بخشی از مقاله

چکیده

امروزه اهمیت بهره برداری از رادار های LPI 1  در صنایع نظامی به جای رادار های پالسی به منظور دیدن اهداف طرف مقابل نبرد در عین دیده نشدن بر همه کارشناسان خبره علوم نظامی امری اثبات شده می باشد . به همین منظور از تکنیک های مختلف - سیستمی و سیگنالی - جهت انجام ماموریت های واگذار شده استفاده می نمایند . از تکنیک های سیستمی میتوان به مدیریت توان تشعشع ، طراحی آنتن با گین متناسب و پترن باریک ، ملاحظات فرستنده و... اشاره نمود .

از تکنیک های سیگنالی میتوان به فشره سازی پالس ، استفاده از مدولاسیون های مختلف - چند حاملی و تک حاملی - ، استفاده از مدولاسیون های ترکیبی ، استفاده از تکنیک نویز در ارسال سیگنال نام برد . ما در این مقاله به عنوان نمونه دو نوع مدولاسیون رایج که در LPI سازی سیگنال های راداری و مخابراتی بیشترین کاربرد را دارند FM - CW و - OFDM یکی به عنوان مدولاسیون تک حامل و دیگری به عنوان مدولاسیون چند حامل ، را از نظر سیگنالی و طیفی مورد آنالیز قرار داده و قابلیت LPI سازی هریک را شبیه سازی می نماییم ، همچنین رایج ترین تکنیک های شنود این نوع سیگنال ها را که طراحان و سازندگان سامانه های جاسوسی سیگنالی در سامانه های شنود خود از آن بهره می برند را مورد ارزیابی قرارداده و بهترین مدولاسیون را با شبیه سازی های برنامه MATLAB  از نظر قابلیت LPI   سازی پیشنهاد می دهیم.درسیگنال تک حامل ما از مدولاسیونFMCW استفاده می نماییم.

ابتدا سیگنالی با مشخصات طیفی مشخص را شبیه سازی نموده و توابع ابهام متناوب - - PAF و تابع خود همبستگی متناوب - - PACF آن را با استفاده از برنامه MATLAB شبیه سازی می نماییم و بعد از اعمال الگوریتم های رایج شنود سیگنال های تک حامل - ویگنر - ویل و چویی- ویلیامز - کیفیت استخراج پارامتر های سیگنال این نوع مدولاسیون را در شرایط یکسان مقایسه می نماییم و بهترین روش را با شبیه سازی های صورت داده پیشنهاد می دهیم .

برای مدولاسیون دیجیتال و تک حاملی - - OFDM با معرفی روشی هایی که در LPI سازی این سیگنال ها بکارگیری می شود و الگوریتم های رایج جهت استخراج پارامتر های این نوع سیگنال ها مانند روش تشخیص زیر حامل ها و فرکانس مرکزی با استفاده از روش آنالیز طیفی سیگنال های چند حاملی که از مشخصه های توزیع توان ، نقطه اوج و طیف توان استفاده می نماید و همچنین با تکنیک تفاضل گوسی - - DOG که در شنود و تشخیص این نوع سیگنال ها مورد استفاده قرار گرفته می شود مقایسه ایی بین این دو روش خواهیم داشت . و نتیجه خواهیم گرفت تکنیک تفاضلی گوسی قابلیت های بهتر ی نسبت به تکنیک آنالیز طیفی در مبحث شنود دارد.

-1 مقدمه

امروزه رادارهای با پیک توان پایین و بازه زمانی طولانی برای کاهش آسیبپذیری در مقابل دشمن مد نظر قرار گرفته است. این رادارها را LPI   مینامند. ایده LPI  بودن یک ایده جدید نیست بلکه در گذشته سیستمهایی ساخته شده بود که از این خصوصیت سود میبرد. رادارهای LPI  با توان پیک پایین کار شنود سیستمهای E2W  را مشکل میکند اما شنود آنها امکانپذیر است

بسیاری از کاربران رادار امروزه از LPI  بودن بعنوان یک نیاز تاکتیکی مهم یاد میکنند. نیازمندی LPI  پاسخی است به افزایش در قابلیت گیرندههای شنود مدرن برای آشکارسازی و تعیین موقعیت تشعشع کننده رادار است. همچنین نیازمندی  LPI  در پاسخ به تهدیدات ویرانگر بوسیله تسلیحات هدایت شونده دقیق و موشکهای ضد تشعشع است. ممانعت از شنود سیگنال این نوع تشعشع کنندهها را در مقابل بسیاری از تهدیدات شناخته شده حراست میکند و این هدف از داشتن احتمال شنود پایین است

