دانلود پایان نامه ارشد:بررسی و شبیه سازی یک رادار مولتی PRF با فرکانس 50KHz برای برد 150Km |
عنوان | صفحه | ||
فصل سوم | |||
رادارهای پالسی و ابهامات | |||
۳-۱) رادارهای پالسی و مقایسه بین انواع آن…………………………………. | ۶۵ | ||
۳-۲) ابهامات در برد وداپلر………………………………………………… | ۷۶ | ||
۳-۳) رفع ابهام رنج………………………………………………………… | ۰۷ | ||
۳-۴) رفع ابهام داپلر……………………………………………………….. | ۲۷ | ||
۳-۵) عملیاتی کردن تئوری…………………………………………………. | ۵۷ | ||
۳-۵-۱) نحوه آشکارسازی………………………………………………….. | ۷۷ | ||
۳-۵-۲) جمع پذیری……………………………………………………….. | ۲۹ | ||
۳-۵-۳) الگوریتم دیجیتالی برای آشکارسازی برد هدف………………………. | ۰۰۱ | ||
نتیجه گیری و پیشنهادات | |||
نتیجه گیری………………………………………………………………. | ۰۱۱ | ||
پیوستها( برنامه های ………………………………………….(MATLAB | ۲۱۱ | ||
منابع و مآخذ | |||
منابع فارسی………………………………………………………………. | ۴۲۱ | ||
مانبع غیر فارسی………………………………………………………….. | ۵۲۱ | ||
چکیده انگلیسی……………………………………………………………. | ۶۲۱ |
فهرست جدول ها
عنوان | صفحه | ||
جدول ۱-۱. نسبت سیگنال به نویز واحتمال آشکارسازی و احتمال خطاﺀ…………………. | ۶۱ | ||
جدول ۱-۲. مثالی از سطح مقطعهای راداری در فرکانس ماکروویو…………………………… | ۳۲ | ||
جدول ۳-۱. مقایسه رادارهای با PRFهای مختلف و ابهامات آنها……………………………… | ۴۶ | ||
جدول ۳-۲. محاسبه داپلر واقعی از روی داپلرهای مبهم……………………………………… | ۴۷ | ||
جدول ۳-۳. مقادیر بدست آمده از معادلات ۳-۶۱برای برد ……………………………70Km | ۱۸ | ||
جدول ۳-۴. مقادیر بدست آمده از معادلات ۳-۶۱برای برد ……………………………20Km | ۶۸ | ||
جدول۳-۵. مقایسه مدلهای مختلف TMSها از نظر سرعت و مقدار حافظه هایشان…………….. | ۳۰۱ | ||
جدول۳-۶. حجم محاسبات برای یک بافر………………………………………………….. | ۴۰۱ |
فهرست شکلها
عنوان | صفحه | ||||
شکل ۳-۲. مقایسه بین تعداد پاسهای دریافتی درLPRFو………………………………HPRF | ۰۶ | ||||
شکل ۳-۳. نحوه تاثیر فیلترهای MTI بر روی کلاتر دریافتی………………………………… | ۳۶ | ||||
شکل ۳-۴. بلاک دیاگرام یک رادار پالسی………………………………………………….. | ۵۶ | ||||
شکل ۳-۵. نمودار توان بر حسب فرکانس برای قسمت های مختلف یک رادار…………………. | این مطلب را هم بخوانید : | ۶۶ | |||
شکل ۳-۶. پاسخ فرکانسی سیگنال ارسالی با مد نظر قرار دادن ………………………….PRF | ۸۶ | ||||
شکل ۳-۷. طیف فرکانسی سیگنالهای فرستاده شده و دریافتی و بانک فیلترها………………….. | ۹۶ | ||||
شکل ۳-۸. رفع ابهام در برد………………………………………………………………. | ۱۷ | ||||
شکل ۳-۹. برگشتیهای حاصل از PRF3 و PRF1 برای برد …………………………70Km | ۲۸ | ||||
شکل ۳-۰۱. نمایی از برگشتیها در خلال PRF1 برای برد ……………………………70Km | ۲۸ | ||||
شکل ۳-۱۱. مقاسیه پالسهای دریافتی در طول ارسال PRF برای برد …………………..70Km | ۳۸ | ||||
شکل ۳-۲۱. پالسهای دریافتی در طول PRFهای ارسالی و نتیجه نهایی……………………….. | ۴۸ | ||||
شکل ۳-۳۱. برگشتیهای حاصل در خلال ارسال PRF1 برای برد ……………………..20Km | ۶۸ | ||||
