بخشی از مقاله
چکیده: در الگوریتمهاي آشکارسازي در رادارها،
GLRT2 به عنوان یکی از انواع رایج تست که در اکثر موارد شرایط معیار نیمن پیرسن را برآورده میسازد استفاده میشود. مدل GMANOVA نیز بدلیل انعطاف بالا در پذیرش حالات مختلف براي بیان سیگنال، در GLRT کاربرد گستردهاي دارد. در صورتی که پارامترهاي مشخص فرض شده مدل GMANOVA هنگام طراحی با شرایط واقعی اختلاف داشته باشند در آشکارساز GLRT یک کاهش کارایی بدلیل افت SNR رخ خواهد داد.
در این مقاله با فرض اطلاعات قبلی از ساختار سیستم، کاهش SNR بوجود آمده با استفاده از ترکیب دو آشکارساز GLRT ساده و GLRT مبتنی بر زیر فضا، با دو روش پیشنهادي تقریبی و دقیق برآورد شده و با اضافه کردن ضریبی مناسب، SNR اصلاح میشود. در روش دقیق الگوریتم امکان استفاده از اطلاعات قبلی را رد نمیکند این اطلاعات که مربوط به ساختار تفاوت مدل طراحی با شرایط عملی است به بهبود کارایی الگوریتم کمک میکند. آشکارساز با SNR اصلاح شده با دو روش تقریبی و دقیق با آشکارساز ساده GLRT هنگام عدم تطبیق شرایط طراحی و عملی مقایسه شده است و بهبود کارایی آشکارساز نشان داده شده است. خطاي دو روش تقریبی و دقیق
۱ - مقدمه
آشکارسازهاي تطبیقی GLRT با توجه به برآورده کردن شرایط معیار نیمن پیرسن در الگوریتمهاي CFAR به صورت گسترده-اي مورد بررسی قرار گرفتهاند. از جمله این کارها میتوان به کار راماك و کرلیک [1] - 2009 - اشاره کرد. در این مرجع به صورت کامل مبانی و ساختار آشکارسازهاي تطبیقی مورد بررسی قرار گرفته است. در راماك و توفتس [2] - 2006 - نیز این مساله از جهات دیگر مورد بررسی قرار گرفته است. این دو کار عمدتا پایه کارهاي بعدي در این زمینه بوده اند . کارهایی چون شوان و لویس [8] - 2001 - از جمله کارهاي نو در این زمینه به شمار میروند. در مورد مدلهاي مبتنی بر زیر فضا و کاربرد آنها در رادار نیز کارهاي مختلفی صورت گرفته است.
ازآن جمله میتوان به کارهایی چون شارف و فریدلندر - 1994 - [3]، کی [4] - 2010 - وفولیو و آلفنسو - [5] - 2007 اشاره کرد. مدل GMANOVA و کاربرد آن به صورت عملی در رادارها نیز مورد بررسی قرار گرفته که به عنوان مثال میتوان به کار آنیتوري و ون رسوم و اتن [6] - 2012 - اشاره کرد. در تمام آشکارسازهاي بیان شده در مراجع مختلف با استفاده از معیار GLRT تعدادي از پارامترهاي سیستم ثابت فرض میشوند و با این فرض ساختار مجهول ماتریس کوواریانس نویز برآورد میشود. در صورت عدم تطبیق بردار جهت سیگنال دریافتی با بردار جهت آنتن و یا نامناسب بودن قسمتهاي ثابت مدل GMANOVA فرض شده براي سیگنال، SNR سیستم افت خواهد کرد.
این افت SNR در نهایت منجر به کاهش Pd یعنی احتمال آشکارسازي در حالات عملی خواهد شد که مطلوب نیست. عدم تطبیقی بودن مدل فرض شده براي سیگنال در طراحی مهمترین عامل این افت است. در این مقاله روشی براي برآورد افت SNR بدلیل عدم تطبیق مدل طراحی و شرایط عملی پیشنهاد شده است. در این روش مدل اصلاح نمیشود بلکه افت SNR بوجود آمده برآورد و با اضافه کردن ضریب مناسب اصلاح میشود.
ساختار مقاله به صورت زیر است . در بخش بعد ابتدا مدل GMANOVA براي سیگنال بیان و پارامترهاي مختلف آن شرح داده میشود. نحوه انتقال سیگنال به زیرفضاي مناسب نیز به اختصار نشان داده میشود. خطاي بوجود آمده در دو حالت بدلیل تفاوت شرایط طراحی با پارامترهاي محیط نیز بیان میشود. در بخش 3 دو روش تقریبی براي برآورد خطا بر اساس پارامترهاي معلوم سیستم، تشریح شده است و در نهایت در بخش 4 دو روش از نظر دقت برآورد با هم مقایسه و بهبود کارایی سیستم در مقایسه با یک GLRT ساده نشان داده میشود.