همچنین در سامانه های الینت - سامانه های جاسوسی و کشف سیگنال راداری - با استفاده از تکنیک های و توزیع های متنوع درصدد کشف این سیگنال ها و استخراج پارامتر های مختلف شکل موج ارسالی و در نهایت انهدام منبع تشعشع کننده می باشند و این تغییرات همچنان بین دو طرف جنگ ها در حال رشد و متنوع سازی می باشد و طرفی در جنگ های الکترونیک آینده پیروز می باشد که، از تکنولوژی به روز تر بهره برداری نماید

یکی از متداول ترین شیوه های LPI سازی راداری استفاده از تکنیک مدولاسیون موج پیوسته فرکانس می باشد که براساس تخصیص پهنای باند های مختلف برای کار به رادار باعت پخش شدگی طیف فرکانسی و کاهش ساید لوب های کناری رادار میگردد و این کار کمک شایانی به مخفی کاری رادار میکند از طرف دیگر سامانه های جاسوسی سیگنالی ، با استفاده از تکنیک های مختلفی سعی در کشف و شناسایی مشخصات سیگنالی رادار مانند فرکانس مرکزی ، پهنای باند ، نوع مدولاسیون و... سعی در کشف جهت و مکان رادار بوده که با سلاح های ضد تشعشع باعث از کار انداختن این نوع رادار ها گردند .

همچنین امروزه برای ارسال داده در مخابرات دیجیتال از سیگنال های چند حامله و تک حامله استفاده می شود که هرکدام دارای ویژگی ها ، نقاط قوت و ضعف مربوط به خود هستند ، اما به طور کلی در سال های اخیر میزان استفاده از سیگنال های چند حامله برای ارسال افزایش یافته است دلیل اصلی آن مقابله با تداخل باند باریک و فرکانس محو شدگی و همچنین LPI    سیگنالی می باشد  

1  تکنیک مدولاسیون فرکانس موج پیوسته - FMCW -

رادراهایCW به دلیل عدم وجود مدولاسیون، امکان اندازهگیری برد را ندارند . اگر بتوان فرکانس ارسالی به سمت هدف را به گونه با زمان تغییر داد، آنگاه میتوان به استفاده از تکنیکهایی سرعت - داپلر هدف - و برد - فاصله شعاعی هدف از رادار - را محاسبه نمود

 این تغییرات فرکانسمعمولاً نمیتواند به صورت پیوسته افزایشی - یا کاهشی باشد - معمولاً از سیگنال پریودیک برای تغییرات فرکانسی بهره گرفته میشود. مدولاسیون فرکانس شکل موج پهن باند LPI تولید میکندمعمولاً. از شکل موج سینوسی یا دندان ارهای - این دو سیگنال به سبب رهگیری ساده تر بیشتر مورد توجه قرار دارند - برای اجرای مدولاسیونFMCW بهره گرفته میشود

از جمله مهمترین مزایای استفاده از مدولاسیونFMCW در رادارهای LPI میتوان به موارد زیر اشاره نمود:  

·    پخش انرژی ارسالی در باند وسیع به اندازه   - ∆   -

·    رزولوشن بالا در برد  

·    امکان جداسازی بهتر کلاتر از هدف  

·    در مقابل اخلال غیر همسان بسیار مقاوم می باشد.  

·    امکان استفاده از تقویت کننده های نیمه هادی برای تقویت توان  

·    آشکارسازی سیگنال برگشتی با استفاده از گیرنده های دیجیتال و آنالوگ  

·    به سبب وابستگی اکوی برگشتی به فاصله هدف لازم است که منحنی STC روی سیگنال اعمال گردد تا مانع از اشباع سیستم گردد.  

برای درک بهتر ارسال و دریافت در رادارهایFMCW شکل“1 ” ارائه شده است. در این شکل سیگنال ارسال شده و اکوی برگشتی از آن با تاخیر ارائه شده است. در شکل زیر آن خروجی حاصل از ترکیب این دو سیگنال ارائه شده است و با استفاده از این خروجی میتوان برد بدون ابهام از هدف اندازه گیری گردد

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید