عنوان :طراحی و شبیه سازی گیرنده‌ی رادار دهانه ترکیبی برای پهپاد

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد مهندسی برق-مخابرات سیستم

طراحی و شبیه سازی گیرنده‌ی رادار دهانه ترکیبی برای پهپاد

اساتید راهنما:

دکتر رمضانعلی صادق‌زاده

دکتر رضا فاطمی مفرد

زمستان 1391

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

در این پایان‌نامه هدف طراحی و شبیه‌سازی رادار دهانه ترکیبی به منظور بکارگیری در پهپاد است. در طی این پایان‌نامه به بررسی روابط و چگونگی عملکرد برخی الگوریتم‌های بکار رفته در این رادارها ، مانند پردازش داپلر و الگوریتم‌های جبران‌سازی پرداخته و سعی شده ‌است که روابط مربوط به طراحی کلان این رادار ارائه گردد. بر اساس روابط و نیازمندی مطرح شده، رادار دهانه ترکیبی طراحی و نتایج حاصل از شبیه سازی ارائه شده است. همچنین در طی این تحقیق الگوریتمی جدید برای جبران‌سازی حرکت غیر ایده‌ال سکوی حامل پیشنهاد شده است. اساس این الگوریتم تخمین مسیر حرکت رادار با تقریب‌های خطی است. تئوری و روابط این الگوریتم استخراج و با شبیه سازی و مقایسه با مسیرایده‌ال صحت عملکرد آن بررسی شده است.

کلید واژه: SAR ، FMCW، RDA ، RCM، جبرانسازی حرکت

فهرست مطالب

عنوان                                                  صفحه

فهرست شکل‌ها ت‌

فهرست علایم و نشانه‌ها خ‌

فصل1-  مقدمه 1

1-1- پیشگفتار 1

1-2- تاریخچه 4

1-3- انواع SAR 5

1-3-1- Strip-Map SAR 5

1-3-2- Spot SAR 5

1-3-3- Scan SAR 8

1-4- مروری بر کارهای انجام شده 10

1-5- هدف از انجام تحقیق 11

1-6- نوآوری تحقیق 12

1-7- ساختار تحقیق 12

فصل2-  مدل و روابط طراحی 13

2-1- تفکیک‌پذیری در راستای برد 14

2-2- پالس مدوله شده با سیگنال LFM 16

2-3- تفکیک‌پذیری در راستای زاویه سمت 19

2-4- مقایسه آرایه‌های واقعی با آرایه‌های مصنوعی 23

2-5- هندسه دید از کنار برای رادار دهانه ترکیبی 25

2-6- ویژگی‌های سیگنال SAR 28

2-7- طیف سیگنال 30

2-8- معیار انتخاب فرکانس تکرار پالس 36

2-9- معادله رادار در SAR 37

فصل3-  الگوریتم های تشکیل تصویر 41

3-1- الگوریتم RDA 42

3-2- الگوریتم CSA 47

3-2-1- شرحCS 49

3-2-2- بکارگیری CS در RCMC 53

3-3- جبران سازی‌حرکت 56

فصل4-  طراحی سیستمی رادار دهانه ترکیبی 59

4-1- مدولاسیون موج پیوسته‌ی LFM 60

4-2- الگوریتم پیشنهادی برای جبران‌سازی حرکت 61

4-2-1- استفاده از مسیر تقریب خطی در جبران‌سازی مسیر حرکت حامل 65

4-3- نیازمندی‌های طراحی 66

4-4- باند فرکانسی 68

4-5- فرستنده و گیرنده 71

4-5-1- فیلتر های گیرنده 72

4-5-2- نمونه برداری 76

4-5-3- سیگنال به نویز گیرنده 79

4-5-4- حساسیت گیرنده 81

4-6- بلوک دیاگرام سیستمی 82

4-7- واحد STC 85

4-8- حجم حافظه‌ی مورد نیاز 86

4-9- پردازش سیگنال 87

فصل5-  شبیه سازی و نتایج 89

5-1- شبیه سازی و نتایج الگوریتم RDA برای سه هدف نقطه‌ای 89

5-2- مدل اهداف 97

5-3- استخراج تصویر در محیط نویزی 98

5-4- شبیه سازی الگوریتم پیشنهادی برای جبرانسازی خطای حرکت 101

5-5- مسیر دو پاره خطی 103

5-5-1- مسیر چند پاره خطی 105

5-5-2- مسیرسینوسی 107

فصل6-  نتیجه گیری 115

6-1- پیشنهادات 116

فهرست مراجع‌ 119

واژه نامه‌ی انگلیسی به فارسی 123

واژه نامه‌ی فارسی به انگلیسی 125

فصل1-    مقدمه

1-1- پیشگفتار

سیستم‌های SAR[1]برای تهیه‌ی عکس‌های دو بعدی و سه بعدی با کیفیت بالا از عوارض زمین، در هر شرایط آب وهوائی بکارمی‌روند. تصویر شکل ‏1-1 نمونه‌ای از عکس تهیه شده توسط رادار SAR است. همانطور که ملاحظه می‌شود تصویر تهیه شده توسط رادار SAR، متفاوت از تصاویر اپتیکی است. بدست آوردن اطلاعات از این تصاویر نیاز به مهارت است. در حقیقت تصویر تشکیل شده توسط رادار SAR استخراج پروفایل [2]RCS سطح زمین است. در تصویر تهیه شده توسط SAR ، هرجا که RCS سطح زمین بیشتر بوده تصویر روشن‌تر و برعکس برای نقاطی با RCS

