Skip to main content
SUPERVISOR
سیدمحمود مدرس هاشمی (استاد راهنما) عباس شیخی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Nafise Janatian
نفیسه جنتیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386
Constant False Alarm Rate (CFAR) detection is an important concept in radar detection problems. CFAR processors are useful for detecting radar targets in background for which some parameters of the statistical distribution are not known and may be non stationary. The conventional method for producing CFAR property in radar is to set the detection threshold adaptively and equal to the scaled version of the noise power estimated by processing the resolution cells surrounding the cell under test to achieve the desired constant false alarm probability. Various algorithms have been proposed to keep the false alarm rate constant in different environmental conditions, such as the presence of interfering targets or clutter edge. These algorithms can be divided into single pulse CFAR detectors (one dimensional CFARs) and multiple pulse CFAR detectors (two dimensional CFARs). Multiple pulse CFAR detectors are detectors that use the samples of multiple pulses in each range cell for target detection. A conventional processing method in these detectors is to integrate the pulses incoherently and apply the one dimensional CFAR detector to the result. Although CFAR detection has been studied widely for monostatic radars, reviewing the publications in this field shows that it has not been considered seriously for MIMO radars. MIMO radar is defined broadly as a radar employing multiple transmitters and receivers and capable of jointly processing signals received at multiple receive antennas. MIMO radar may be configured with its antennas collocated or widely separated over an area. In this thesis, CFAR detection for MIMO radars with widely separated antennas in Gaussian noise is considered. After modeling the received data in a single pulse MIMO radar with widely separated antennas, some of the one dimensional CFAR detectors from Averaging and Ordered statistics families have been generalized in several ways for MIMO radars. Some of these methods are similar to those employed to generalize one dimensional CFAR detectors for processing multiple pulses in monostatic radars. Parameters of these generalized detectors have been found using mathematical analysis. Also, performance of these detectors has been evaluated by means of detection and false alarm probability calculation in homogeneous background and computer simulation results in nonhomogeneous background. Comparison of different detectors’ performances shows that two dimensional CFAR detectors used for processing multiple pulses in monostatic radars are not perfect for MIMO radars. Instead, the algorithms that estimate the total noise power by averaging the noise power estimations in MIMO radar’s different receivers have a better performance in most . In addition, it has been shown that proposed detectors which are Keywords Radar, MIMO radar, Detection, CFAR detection
آشکارسازی با نرخ ثابت هشدار کاذب (CFAR) یک مقوله ی بسیار مهم در مسایل آشکارسازی راداری است. پردازشگرهای CFAR برای آشکارسازی اهداف راداری در محیط هایی که پارامترهای آمارگان تداخل در آن ها نامعلوم و یا متغیرند مناسب هستند. روش مرسوم برای ایجاد خاصیت CFAR در رادار، تخمین توان تداخل محیط به کمک سلول های تفکیک مجاور سلول تحت آزمون و تعیین سطح آستانه ی آشکارسازی به طور وفقی و برابر ضریبی از این تخمین برای رسیدن به احتمال هشدار کاذب مورد نظر است. تا کنون الگوریتم های متعددی برای تثبیت نرخ هشدار کاذب در شرایط محیطی متفاوت از جمله در حضور اهداف تداخلی و یا لبه ی کلاتر در رادارهای تک آنتنه پیشنهاد شده اند. این الگوریتم ها را می توان در دو حوزه ی آشکارسازهای CFAR تک پالسی (تک بعدی) و آشکارسازهای CFAR چند پالسی (دو بعدی) مورد بررسی قرار داد. آشکارسازهای CFAR چند پالسی پردازشگرهایی هستند که در هر سلول فاصله از نمونه های چندین پالس دریافتی برای آشکارسازی استفاده می کنند. روش متداول پردازش در این آشکارسازها نیز انتگرال گیری ناهمدوس روی پالس ها و سپس اعمال آشکارساز CFAR تک پالسی بر نتیجه ی حاصل است. مرور تحقیقات انجام شده نشان می دهد که بر خلاف وسعت مطالعات در زمینه ی آشکارسازی CFAR در رادارهای تک آنتنه، این مسأله در رادارهای MIMO چندان مورد توجه نبوده و یک مقوله ی جدید است. رادارهای MIMO اغلب به صورت رادارهایی متشکل از چندین آنتن فرستنده وگیرنده تعریف می شوند که قابلیت پردازش هم زمان داده های به دست آمده در گیرنده های مختلف را دارند. این رادارها را می توان به دو گروه رادارهای MIMO با آنتن های مجاور و رادارهای MIMO با آنتن های دور از هم تقسیم بندی کرد. در این پایان نامه مسأله ی آشکارسازی CFAR را در رادارهای MIMO با آنتن های دور از هم و در حضور تداخل گوسی مورد بررسی قرار داده ایم. بدین منظور پس از مدل کردن داده های دریافتی در یک رادار MIMO تک پالسی با آنتن های دور از هم به صورت یک ماتریس، ساختار برخی از آشکارسازهای CFAR تک بعدی از دو خانواده ی پردازشگرهای میانگین گیر و پردازشگرهای مبتنی بر آمارگان مرتب شده را به روش های مختلفی برای استفاده در رادارهای MIMO تعمیم داده ایم که برخی از این روش ها مشابه روش های به کار رفته در تعمیم آشکارسازهای CFAR تک پالسی به چند پالسی در رادارهای تک آنتنه هستند. پارامترهای مربوط به این آشکارسازهای تعمیم یافته را با نوشتن روابط تحلیلی محاسبه کرده و عملکرد آن ها را در محیط همگن از طریق محاسبه ی احتمال هشدار کاذب و احتمال آشکارسازی و در محیط ناهمگن به کمک شبیه hy;سازی کامپیوتری مورد بررسی قرار داده ایم. مقایسه ی عملکرد این آشکارسازها نشان می دهد که آشکارسازهای CFAR دو بعدی که برای پردازش چند پالس در رادارهای تک آنتنه پیشنهاد شده اند، برای استفاده در رادارهای MIMO مناسب نیستند و در اغلب موارد روش هایی که میانگین تخمین های محاسبه شده برای توان نویز در گیرنده های مختلف را به عنوان تخمین نهایی توان تداخل به کار می گیرند، عملکرد بهتری در رادارهای MIMO دارند. کلمات کلیدی: رادار، رادار MIMO، آشکارسازی، آشکارسازی CFAR

ارتقاء امنیت وب با وف بومی