per
دانشگاه جامع امام حسین (ع)
رادار
2345-4024
2345-4032
2020-02-20
7
2
1
14
205418
Original Article
تحلیل دقت ناوبری تلفیقی INS/GNSS در مسیر مستقیم و با سرعت ثابت برای کاربرد رادار دهانه مصنوعی هواپایه
Accuracy Analysis of INS/GNSS Integrated Navigation on a Straight Path with Constant Velocity for Airborne Synthetic Aperture Radar Application
هادی مکارم
hmakarem@mech.sharif.ir
1
وحید چراغی محمودآبادی
vahid_cheraghi@yahoo.com
2
استادیار، پژوهشگاه فضایی ایران، پژوهشکده مکانیک شیراز، ایران
دانشجوی دکتری، پژوهشگاه فضایی ایران، پژوهشکده مکانیک شیراز، ایران
تعیین موقعیت آنتن در سامانههای رادار دهانه مصنوعی بسیار حائز اهمیت است و لازم است در طراحی زیرسامانه ناوبری آن، منابع مختلف خطا و نقش آنها در دقت نتایج ناوبری مورد توجه قرار گیرد. با توجه به رفتار خطاهای ناوبری اینرسی و ناوبری ماهوارهای، تلفیق داده حسگرهای اینرسی با سامانههای موقعیتیابی ماهوارهای، روشی متداول برای دستیابی به نتایج ناوبری با دقت بالا است. با این وجود، ملاحظات رادار دهانه مصنوعی استفاده از نتایج ناوبری تلفیقی را در بازه تصویربرداری با مشکل مواجه میکند. بنابراین، در بازه تصویربرداری فقط از نتایج ناوبری اینرسی استفاده میشود و نتایج ناوبری تلفیقی تنها به عنوان شرایط اولیه برای آن در نظر گرفته میشود. تخمین دقت این شرایط اولیه و پیشبینی رشد خطای ناوبری اینرسی ناشی از آن، در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به اینکه فیلتر کالمن توسعه یافته پرکاربردترین ابزار برای تلفیق حسگرهای اینرسی و دادههای ماهواره است، درایههای ماتریس کوواریانس حالت آن بیانگر دقت نتایج ناوبری تلفیقی خواهد بود. در این پژوهش برای سناریوی پروازی رادار دهانه مصنوعی که مسیر نامی آن یک مسیر مستقیم با سرعت ثابت است، ماتریس کوواریانس حالت در شرایط پایا و نیز بعد از قطع شدن داده ماهواره بهصورت تحلیلی محاسبه و درستی آن به کمک شبیهسازی بررسی شده است. به طور مشخص دقت تخمین موقعیت، سرعت و زوایای جهتگیری آنتن بر حسب سطح نویز حسگرهای اینرسی و دادههای ماهواره محاسبه شده است. نتایج بهدست آمده در این پژوهش میتواند در طراحی و یا انتخاب سامانه ناوبری مناسب برای کاربرد رادار دهانه مصنوعی مورد استفاده قرار گیرد.
Antenna positioning is very important in synthetic aperture radar systems and it is necessary in the design of a navigation subsystem to account for different sources of error and their effects on the accuracy of navigation results. According to the error behavior of inertial and satellite navigation systems, integration of inertial sensors with satellite positioning systems is a common method to achieve high accuracy navigation results. However, synthetic aperture radar considerations, lead to some problems in the utilization of integrated navigation results in the imaging period. Therefore, only the inertial navigation results are used in the imaging period, and integrated navigation results are used just as the initial conditions for the algorithm. This paper studies the estimation of these initial conditions and predicts the navigation error growth caused by them. Since the extended Kalman filter is the most common tool for the integration of inertial sensors and satellite data, the elements of the corresponding state covariance matrix represent the accuracy of integrated navigation results. In this study for a synthetic aperture radar flight scenario, in which the nominal path is a straight path with a constant velocity, the state covariance matrix is calculated analytically both in the steady-state conditions and after the GNSS data outage. These analytical results are verified with simulations. Specifically, the estimation accuracy of antenna position, velocity and attitude are calculated with respect to the noise level of inertial sensors and GNSS data. Results can be used in the design and/or selection of a proper navigation system in synthetic aperture radar applications.