کمتر، تصویر تاریک تر است. در این سیستم‌ها رادار بر روی یک هواپیما یا یک ماهواره که سکو[3]

شکل ‏1-1- تصویر اپتیکی (تصویرسمت چپ)و تصویر تهیه شده توسط SAR(تصویر سمت راست) از یک مکان

نامیده خواهد شد، سوار می‌شود. به خاطر حجم بسیار بالای پردازش سیگنال مورد نیاز برای سیستم SAR معمولا پس از جمع آوری سیگنال‌های لازم توسط رادار، پردازش و استخراج تصویر در ایستگاه زمینی صورت می‌گیرد.

تشکیل تصویر از سطح زمین نیازمند داشتن حد تفکیک‌پذیری[4] مناسب در دو بعد عمود بر هم(برد[5] و متقاطع برد[6]) است. تفکیک ‌پذیری در راستای برد با بکارگیری سیگنال با پهنای باند بالا، قابل دستیابی است. در بعد متقاطع ، حد تفکیک‌پذیری به طول آنتن وابسته است. برای داشتن تفکیک‌پذیری بالا در این بعد، آنتی با طول فیزیکی بزرگ نیاز است تا انرژی دریافتی را در یک پرتو باریک متمرکز کند. پهنای پرتو آنتن در راستای سمت[7] یا بعبارتی بعد متقاطع بر برد، حد تفکیک پذیری را تعیین می‌کند. در شکل ‏1-2 رابطه بین حد تفکیک پذیری در سمت با پهنای پرتو آنتن نشان داده شده‌است.حد تفکیک پذیری در سمت به کمترین فاصله بین دو هدف در سمت اطلاق می‌شود که آن دو هدف توسط رادار از هم قابل تمایز باشند. پهنای پرتو در آنتن ، با توزیع جریان یکنواخت از رابطه زیر بدست می‌آید[1]:

(‏1‑1)

در این رابطه برابر با طول موج کاری آنتن و طول روزنه آنتن است. بعنوان مثال برای داشتن تفکیک‌پذیری 1m ، در فاصله 10km برای راداری در باند x ( ) به آنتی با طول 300m نیاز خواهیم داشت! که با توجه به محدودیت‌های فیزیکی امکان پذیر نیست. پس نیازمند به روشی هستیم که در طیِ طولِ مورد نیاز، داده های لازم را جمع آوری کرده و سپس با پردازش

شکل ‏1-2- رابطه بین حد تفکیک پذیری در سمت با پهنای پرتو آنتن

این داده‌ها آنتن دهانه ترکیبی را پیاده سازی نماید. این روش اساس کار رادار های دهانه ترکیبی است.

کیفیت عکس‌های تهیه شده توسط SAR، با تفکیک‌پذیری سلولی در سطح زمین تعیین می‌شود. تفکیک پذیری سلولی، با تفکیک‌پذیری سمت و تفکیک‌پذیری فاصله مشخص می‌شود. هر سلول در سطح زمین، بیانگر یک پیکسل از تصویر SAR است. عوامل دیگری که که به غیر از محدودیت‌های سیستمی و فیزیکی بر تفکیک پذیری سلولی تاثیر دارد عبارت است از [2]:

1) اندازه نقشه‌ای که قرار است تهیه گردد

2) عوارضی که قرار است در تصویر بدست‌آمده معلوم باشند (بعنوان مثال در نقشه آیا قرار است تنها جاده‌ها و کوه‌ها و عوارض بزرگ زمین معلوم باشد ویا جزئیات بیشتری مانند ساختمان‌ها و وسایل نقلیه و … مد نظر است)

3) هزینه در نظر گرفته شده برای طرح

در رادار SAR برای داشتن پالس باریک در برد از مدولاسیون‌ فرکانسی استفاده می‌شود. بنابراین فرکانس سیگنال در طی زمان تغییر می‌یابد. در سنسورهای نوری وقتی سنسور به هدف نزدیک باشد در بعد متقاطع، اطلاعات بیشتری را از هدف می‌توان استخراج نمود. اما در سیستم‌های SAR اینگونه نیست چراکه پهنای باند در بعد متقاطع مستقل از فاصله و متناسب با زمان پرتو افکنی است.

[1] Synthetic Aperture Radar

[2] Radar Cross Section

[3] Platform

[4] Resolution

[5] Range

[6] Cross Range

[7] Azimuth

***ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است***

برای دانلود پایان نامه اینجا را کلیک کنید.

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 608