شکل ۳-۴۱. برگشتیها در خلالPRF1 و فاصله از آخرین پالس ارسالی در برد……………20Km | ۷۸ | ||||
شکل ۳-۵۱. مقاسیه پالسهای دریافتی در طول ارسال ……………………………..PRF1,2,3 | ۷۸ | ||||
شکل ۳-۶۱. پالسهای دریافتی در طول PRFهای ارسالی و نتیجه نهایی مقایسه پالسها……………. | ۸۸ | ||||
شکل ۳-۷۱. نحوه استفاده از توان بالای ارسالی و دریافتی دریک رادار…………………MPRF | ۰۹ | ||||
شکل ۳-۸۱. بهبود سیگنال به نویز با کمک تعداد زیاد پالسهای دریافتی………………………… | ۱۹ | ||||
شکل ۳-۹۱. بهبود در پاسخ با استفاده از Integration به ازای۶ و ۲۱ بار تجمع……………… | ۳۹ | ||||
شکل ۳-۰۲. تاثیر جمع پذیری همفاز بر روی سیگنالهای برگشتی در۰۱ مرتبه جمع کردن……….. | ۴۹ | ||||
شکل ۳-۱۲. افزایش SNR با تجمع همفاز و بهره کامل ………………………………………….. | ۵۹ | ||||
شکل ۳-۲۲. کاهش اثر تجمع همفاز در اثر تغییر فاز سیگنالهای دریافتی……………………………….. | ۶۹ | ||||
شکل ۳-۳۲. ضریب بهبود آشکار سازی برحسب تعداد پالسها…………………………………. | ۸۹ | ||||
شکل ۳-۴۲. نمای یک رادار مولتی PRF با قابلیت جمع پذیری……………………………….. | ۰۰۱ | ||||
شکل ۳-۵۲. چگونگی ارتباط TMS با سیستم مولد ……………………………………..PRF | ۲۰۱ | ||||
شکل ۳-۶۲. الگوریتم تعیین برد هدف برای یک رادار ……………………………….MPRF | ۷۰۱ |
چکیده:
در رادارها پالسی، با بالا رفتن فرکانس تکرار پالس رادار، برد غیر مبهم کاهش می یابـد.
چنانکه در پروﮊه نیز دیده شد، با افزایش فرکانس تکرار پالس از 1KHz به 50KHz برد
غیر مبهم از 150Km به 3Km کاهش یافت ولی در عوض توانستیم اهدافی با سرعت تـا
750m/s را آشکارسازی کنیم. این در حالی است که به ازای فرکانس تکرار پالس اولیـه،
ما فقط قادر به آشکار سازی صحیح اهداف با سرعتهای تا 15m/s بودیم! همچنین توانستیم
با کم کردن τ، متناسب با افزایش PRF ، قدرت تفکیک را از 3000m به 60m برسـانیم که یک پارامتر مناسب برای آشکارسازی اهداف نزدیک به هم می باشد. همچنـین نشـان دادیم با بالا بردن فرکانس تکرار پالس و افزایش در تعداد پالسهای ارسالی و دریـافتی در
طول ارسال یک PRF ، در مقایسه با رادارهای LPRF مقدار بسیار زیادی توان حاصـل شد ، که با استفاده از روشی خاص ، از این پالسهای دریافتی برای بالا بردن نسبت سیگنال
به نویز تا 15dB وحتی بیشتر برای PRFهای بالاتر استفاده شد که ایـن امـر مـا را در آشکار سازی بهتر یاری خواهد داد. همچنین نشان دادیم که با تجمـع بـر روی پالسـهای
دریافتی در طول ارسال چند PRF می توان باز هم نسبت سیگنال به نویز را افـزایش داد.
و فرضا با توجه به زمان ارسال هر PRF اگر هدف ۰۳ برابر این زمان در پتـرن آنـتن
رادار ما قرار گیرد برای هر کدام از PRFها می توان تا 10dB نسبت سیگنال به نویز را افزایش داد. و در انتها بحث کلاترها که با بالا بردن فرکانس تکرار پالس می توان اثـرات
منفی آنها را بهبود بخشید، ولی با استفاده از چند PRF قادر خواهیم بود تا اثرات آنرا بـه حداقل برسانیم و از طرفی همانطور که نشان داده شد ، توانستیم برد واقعی هـدف را بـا
استفاده از PRF های مرتبط با هم از روی مقایسه دریافتیهایشان بدست آوریم.