https://radar.ihu.ac.ir/article_205418_332ab02e1f1c188d65a134bb11de1c75.pdf
سامانه ناوبری اینرسی
سامانه جهانی موقعیتیابی ماهوارهای
رادار دهانه مصنوعی
فیلتر کالمن
ماتریس کوواریانس
Inertial Navigation System (INS)
Global Navigation Satellite System (GNSS)
Synthetic Aperture Radar (SAR)
Kalman Filter
Covariance Matrix
per
دانشگاه جامع امام حسین (ع)
رادار
2345-4024
2345-4032
2020-02-20
7
2
15
23
205419
Original Article
انتخاب گره های مناسب شرکت در مکان یابی مشارکتی با هدف کاهش حجم محاسباتی در یک شبکه توزیع شده
Node Selection in a Cooperating Position Finding Distributed System Concerning the Computational Complexity Reduction
نفیسه گلی حقیقی
golihaghighi@shirazu.ac.ir
1
مهرزاد بیغش
biguesh@sharif.edu
2
دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه شیراز، ایران
استاد، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه شیراز، ایران
در مکانیابی مشارکتی از اطلاعات تمامی گرههای شبکه در تخمین مکان گرههای مجهول استفاده میشود. بنابراین، در یک شبکه متراکم حجم اطلاعاتی که باید پردازش شود بسیار بالا خواهد بود. از اینرو، در این مقاله الگوریتمی جهت انتخاب چند گره از بین تمامی گرههای موجود برای مشارکت در تخمین مکان گره هدف ارائه شده است که این کار حجم محاسبات را بسیار کاهش میدهد. فرض بر این است که تخمین مکان گره هدف بر اساس اندازهگیری فاصله گره هدف تا سایر گرهها و با در اختیار داشتن اطلاعاتی که سایر گرهها از مکان خود به اشتراک میگذارند انجام میشود. بر این اساس معیاری که به منظور انتخاب گرههای شرکت کننده در مکانیابی گره هدف در نظر گرفته میشود با توجه به کران کرامر رائو بهدستآمده و دقت فاصلههای اندازهگیری شده بین گرهها، موقعیت نسبی گرهها و نیز میزان عدم اطمینان در اطلاعاتی که گرهها از مکان خود در اختیار دارند را در نظر میگیرد و میتوان آن را به سرعت محاسبه کرد. الگوریتمی که در این مقاله پیشنهاد شده است گرچه حجم محاسباتی را در یک شبکه با تراکم بالا بسیار کاهش میدهد ولی با توجه به نتایج شبیهسازیهای انجام گرفته عملکرد آن نزدیک به حالتی است که از اطلاعات تمامی گرههای همسایه در مکانیابی استفاده شود.
Cooperative positioning utilizes information received from all the nodes in a network to estimate the position of a target node. This requires high amount of data exchange and data processing in high density networks. This paper proposes a low computational complexity algorithm to select a number of nodes among all possible nodes to cooperate in position finding. Position of nodes are estimated using both the distances between the target node and its cooperated nodes and also the information shared by these nodes. The nodes selection algorithm is proposed according to the Cramer-Rao Lower Bound, which considers the precision of distance measurements, the geometry of nodes and the uncertainty in the information shared by nodes. This fast computing algorithm reduces required computations without significantly decreasing the position estimation performance.
https://radar.ihu.ac.ir/article_205419_69ec19d8e1e195506d7936690d38ebea.pdf
مکان یابی
مشارکتی
انتخاب گره
شبکه توزیع شده
Position Finding
Cooperative
Node Selection
Distributed Networks
per
دانشگاه جامع امام حسین (ع)
رادار
2345-4024
2345-4032
2020-02-20
7
2
25
37
205420
Original Article
طراحی یک عدسی مسطح پهن باند و بهکارگیری آن در بازسازی سطح مقطع راداری میدان نزدیک
Design and Implementation of a Wideband Flat Lens in Near Field RADAR Cross Section Reconstruction
ایمان اکبری
iman.akbari73@gmail.com
1
جلیل راشد محصل
jrashed@ut.ac.ir
2
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده برق، دانشگاه تهران، ایران
استاد، دانشکده برق، دانشگاه تهران، ایران
تخمین سطح مقطع راداری RCS)) با استفاده از روشهای میدان نزدیک بهعلت کمکردن هزینه اندازهگیری اهمیت زیادی دارد. این تحقیق به دنبال پیادهسازی سامانه بازسازی RCS با استفاده از تصویربرداری میدان نزدیک، با حجم پردازشی پایین، در محیط آزمایشگاه است. بهاین منظور یک عدسی فراسطح با ابعاد cm ۱۰×۱۰ در باند فرکانسی GHz ۱۲-۱۰ طراحی و بهکار گرفته شده و توانسته است پهنای پرتو آنتن استفاده شده را به کمتر از نصف برساند. بازدهی روزنه و پهنای باند dB 1- برای عدسی به ترتیب ۳۲٪ و ۷٪ بهدست آمده است. سپس با استفاده از عدسی، RCS یک جسم فرضی با روش تصویربرداری میدان نزدیک، با حذف مرحله استخراج تصویر از میدانهای دریافتی و فقط با استفاده مستقیم از میدانهای دریافتی، بازسازیشده و با RCS دقیق مقایسه شده است. نتایج نشاندهنده بهبود RCS محاسبه شده علاوه بر کاهش حجم پردازشی (با حذف مرحله بازسازی تصویر) و همچنین کاهش فاصله اندازهگیری است.
Estimating RCS by near field methods has achieved great significance because of noticeable cost reductions. In this research we pursue RCS reconstruction by near field imaging with small processing load in laboratory conditions. A 10×10 cm meta surface lens in the 10-12 GHz frequency is designed and simulated for estimation of RCS, using near field imaging method which obtains the aperture efficiency and -1dB bandwidth of 32% and 7% respectively. This microwave lens is able to reduce the beam width by half. In this method, we ignore the image reconstruction step and use the obtained fields directly on a plane to estimate the RCS, causing a reduction in the volume of processing. The results show improvement in the estimated RCS, in addition to reducing the experiment distance, thus ensuring the possibility of implementation in the laboratory.
