بخشی از مقاله
چکیده –
یکی از مهمترین مسائل شناسایی رادارها در سیستمهای پشتیبان جنگ الکترونیک - ESM - ، تشخیص نوع مدولاسیون فاصله تکرار پالس است. پس از دریافت سیگنالهای ساطع شده از رادارهای مختلف توسط سیستم ESM پالسهای مختلف آشکارسازی و جداسازی شده و سپس نوع مدولاسیون فاصله تکرار پالس - PRI - در هر قطار پالس مشابه تشخیص داده میشود. در این مقاله بر مبنای برخی از تکنیکهای موجود روش خوبی برای تشخیص مدولاسیون PRI سیگنالهای راداری پیشنهاد شده است که توانایی تشخیص انواع متداول مدولاسیونهای بین پالسی را دارد. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که روش پیشنهادی در برابر پالسهای نویزی - پالسهای اضافه شده و یا پالسهای گم شده - از قابلیت تشخیص خوبی برخوردار است. در روش ارائه شده پنج کلاسیفایر بر اساس ویژگیها و خواص دنباله PRI برای هر نوع مدولاسیون تعریف شده است که با استفاده از آنها توانسته همه انواع متداول مدولاسیونهای بین پالسی را جداسازی کند.
کلید واژه- مدولاسیون فاصله تکرار پالس، PRI، سیگنالهای راداری
-1 مقدمه
بیشتر سیستمهایی که برای شناسایی تجهیزات الکترونیکی دشمن استفاده میگردند، سیستمهای ELINT1 و ESM2 میباشند. وظیفه هر دو سیستم شناسایی دقیق رادارهای فعال در منطقه به صورت استراتژیک است تا به وسیله آنها بتوان نوع تهدیدات را آشکار نمود .[1] سیستم پشتیبان جنگ الکترونیک - ESM - سیگنالهای انتشار یافته از رادارهای مختلف را دریافت میکند و سپس پارامترهای هر پالس شامل زمان ورود پالس - TOA3 - ، زاویه ورود پالس - AOA4 - ، فرکانس پالس - RF5 - ، پهنای پالس - - PW6 و دامنه پالس - PA7 - را اندازه گرفته و قطار پالس مربوط به هر رادار را با استفاده از این پارامترها جدا میکند .[2] مهمترین وظیفه سیستم پشتیبان جنگ الکترونیک تشخیص نوع مدولاسیون PRI 8 قطار پالس مربوط به هر رادار با استفاده از آنالیز فواصل بین پالسی هر سیگنال است .[3]
انواع متداول مدولاسیون های PRI به Constant، Staggered، Jittered، Sliding، Wobulated و D&S9 طبقهبندی میشوند .[4] در طرح ارائه شده در این مقاله همه انواع متداول مدولاسیون های PRI قابل تشخیص هستند.
در مدولاسیون Constant پالسها با فاصله ثابت از یکدیگر تکرار میشوند که انحراف معیار آنها کمتر از %1 میانگین PRI است. در مدولاسیون Staggered فاصله بین هر دو پالس متوالی بین چند مقدار مشخص سوییچ می شود. تعداد موقعیت-های Staggered به معنای تعداد کل فواصل پالس است که یک دوره را تشکیل میدهد. در مدولاسیون Sliding سطوح PRI به طور یکنواخت به صورت افزایشی یا کاهشی از یک سطح به سطح دیگر تغییر میکند. نوع دیگر مدولاسیون PRI مدولاسیون Wobulated است. تغییرات سینوسی در رشته PRI این مدولاسیون با دامنه حدوداً %5 میانگین PRI است. در مدولاسیون Jittered تغییرات فاصله تکرار پالس به طور تصادفی و تا حداکثر %30 میانگین PRI تغییر میکند. مدولاسیون D&S حاوی چند PRI ثابت است که در مدت زمان کوتاهی PRI ثابت است و پس از آن به طور اتوماتیک به سطح دیگری سوئیچ میشود.
در روشهای متداول، معمولا مدولاسیونهای فاصله تکرار پالس Constant و Staggered در فرآیند جداسازی پالسهای رادارهای مختلف تشخیص داده میشوند .[5] سایر مدولاسیون های فاصله تکرار پالس در صورت عدم تشخیص به عنوان نویز، تحت عنوان مدولاسیونهای پیچیده اعلام میگردند .[6] در [7] نیز فرض شده است مدولاسیونهای فاصله تکرار پالس Constant و Staggered در فرآیند جداسازی پالسها با روش تجزیه و تحلیل سریهای زمانی و روشهایی از قبیل هیستوگرام TOA استخراج میشوند و سپس مدولاسیونهای پیچیده با استفاده از اطلاعات آماری و اطلاعات دنباله TOA شناسایی میشود. در [8] مدولاسیونهای پیچیده راداری با استفاده از ویژگیهای تابع خود همبستگی دنباله PRI شناسایی میشود. در این مقاله ما به دنبال رویکردی با استفاده از روشهای قبلی و ترکیب آنها برای شناسایی هر شش نوع مدولاسیون متداول PRI هستیم؛ که با استفاده از پنج کلاسیفایر این امر تحقق پیدا میکند. دربخش 2 ویژگیهای مورد استفاده برای تعیین نوع مدولاسیون PRI را معرفی میکنیم. در بخش 3 الگوریتم پیشنهادی ارائه میشود و در بخش 4 و 5 به ترتیب نتایج شبیهسازی و جمع بندی آورده شده است.
-2 ویژگیهای مورد استفاده در روش پیشنهادی
یکی از مراحل تشخیص مدولاسیون PRI استخراج ویژگیهای این نوع مدولاسیونها است. هر کدام از این ویژگیها میتواند به عنوان تابعی از الگوی مدولاسیون PRI در نظر گرفته شود. ویژگیهای مورد استفاده برای تشخیص نوع مدولاسیون PRI به صورت زیر است: ویژگی اول: این خصوصیت با دنباله fiتعریف میشود. اعضای دنباله fi فواصل بین پالسهای متوالی هستند که به صورت زیر محاسبه میشود:
-3 الگوریتم پیشنهادی
همانطور که در شکل - 1 - میبینیم، منحنی توابع gi و fi برای مدولاسیون های PRI مختلف به طور قابل توجهی با همدیگر متفاوت است. برای مثال اگر تغییرات کوچک PRI بین دو پالس متوالی را به عنوان پیوستگی PRI تعریف کنیم، چهار نوع مدولاسیون Sliding ، D&S ، Wobulated و Constant پیوسته در نظر گرفته میشود و مدولاسیون Jitter و Stagger مدولاسیون های ناپیوسته خواهند بود. همچنین بعضی از انواع مدولاسیونها در تابع fi رفتار خطی دارند و برخی دیگر غیر خطی هستند. بر اساس این ویژگیها پنچ کلاسیفایر برای طبقه بندی این شش مدولاسیون پیچیده PRI طراحی شده است، که هر کلاسیفایر مدولاسیونها را به دو گروه تقسیم میکند و در نهایت ما میتوانیم هر شش نوع مدولاسیون را از یکدیگر جدا کنیم. یک مدولاسیون پیوسته خواهد بود، اگر توالی فواصل PRI به صورت نرم در مقایسه با مرکز PRI تغییر کند. فاکتور پیوستگی به صورت زیر تعریف میشود :[7]