مقدمه:
در این پروﮊه گردآوری و شبیه سازی روی رادارهای پالسی انجام شده است. رادارهـای پالسی خود به چند گونه تقسیم می شوند که یکی از مهمترین آن تقسیمات ، مربوط به میزان فرکانس تکرار پالس می باشد که به دو و یا سـه دسـته تقسـیم مـی شـوند. دسـته اول
LowPRF و دسته دوم Medium PRF و دسته سوم HighPRF ها. در حالت کلی و با در نظر گرفتن دسته اول و سوم ،در میابیم که هرکدام دارای مزایایی هسـتند. مهمتـرین مزیت رادارهای با فرکانس تکرار پالس کم ساده بودن طراحی و برد مبهم زیاد است. ولی در قبال این وضعیت ما دچار مشکلاتی در شناسایی فرکانس داپلر خواهیم بـود و ….. .
برای رادارهای با فرکانس تکرار پالس بالا در قبال برد مبهم کم ، ما به شناسایی بهتری از تغییر فرکانس داپلر دست خواهیم یافت . البته این سیستم پیچیده تر است. ولی با توجه بـه آنکه با بالا رفتن فرکانس تکرار پالس می توان چرخه کار را کاهش داد ، لذا پدیده اخفـاﺀ کمتر پیش می آید از طرف دیگر چنانکه در فصل دوم هم نشان داده شـده ، بیشـینه بـرد رادار با توان میانگین نسبت مستقیم دارد که سبب می شود به نسبت رادارهای LowPRF
، توان میانگین بیشتری در رادارهای HighPRF انتقال یابد و این خود سبب بـالا رفـتن نسبت سیگنال به نویز و برد آشکار سازی رادار می شود. اما برد مبهم کـم ایـن گونـه
رادارها این مزیت را از بین می برد. لذا می توان با ترکیب چند (Multi PRF) PRF که نزدیک به هم هستند و بر هم قابل قسمت نیز نمی باشند ، برد مبهم رادار را افزایش داد که این کار سبب پیچیده تر شدن هرچه بیشتر رادار می شود ولی در قبال این پیچیدگی ما هـم قادر به آشکارسازی هرچه بهتر فرکانس داپلر هستیم ، برد مبهم رادار زیاد مـی شـود و
نسبت سیگنال به نویز نیز افزایش می یابد و …. . مقایسه کامل بین رادارهای LowPRF
وHighPRF در فصل ۳ ارائه شده است.
فصل اول
بررسی معادله رادار:
مقدمه:
به طور کلی با استفاده از معادله رادار می توان حداکثر برد رادار را بدست آورد. حداکثر برد رادار بر حسب پارامترهای رادار به صورت زیر بدست می آید.
14 | P GA σ | Rmax = | ||||
۱-۱) | e | t | ||||
2 | (4π) | |||||
Smin |
که در آن :
= Pt توان ارسالی بر حسب وات؛
= G بهره آنتن؛
= Ae سطح موثر آنتن بر حسب متر مربع؛
=σ سطح مقطع راداری هدف بر حسب متر مربع؛
= Smin حداقل توان سیگنال قابل آشکار سازی بر حسب وات؛
از پارامترهای فوق تمام گزینه ها به جز سطح مقطع راداری هدف ، تقریبا دراختیار طراح رادار است. معادله رادار نشان می دهد که برای بردهای زیاد ، توان ارسالی باید زیاد باشد
و انرﮊی تششع شده دریک شعاع باریک متمرکز باشد به معنی اینکه بهره آنتن زیاد باشد و گیرنده نسبت به سیگنالهای ضعیف حساس باشد.
در عمل برد محاسبه شده از یک چنین معادله ای شاید به نصف هم نرسد! علت آن است که پارامترها و تضعیفات بسیاری بر سر سیگنال منتشر شده قرار خواهند گرفت کـه مقـدار بسیاری از توان ارسالی را تلف خواهد کرد و ما در ادامه به این پارامترهاو پارامترهـای ارائه شده در فرمول فوق می پردازیم تا به یک مقدار توان مناسب بـرای ۰۵۱ کیلـومتر برای رادار موردنظر برسیم.
البته اگر تمام پارامترهای موثر در برد رادار معین بودند ، پیش بینی دقیـق از عملکـرد رادار امکان پذیر بود ولی در واقع اکثر این مقادیر دارای ماهیت آماری می باشند و ایـن کار را برای یک طراح رادار بسیار سخت می کند. پس به ناچار همیشه یک مصالحه بین آنچه که انسان می خواهد و آنچه عملا با کوشش معقول می توان بدست آورد لازم اسـت، که این مطلب به طور کامل در طول این فصل حس خواهد
فرم در حال بارگذاری ...
[سه شنبه 1399-07-01] [ 02:22:00 ق.ظ ]
|