوريه کسري چرخش ساختار زمان – فرکانس سيگنالي که بايد آناليز گردد تا زاويه مشخص مي باشد . و براي سيگنال LFM، به وسيله گزينش يک زاويه متناسب ، مي توانيم به قلمرو FRFT ايميالس برسيم ، که انرژي اش را روي نقطه مربوطه اش روي محور μانباشته مي کند . به هر حال مگر زاويه انتخابي با سيگنال مطابقت نداشته باشد ، سيگنال اصلي باز هم در قالب يک سيگنال مدوله شده فرکانس وار خطي انتقال داده خواهد شد . بنابراين ، مي توانيم سيگنال LFMرا مطابق مشخصه تمرکز و غلظت سيگنال LFMدر قلمرو فويه کسري آشکار سازي و شناسايي کنيم . اصل بنيادين بدست آوردن انتقال فوريه کسري از سيگنال مشاهده شده با يک زاويه چرخش متغير پيوسته منجر شوندبه يک توزيع D٢سيگنال پيرامون پارامتر هاي (q,٤)مي باشد.
سپس آشکار سازي و تخمين سيگنال مي تواند به وسيله کاوش براي پيک با يک حد آستانه در اين پلان و صفحه توزيع انجام شود . براي کاوش سريع ، پهناي پالس Tدر قلمرو زماني و باند فرکانسي ( در قلمرو فوريه ابتدا تخمين زده شود زاويه تقريبي مي تواند به وسيله محاسبه شود ، آنگاه کاوش مجاورت در صفحه آسان مي باشد .پارامتر هاي مربوطه ( مي توانند اين گونه توصيف شوند : تساوي (٥)
جائيکه زاويه دقيق مي باشد ، و طيف دامنه FRFTسيگنال مي باشد.
B. مدل چند راهه هندسي
سيگنال مستقيم ،سيگنال انعکاسي انتشاري و سيگنال انعکاسي بازتاب شده از سطح ارسال شده از تارگت در گيرنده رادار پاسيو تحت ارتفاع پايين وجود دارند .
در اين مقاله ،جهت ساده ساختن آناليز ،آن مدل چند مسيره کلاسيک با دو راه و مسير را بر مي گزيند ،که مسير مستقيم TRو مسير بازتابش و انعکاس OR–TO مي باشد . بنا براين ،دو تارگت در تک پرتو رادار پاسيو وجود دارند ،يکي تارگت واقعي مي باشد ،ديگري تارگت واقعي از تقارن آينه بواسطه سطح مي باشد و مدل راهه هندسي در شکل ٢ نشان داده مي شود .
در منطقه Fresael،فاصله L1 بين نقطه بازتابش Oو موقعيت تارگت اين گونه مي باشد .
جاييکه Kفاصله بين رادار پاسيو و تارگت ، Ψارتفاع ،Htارتفاع تاگت مي باشد . و شکل ١، زاويه grazing بين مسير انعکاس و سطح مي تواند به وسيله تساوي زير اندازه گيري شود .
اختلاف مسير بين مسير مستقيم و تک مسير انعکاس از تاگت در آنتن رادار پاسيو در اين مدل کلاسيک «گونه که در شکل ٢ نشان داده شده وجود دارد و اين اختلاف مسير مطابق زير مي باشد.
مطابق اختلاف مسير ،تاخيز زماني وجود دارد و اختلاف فاز در آنتن رادار پاسيو رخ مي دهد . تاخير زماني toواختلاف فازφΔرا مي توان اين گونه نشان داد.
جاييکه c,nبه ترتيب طول موج و سرعت نوري مي باشند .
ضريب انعکاس و بازتابش زمين به وسيله تساوي Fresnelداده مي شود و يک تابع تعيين شده به وسيله زاويه grazingو ثابت دي الکتريک نسبي کمپلکس و ترکيب زمين مي باشد . براي بدست آوردن موج پلاريزسيون عمودي مي تواند به وسيله تساوي زيرفرموله سازي شود.
در اينجا اثابت دي الکتريک کمپلکس ، زاويه grazing، دامنه ضريب انعکاس و فاز انعکاس مي باشد
