Skip to main content
SUPERVISOR
Mojtaba Beheshti,Seyed Mahmoud Modarres-Hashemi
مجتبی بهشتی (استاد مشاور) سیدمحمود مدرس هاشمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Masood Jalali
مسعود جلالی ندوشن

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Direct Data Domain Space-Time Adaptive Processing in Airborne Radar
: Due to platform motion in airborne radars, relative velocity of radar and ground is not zero, result in non-zero doppler shift of ground clutter. In the side-looking airborne phased array radars, there is a linear relation between normalized angle of arrival and normalized doppler frequency of ground clutter patchs. On the other hand, in GMTI mode ground clutter arrives from sidelobe region of the beampattern in wide range of angles. So clutter spectrum will be two dimensional and extends along a narrow ridge in angle-doppler plane. Therefore, conventional methods like beamforming and doppler processing are not efficient for clutter rejection, andjoint spatial and temporal processing methods like STAP are required. Clutter spectrum is basically a narrow ridge, therefore the narrow notch created by STAP filter can effectively mitigate the clutter and permit detection of small and slow targets that might otherwise be obscured by sidelobe clutter. STAP methods are devided into two kinds, including statistical and non-statistical. In this thesis after a review on statistical STAP methods, one of the most important non-statistical STAP approach called direct data domain (D 3 ) and its variants are described. It has the advantages of no secondary data and interference estimation requierment and the ability of discrete interference mitigation. Also, some disadvantagesare reduced degrees of freedom (DOF), weak homogenous interference mitigation capability and high sidelobe levels. In this thesis, a novel methodbased on a convex optimization framework isproposedtoreduce sidelobes of D 3 approach with integrated sidelobe level. Simulation results show better performance of proposed method than that forconventional D 3 method in sidelobe reduction of beampattern in all of ISL, PSL and half power beamwidth criteria. The other advantage of the proposed method is that it has deeper beampattern nullsin the direction of interferences. Also due to the unwanted shift of D 3 beampattern using CG method in low SNR values, a new method called LSMR is used to find adaptive weights in forward D 3 processor. Keywords: Airborne radar, Ground clutter, Space-Time Adaptive Processing , Direct data domain
در رادارهای هواپایه به دلیل حرکت سکو، سرعت نسبی زمین و رادار و در نتیجه شیفت داپلر کلاتر زمین صفر نیست. در رادارهای آرایه فازی هواپایه کنارنگر بین فرکانس داپلر و زاویه ورود نرمالیزه قطعات کلاتر زمین، رابطه خطی وجود دارد. از طرفی در صورت استفاده از این رادارها در مد GMTI، کلاتر زمین در محدوده وسیعی از زوایا از گلبرگ‌های فرعی الگوی پرتو وارد رادار می‌شود. بنابراین طیف کلاتر زمین دو بعدی شده و در راستای خطی در صفحه زاویه-داپلر قرار می‌گیرد. بنابراین روش‌های پردازش یک بعدی مرسوم مانند شکل‌دهی پرتو و پردازش داپلری به تنهایی قادر به حذف کلاتر نیستند و باید از روش‌های پردازش مشترک فضایی و زمانی مانند STAP استفاده شود. فیلتر STAP شکاف باریکی در راستای طیف دو بعدی کلاتر زمین ایجاد می‌کند. بنابراین کلاتر حذف شده و اهداف کند در باند عبور این فیلتر قرار می‌گیرند. روش‌های STAP به دو دسته آماری و غیر آماری تقسیم می‌شوند. در این پایان نامه پس از مروری بر روش‌های آماری، یکی از مهمترین روش‌های غیرآماری به نام روش حوزه داده مستقیم (D 3 ) و انواع آن بررسی شده است. این روش، مزایای متعددی نسبت به روش‌های آماری دارد. از جمله می‌توان به عدم نیاز به داده ثانویه و تخمین آمارگان تداخل، عملکرد خوب در محیط های ناهمگن و توانایی حذف تداخل گسسته اشاره کرد. برخی از معایب روش D 3 کاهش درجات آزادی، عملکرد بد در حذف تداخل همگن و گلبرگ‌های فرعی بالای الگوی پرتو است. برای حل معادله ماتریسی خطی روش D 3 مرسوم تا کنون از روش تکراری گرادیان مزدوج (CG) استفاده شده است. در این روش در SNR‌های پایین، الگوی پرتو جابجا شده و در راستای هدف بهره یک ایجاد نمی‌گردد. در این پایان نامه روشی تکراری برای حل مسأله D 3 پیشنهاد شده است که مستقل از مقدار SNR، الگوی پرتو مناسبی با بهره یک در راستای هدف ایجاد می‌کند.همچنین برای کمینه کردن گلبرگ‌های فرعی روش D 3 ، در این پایان نامهمسأله بهینه‌سازی محدبیطراحی شده و روشی تحلیلی برای حل آن ارائه شده است.هر چند این روش بر اساس معیار ISLگلبرگ‌های فرعی را کاهش می‌دهد ولی شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که گلبرگ‌های فرعی الگوی پرتو در آن با معیارهای پهنای پرتوی نیم توان و PSL نیز از روش D 3 مرسوم بهتر است. مزیت دیگر این روش ایجاد نول عمیق تر در محل تداخل است. کلمات کلیدی: رادار هواپایه، کلاتر زمین، پردازش وفقی فضا-زمان، حوزه داده مستقیم

ارتقاء امنیت وب با وف بومی