https://radar.ihu.ac.ir/article_205420_d6550764809ccc3202187e253f0c2653.pdf
سطح مقطع راداری
تصویربرداری میدان نزدیک
عدسی پهن باند مایکروویو
فرا سطوح
Near Field Imaging
Radar cross section
Microwave Lens
Meta surface
per
دانشگاه جامع امام حسین (ع)
رادار
2345-4024
2345-4032
2020-02-20
7
2
39
46
205421
Original Article
شبیه سازی و ساخت نوسان ساز با نویز فاز کم باند S مایکروویو مبتنی بر تشدیدگر موجبر مجتمع در زیرلایه به شکل پنج وجهی
Simulation and Fabrication of Microwave S-Band Low-Phase Noise Oscillator Using Pentagonal Shaped Substrate Integrated Waveguide (SIW) Resonator
الیاس کریمی درمیان
elyaskarimidarmiyan@yahoo.com
1
عباس علی قنبری
alighanbari@shirazu.ac.ir
2
دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه الکترونیک و مخابرات ، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر ، دانشگاه شیراز ، شیراز ، ایران
دانشیار، گروه مخابرات و الکترونیک، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران
در این مقاله یک نوسانساز با نویزفاز کم در باندS میکروویو مبتنی بر فناوری موجبر مجتمع در زیرلایه ارائه شده است. رزوناتور موجبر مجتمع در زیرلایه استفاده شده بهشکل پنج وجهی منتظم اختیار شده و از ضریب کیفیت مناسبی برخوردار است. تاکنون این شکل از تشدیدگر موجبر مجتمع در زیرلایه در تحقیقات گذشته ارائه نشده است. تشدیدگر مورد نظر در نرمافزار HFSS و با زیرلایه RO4003 با ضخامت mil 20 شبیهسازی گردیده و ضریب کیفیت بار شده حدود 72 بهدست آمده است. شبیهسازی نوسانساز در نرمافزار ADS انجام گرفته و نتایج ساخت نوسانساز نشان دهنده نویزفاز بهتر از dBc/Hz140- در انحراف فرکانسیMHz 1 میباشد. فرکانس نوسان GHz 16/3 با توان خروجیdBm 1/9 و هارمونیک کمتر از dBc 40- است. نوسانساز ساخته شده برای کاربردهایفرکانس بالا و قیمتپایین مناسب است.
In this article, a low-phase noise microwave S-Band oscillator using a pentagonal shaped SIW resonator is presented. The resonator is designed on a 20 mil RO4003 substrate and is simulated in Ansys HFSS. The loaded quality factor of the resonator is obtained to be 72. The oscillator is simulated and designed using Agilent ADS. Our measurement results show that the phase noise is better than – 140 dBc/Hz at 1MHz frequency deviation. The oscillation frequency is 3.16 GHz, the output power is 9.1 dBm, and the harmonic rejection is better than 40 dBc. The fabricated oscillator is suitable for low-cost high-frequency systems.
https://radar.ihu.ac.ir/article_205421_4f0eb2c702babb5565cdc5afb06ee5c1.pdf
نوسانساز با نویز فاز کم
تشدیدگر با ضریب کیفیت بالا
موجبر مجتمع در زیرلایه (SIW)
Low-Phase Noise Oscillator
High-Quality-Factor Resonator
Substrate Integrated Waveguide
per
دانشگاه جامع امام حسین (ع)
رادار
2345-4024
2345-4032
2020-02-20
7
2
47
57
205422
Original Article
ارائه یک دیپلکسر مایکروویوی بسیار کوچک با استفاده از موجبرهای مجتمع شده در زیر لایه مبتنیبر ساختارهای چپگرد-راستگرد
Miniaturized Half-Mode Substrate Integrated Waveguide Diplexer based on FCSRR Unit-Cell
مصطفی دانائیان
danaeian@vru.ac.ir
1
استادیار، گروه مهندسی برق، دانشگاه ولیعصر(عج) رفسنجان، رفسنجان، ایران
در این مقاله، یک دیپلکسر مایکروویوی با ابعاد بسیار کوچک با استفاده از ساختارهای موجبری مجتمع شده در زیر لایهو بر پایه ساختارهای فراماده برای کاربردهای WLANو WiMAX ارائه شده است. دیپلکسر پیشنهادی با ترکیب دو فیلتر میانگذر که در باندهای فرکانسی مربوط به فرستندگی و گیرندگی آنتن کار میکنند، طراحی شده است. اساس کار دیپلکسر پیشنهادی بر پایه روش مد میرا شوندهبنا نهاده شده است. به منظور کاهش ابعاد ساختار پیشنهادی، در طراحی فیلترهای استفاده شده در دیپلکسر، از موجبرهای مجتمع شده در زیر لایه نصف شدهاستفاده شده است. برای کاهش بیشتر ابعاد دیپلکسر طراحی شده، از ساختارهای چپگرد-راستگرد استفاده شده است. زمانی که موجبر زیر فرکانس قطع خود کار میکند، ε ساختار منفی میشود بنابراین ثابت انتشار (k) در فرکانسهای زیر فرکانس قطع موجبر یک عدد موهومی خواهد شد که در این صورت از انتشار موج جلوگیری میشود. از اینرو، به این حالت مد میرا شونده یا مد محو شونده گفته میشود. از آنجایی که مکمل حلقههای تشدیدی شکافدار فرکتال اساساً مانند یک دوقطبی الکتریکی عمل میکنند، بنابراین، قادر خواهند بود در یک محدوه فرکانسی محدود ε منفی تولید نمایند. حال چنانچه از FCSRRها در ساختارهای موجبری مجتمعشده در زیر لایه و در زیر فرکانس قطع آنها استفاده شود، FCSRRها توانایی آن را دارند که در یک محدوه فرکانسی محدود علامت ε اصلی ساختار را معکوس کنند. بر همین اساس با حک کردن FCSRRها روی سطح موجبر، ε منفی اصلی ساختار در زیر فرکانس قطع موجبر به ε مثبت تبدیل خواهد شد. بنابراین، انتشار موج جلو رونده خواهیم داشت. بر همین اساس و بر پایه روش مد میرا شونده، یک دیپلکسر مایکروویوی در فرکانسهای GHz 4/2 و GHz 5/3 طراحی شده است. ابعاد دیپلکسر پیشنهاد شده برابر gλ 09/0 × gλ 30/0 است. دیپلکسر پیشنهادی دارای خصوصیاتی همچون ابعاد بسیار کوچک، تلفات بسیار کم، ایزولاسیون مناسب و طراحی آسان میباشد.
In this paper a miniaturized diplexer for WLAN and WiMAX applications is presented, based on half-mode substrate integrated waveguide (HMSIW) technology by loading a novel metamaterial unit-cell. The proposed metamaterial unit-cells are called fractal open complementary split-ring resonators (FCSRRs). The proposed FCSRRs behave as electric dipoles if appropriately stimulated, and are able to generate a forward-wave passband region below the cutoff frequency of the waveguide structure. The electrical size of the proposed FCSRRs unit-cell is smaller than the conventional CSRRs unit-cell. Therefore, the FCSRR unit-cell is a good candidate to miniaturize the SIW structure. The proposed diplexer has been designed by cascading two bandpass filters with different center frequencies. The HMSIW bandpass filters are implemented by etching two FCSRR unit-cells with different sizes. The design procedure is based on the theory of evanescent mode propagation in which the FCSRR unit-cells behave as electric dipoles. A forward-wave passband below the intrinsic cutoff frequency of the HMSIW structure has been achieved by loading the FCSRR unit-cells on the metal surface of the HMSIW structure. This proposed diplexer displays high selectivity and compact size by using sub-wavelength resonators. The designed diplexer has been fabricated and experimental verifications have been provided. The measured results are in a good agreement with the simulated ones. The total size of the proposed diplexer is about 0.30 λg × 0.09 λg. The proposed diplexer shows significant advantages in terms of size reduction, low loss, high selectivity, high Q-factor, easy bandpass frequency shifting, easy fabrication and easy integration with other planar microwave circuits.
https://radar.ihu.ac.ir/article_205422_8f3688f39acf718badbc6a78548278b8.pdf
دیپلکسر مایکروویوی
موجبرهای مجتمع شده در زیرلایه
ساختارهای فراماده
مکمل رینگهای رزونانسی شکافدار فرکتال
تکنیک مد میرا شونده
ابعاد کوچک
half-mode substrate integrated waveguide (HMSIW)
electric dipoles
evanescent-mode
fractal complementary split-ring resonators (FCSRRs)
bandpass filter
microwave diplexer
miniaturization
per
دانشگاه جامع امام حسین (ع)
رادار
2345-4024
2345-4032
2020-02-20
7
2
59
65
205423
Original Article
نقش ساختار فعالسازی مشدد بر اصلاح نویز فاز نوسانساز
The Role of the Activating Structure of Resonators on the Oscillator Phase Noise Correction
زهرا سلطانی
soltani.n87@gmail.com
1
شهروز اسدی
sh_asadi@sbu.ac.ir
2
دانشجوی دکتری، دانشکده برق شهید بهشتی، تهران، ایران
استادیار، دانشکده برق شهید بهشتی، تهران، ایران
اهمیت کاهش نویز فاز نوسانساز در اکثر تجهیزات رادیویی از جمله سامانههای ارتباطی، حسگرهای رادیویی و رادار، منجر به ارائه راهکارهایی شده است که یکی از آنها فعالسازی مشدد در ساختار نوسانساز است. در این مقاله با ارائه و تحلیل ایکس نمونه نشان داده شده است که فعالسازی مشدد در همه موارد منجر به اصلاح نویز فاز نمیشود و بستگی به مدل مشدد و جایگاه آن در نوسانساز دارد. همچنین نشان داده شده است که طراحی نوسانسازها با بهرهگیری از حلقه بازخورد فعال اضافه همواره در کاهش نویز فاز موثر نمیباشد. مشددهایی که مقاومت معادل آنها در مسیر حلقه نوسانساز قرار دارند، بهمنظور دستیابی به نویز فاز مطلوب نیازی به حلقه فعال مشدد نداشته و تلفات بهصورت کامل توسط تنها تقویت کننده مدار که نقش نوسان مدار را نیز بر عهده دارد، جبران میگردد. بهمنظور مقایسه دو ساختار نوسانساز با مشددهای RLC سری و همچنین مشدد RLC با وجود مقاومت موازی با خازن بررسی گردیدهاند که در حالت اول با وجود حلقههای بازخورد فعال مشدد نویز فاز تغییر نکرد و در حالت دوم نویز فاز به اندازه dB18 کاهش یافت.
The importance of reducing the oscillator phase noise in most radio equipment, including communication systems, radio sensors and radar, has led to many solutions, one of which is the activation of resonator in the oscillator structure. In this paper, by presentation and analysis of x cases it is shown that the correction of the phase noise by activation of the resonator depends on the model of the resonator and its position in the oscillator and does not happen in all cases. It is also, shown that designing oscillators using extra active feedback loop is not always effective in reducing phase noise. Resonators whose equivalent resistance is in the path of the oscillator loop, do not require an extra active feedback loop in order to obtain the desired phase noise, and the losses are fully compensated by the amplifier which also plays the circuit oscillation role. Two oscillator structures; a series RLC resonator and an RLC resonator with resistor in parallel to capacitor, are compared and the results show that the phase noise is not changed by the extra active feedback loop in the first case but it is decreased by 18 dB in the second one.
https://radar.ihu.ac.ir/article_205423_e3032e9e15c7fdc50960786a25955568.pdf
تلفات مشدد
حلقه بازخورد فعال
نویز فاز
نوسانساز
Resonator Losses
Active Feedback Loop
Phase Noise
Oscillator
per
دانشگاه جامع امام حسین (ع)
رادار
2345-4024
2345-4032
2020-02-20
7
2
67
75
205424
Original Article
جهتیابی سیگنالهای راداری پهن باند با زوج آنتن چرخان
Direction Finding of Wideband Radar Signals with Two Rotating Antennas
علی احمدی
alieahmadi@ihu.ac.ir
1
مجید اخوت
mokhovvat@ihu.ac.ir
2
کریم محمدپوراقدم
kaghdam@ut.ac.ir
3
دانشجوی دکتری، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران
دانشیار، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران
استادیار، دانشگاه تهران، تهران، ایران
کشف و جهتیابی سیگنال رادارهای پهن باند (LPI)، یک چالش جدی در حوزه پردازش سیگنال است. رادارهای جدید، میتوانند پارامترهای سیگنال ارسالی خود را از یک پالس به پالس دیگر تغییر دهند و سیگنال خود را در حوزه زمان یا فرکانس گسترش دهند. درگذشته جهتیابهای راداری، با پهنای باند کم طراحی میشدند تا به حساسیت بیشتر و برد بلندتر دست پیدا کنند. افزایش پهنای باند در این جهتیابها باعث کاهش SNR و احتمال کشف رادارها میگردد. در این مقاله، برای جهتیابی سیگنال پهن باند یک طرح برای افزایش احتمال کشف و استخراج جهت ورود سیگنال را ارائه میکنیم. در این طرح از دو آنتن جهتی استفاده میشود که سیگنال دریافتی توسط یک آنتن بهعنوان مرجع و فیلتر منطبق برای کانال دیگر عمل میکند تا بهره پردازش مناسبی به دست آید. در این روش برخلاف روالهای مرسوم، نیازی به دانستن مشخصات سیگنال ارسالی توسط رادار نیست و حتی میتوان رادارهای شبه نویز و طیف گسترده را نیز کشف و جهتیابی کرد. در این طرح ازنظر تئوری، محدودیتی برای پهنای باند سیگنال دریافتی وجود ندارد. در این مقاله از دو آنتن چرخان و محاسبه حداکثر همبستگی متقابل دو سیگنال دریافتی برای جهتیابی استفاده میشود و نتایج حاصل از آن، با چند روش مشابه دیگر مقایسه میگردد. تخمین زاویه ورود سیگنال رادار از اندازهگیری زاویه وقوع حداکثر همبستگی، در چرخش یک دور کامل دو آنتن جهتی چرخان حاصل میشود. با این روش پردازشی بهبود بهره بالغبر dB 25 در کشف و آشکارسازی سیگنال رادارهای LPI نیز قابلدسترس خواهد بود.
Detection and direction of arrival (DOA) estimation is a signal processing challenge for wideband signals like LPI radar signals. Modern radars change theirs signal waveforms from pulse to pulse and distribute the signal in the time or frequency domain. Traditional direction finders usually use a narrowband channel to maximize sensitivity and detection range. Increasing the signal bandwidth decreases the SNR and the probability of intercept (POI). In this paper we proposed a new method for the direction finding of LPI radars, which increases the POI. In the proposed method we used two rotating antennas, one antenna used as a matched filter to the other one, in order to increase the processing gain. The proposed method despite traditional direction-finding methods, is able to detect and analyze pseudo noise and spread spectrum radar signals, without any theoretical limitation on signal frequency bandwidth. In this paper we used two antennas and proposed a new method with cross correlation technic for direction finding such as the method used in Monopulse tracking radars and compared it with other methods. Simulations shows good detection specifications for low SNR and we could reach about 25dB processing gain in wideband radar signals like LPI Radars or LFM Modulated radar signals.
https://radar.ihu.ac.ir/article_205424_029141fca2b5777da477e5f864caeded.pdf
جهتیابی
سیگنال راداری پهن باند
رادار با احتمال شنود پایین
جهتیاب تکپالس
همبستگی متقابل
Direction finding
Wideband Radar Signals
LPI Radars
MonoPulse Direction Finding
Cross Correlation
per
دانشگاه جامع امام حسین (ع)
رادار
2345-4024
2345-4032
2020-02-20
7
2
77
87
205425
Original Article
تأثیر انواع اندازهگیریها و چینش حسگرها در مکانیابی هدف با پردازش سیگنالهای مراقبت در رادار غیرفعال چند فرستنده و چند گیرنده
Investigating the Influence of Various Measurements and Sensor Arrangements on Target Location Estimation by Processing the Surveillance Signals in Multi-Transmitter Multi-Receiver Passive Radar
سعید فولادی تالاری
s.fooladi@ee.kntu.ac.ir
1
کمال محامدپور
kmpour@kntu.ac.ir
2
دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی تهران، ایران
استاد، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی تهران، ایران
مکانیابی اهداف بهوسیله رادار غیرفعال یکی از زمینههای پرکاربرد در تحقیقات نظامی و تجاری است. در این مقاله سناریو پردازش سیگنالهای مراقبت تنها در رادار غیرفعال چند فرستنده و چند گیرنده را بررسی میکنیم. این سناریوها شامل پردازش متمرکز سیگنالهای بازتاب دریافتی در حسگر مرکزی و پردازش غیرمتمرکز سیگنالهای بازتاب در حسگرهای گیرنده است. انواع اندازهگیریهای ممکن شامل Time Difference of Arrival (TDOA)، Gain Ratio of Arrival (GROA)،Angle of Arrival (AOA) و ترکیبهایشان تحت سناریوهای مختلف ارائه شده است. باند پایین Cramer Rao برای خطای تخمین مکان هدف با این اندازهگیریها برای سناریوهای پردازش متمرکز سیگنالهای مراقبت بهمنظور محاسبه اندازهگیریهای TDOA و GROA و پردازش غیرمتمرکز سیگنالهای مراقبت بهمنظور محاسبه اندازهگیریهای AOA را ارائه شده است. تأثیر سناریوهای متفاوت پردازش سیگنال و انواع اندازهگیریها بر کارآیی تخمین مکان هدف بهوسیله CRLB بررسی شده است. همانطور که در نتایج شبیهسازی نشان داده شده است، استفاده توأم از اندازهگیریها همواره کارآیی بهتر از استفاده تنهای آنها دارد و قرار دادن حسگرهای گیرنده در فواصل دور کارآیی را بسیار زیاد بهبود میبخشد.
Passive radar research has many applications in military and commercial fields. In this paper, we investigate the scenarios of surveillance signal processing in multi-transmitter and multi-receiver passive radar. These scenarios include centralized processing of the received signals reflected from the target at the central sensor and decentralized processing of the reflected signals at the receiving sensors. Different types of possible measurements including time difference of arrival (TDOA), gain ratio of arrival (GROA), angle of arrival (AOA), and their combinations are presented under different scenarios. To calculate TDOA and GROA measurements, the centralized processing and for calculation of AOA measurements, the decentralized processing of surveillance signals are performed. The impact of different signal processing scenarios and types of measurements on the efficiency of target location estimation has been investigated by the CRLB. As shown in the simulation results, the combined use of the measurements is always better than their individual employment and, the far-field placement of receiving sensors, significantly improves the efficiency.
https://radar.ihu.ac.ir/article_205425_96c63df9a20a060cfaabfae0d3da3896.pdf
رادار غیرفعال
رادار چند فرستنده چند گیرنده
مکانیابی هدف
پردازش سیگنالهای بازتاب
باند پایین Cramer Rao
MIMO Passive Radar
Multi transmitter multi receiver radar
Target Localization
Surveillance signals processing
Cramer Rao Lower bound
per
دانشگاه جامع امام حسین (ع)
رادار
2345-4024
2345-4032
2020-02-20
7
2
89
95
205426
Original Article
تاثیر فرکانس و شکل موج تحریک جریان متناوب بر آنتن پلاسمایی تک قطبی U شکل
The Effect of Frequency and Waveform of AC Excitation on U-Shaped Monopole Plasma Antenna
مجید توحیدلو
m.tohidlo1375@sru.ac.ir
1
سید محمد هاشمی
sm.hashemi@sru.ac.ir
2
فاطمه صادقیکیا
sadeghi_kia@ari.ac.ir
3
کارشناسی، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران
استادیار، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران
استادیار، پژوهشگاه هوافضا، تهران، ایران
امروزه فنآوری پلاسما، کاربردهای قابل توجهی در صنایع مختلف از جمله مخابرات یافته است. حد یونیزاسیون بالای پلاسما سبب شده که بتوان از آن بهعنوان یک رسانای خوب و بهعنوان جایگزینی برای فلز در ساختارهای فرکانس بالا استفاده کرد. در سالهای اخیر توجه جوامع علمی و بهخصوص مراکز فضایی و نظامی به محیط پلاسما برای طراحی ساختارهای آنتن قابل پیکربندی مجدد، موجبرها و سطوح فرکانس گزین (FSS) افزایش یافته است. دلیل این موضوع مشخصات ویژه محیط پلاسما بوده که با استفاده از آن میتوان کنترل و انطباقپذیری را بر ساختارهای مختلف پیادهسازی کرد. تأثیر استفاده از پلاسما در آنتنها عبارت است از: بهبود حساسیت و جهتدهی، قابلیت پنهانسازی و سطح مقطع راداری کم، تنظیم جهت الگوی تشعشعی، حل مشکل تزویج و تداخل آنتنهای آرایهای، تغییر فرکانس کاری. ایجاد پلاسما روشهای مختلفی دارد که عبارتاند از: تحریک با جریان مستقیم، جریان متناوب، موج سطحی. هدف از این پژوهش، مطالعه و بررسی اثر تحریک جریان متناوب پلاسما با فرکانس و شکل موجهای مختلف بر پارامترهای آنتن پلاسمایی تکقطبی U شکل از جمله: تطبیق، فرکانسهای تشدید و پهنایباند میباشد. این نوع از تحریک علاوه بر قابلیت مصرف توان بسیار کمتر، موجب افزایش فرکانس کاری آنتن تکقطبی U شکل مورد آزمایش تا حد 2 گیگاهرتز و پهنای باند آن میشود. سیگنالهای ارسالی یا دریافتی از آنتن توسط یک کوپلر خازنی به آنتن پلاسمایی اعمال یا از آن دریافت میشوند. همچنین با تغییر فرکانس و شکل موج جریان تحریک(مربعی، مثلثی، سینوسی) پلاسما نتایج مختلفی بر پارامترهای آنتن از جمله: بهبود تطبیق، شیفت فرکانس مرکزی و تغییر پهنای باند، مشاهده و اندازهگیری شده است.
Today, plasma technology has found significant applications in various industries including telecommunications. The high-ionization limit of plasma has made it a good conductor and a substitute for metal structures in high frequency. In recent years, the plasma environment for the design of reconfigurable antenna structures, waveguides, and frequency-selective surface (FSS) has received more attention by scientific societies, especially space and military centers. This is because of the specific characteristics of the plasma environment that can be used to control and adapt the antenna for different purpose. The effects of plasma usage on the antennas include: Improved sensitivity and Directivity, low Radar Cross Section (RCS), radiation pattern scaning, antenna array coupling and frequency tuning. Plasma can be created with many different ways: excitation with direct current, alternating current, surface wave driven. The purpose of this study was to investigate the effect of alternating current excitation with different frequency and waveform on U-shaped monopole plasma antenna parameters including: reflection coefficient, resonance frequencies and bandwidth. This type of excitation increases the operating frequency of the U-shaped antenna up to 2 GHz and its bandwidth in addition to its much lower power consumption. The signals sent or received from the antenna are applied to or received by a capacitive coupler to the plasma antenna. Also, by changing the frequency and waveform of excitation current (square, triangular, sinusoidal) of plasma, different results on antenna parameters were observed and measured, including: decrease reflection coefficient, central frequency shift and bandwidth change.
https://radar.ihu.ac.ir/article_205426_058ae2a0e3c6458d0ed7442b8659cd08.pdf
آنتن پلاسما تک قطبی U شکل
تحریک پلاسما با جریان متناوب
فرکانس متغیر
شکل موج مختلف
Monopole U-Sheped Plasma Antenna
Plasma AC Excitation
Variable Frequency
Different Waveform
per
دانشگاه جامع امام حسین (ع)
رادار
2345-4024
2345-4032
2020-02-20
7
2
99
109
205427
Original Article
تحلیل کارآیی چندی سازی بلوکی تطبیق پذیر در فشردهسازی دادههای خام رادار دهانه مصنوعی با استفاده از دادههای خام رادار بومی ISRCSAR و ارائه رویکرد گزینش نرخ تطبیقی
Performance Analysis of Block Adaptive Quantization in Synthetic Aperture Radar raw data compression by using practical SAR raw data and Representation of Adaptive Rate Selection
مجید حاتم
hatammajid@gmail.com
1
علیرضا لیاقت
liaghat.alireza@gmail.com
2
نجمه مردانه
najme.mardane71@gmail.com
3
مهدی حاتم
mahdihatam@gmail.com
4
استادیار، پژوهشکده مکانیک، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران
دانشجوی دکترا، پژوهشکده مکانیک، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران
کارشناسی ارشد، پژوهشکده مکانیک، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران
استادیار، پژوهشکده مکانیک، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران
رویکرد چندیسازی بلوکی تطبیق پذیر یا همان BAQ، یک رویکرد متداول جهت فشردهسازی دادههای خام رادار دهانه مصنوعی (سار) محسوب میشود. در سامانههای تصویربرداری راداری، به ویژه سار فضاپایه، به دلیل حجم بالای داده اخذ شده برای هر ناحیهی مورد تصویربرداری، ذخیرهسازی یا ارسال داده خام از طریق لینک داده چالش بزرگی به حساب میآید. لذا در این سامانهها با فشردهسازی داده خام، پهنای باند لینک داده یا حجم حافظه مورد نیاز برای ذخیرهسازی آن به صورت موثر کاهش مییابد. در مسیر توسعه دانش فنی سار فضاپایه در کشور، طراحی و به کارگیری الگوریتمهای فشرده سازی داده خام سار در پژوهشکده مکانیک توسعه یافته است. به منظور ارزیابی و تحلیل کارآیی این روشها، از داده خام عملی رادار ISRCSAR که در پژوهشکده مکانیک طراحی و ساخته شده، استفاده گردیده است. از مهمترین ایدههایی که در این مقاله بدان پرداخته میشود انتخاب نرخ بیت تطبیقی BAQ در فشردهسازی داده خام سار و همچنین اثر این گزینش نرخ بیت در کیفیت تصویر تشکیل شده توسط داده فشرده شده میباشد. جهت مقایسه تصاویر حاصله ناشی از نرخ بیتهای متفاوت BAQ، از معیار PSNR و ارزیابیهای بصری بر روی تصویر ناشی از داده خام غیر فشرده و داده خام فشرده شده استفاده گردیده است. نتایج این مقایسه کارآیی بالای رویکرد ارائه شده را نشان می دهد.
The Adaptive Block Quantization approach, or BAQ, is a common approach to compress synthetic aperture Radar raw data. Radar imaging systems, especially spaceborne SAR system, exploit large bandwidth and high sampling rate, resulting in a large bitstream to be handled. This leads to a major challenge due to the high volume of data obtained for each area being imaged, storing or sending raw data through a data link. Therefore, by using “raw data compression”, data link bandwidth and the needed memory capacity can be reduced effectively. In the course of developing the technical knowledge of spaceborne SAR systems in the country, the design and implementation of SAR raw data compression algorithms has been developed in the Institute of Mechanics. In order to evaluate and analyze the efficiency of these methods, the SAR raw data of a SAR system developed by the Institute of Mechanics were used. One of the most important issues discussed in this paper is the adaptive selection of the BAQ rate in the raw data compression as well as the effect of this bit rate selection on the quality of image which is formed by the compressed data. To compare the resulting images from different BAQ bit rates, the PSNR criterion and visual evaluations of the resulting images are used. The results of this comparison indicate the high performance of the proposed approach.
https://radar.ihu.ac.ir/article_205427_c964f621bdbf4a162e34db73846e747f.pdf
رادار دهانه مصنوعی
فشرده سازی
داده خام
چندی سازی بلوکی تطبیقپذیر
تشکیل تصویر سار
Synthetic aperture Radar
compression
Raw Data
Block Adaptive Quantization
image formation
per
دانشگاه جامع امام حسین (ع)
رادار
2345-4024
2345-4032
2020-02-20
7
2
111
118
205428
Original Article
تصویربرداری سهبعدی رادار دیوارگذر با استفاده از روش حسگری فشرده
Three Dimensional Through the Wall Radar Imaging Using Compressed Sensing
علیرضا صالحی برزگر
alireza.salehi66@gmail.com
1
احمد چلداوی
cheldavi@iust.ac.ir
2
دانشجوی دکترا، دانشکده برق، دانشگاه علم وصنعت، تهران، ایران
استاد، دانشکده برق، دانشگاه علم وصنعت، تهران، ایران
یکی از روشهای اصلی استخراج تصویر سهبعدی از اطلاعات دریافتی در رادارهای دیوارگذر، روش توموگرافی پراشی (DT) است. در این روش به خاطر تعداد زیاد اندازهگیری میدانهای دریافتی، زمان دریافت اطلاعات و استخراج تصویر قابلملاحظه است. روش حسگری فشرده (CS) برای کاهش اندازهگیریها و صرفهجویی زمانی دریافت اطلاعات در کاربردهای راداری مورد استفاده قرار میگیرد. شرط لازم برای اعمال این روش تنک بودن بردار هدف است. در این مقاله نشان میدهیم با استفاده از روش CS و تبدیل فوریه غیریکنواخت (NUFFT) سرعت اندازهگیری و پردازش روش DT بهطور قابلملاحظهای افزایش خواهد یافت. شبیهسازی و نتایج اندازهگیری اعتبار روش تصویربرداری را تأیید میکند.
In this paper, the compressive sensing (CS) method is used in the through the wall radar imaging (TWRI) to reduce the measurement points and data acquisition time, consequently. In fact, the large required amount of measurement points is considered as one of the main challenges in TWRI which can be mitigated by this proposed method. The diffraction tomography (DT) method is the most effeicient conventional method used in TWRI process. By exploiting the advantages of the CS and non uniform fast Fourier transform (NUFFT), the effectiveness and speediness of the DT method is significantly increased. Simulation and experiment results have verified the validity of the proposed imaging method.
https://radar.ihu.ac.ir/article_205428_b1133e28272402ee03eae7a280e97526.pdf
رادارهای دیوارگذر
توموگرافی پراشی
حسگری فشرده
تبدیل فوریه غیریکنواخت
through-the-wall radar imaging (TWRI)
diffraction tomography (DT)
Compressed Sensing (CS)
Nonuniform fast Fourier transform (NUFFT)
per
دانشگاه جامع امام حسین (ع)
رادار
2345-4024
2345-4032
2020-02-20
7
2
119
134
205429
Original Article
فریب موشک کروز ضدکشتی با استفاده از شناور سطحی بدونسرنشین مجهز به جمر راداری
Deception of an anti-ship cruise missile by an unmanned surface vehicle equipped with a radar jammer
روح اله هادی پور گودرزی
rhgoudarzi@mut.ac.ir
1
سید مهدی حسینی اندارگلی
smh_andargoli@nit.ac.ir
2
دانشجوی دکتری، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
استادیار، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
در این مقاله به ارایه مطالعات طراحی و شبیهسازی عملکرد سیستم جمر راداری مبتنی بر DRFM در یک شناور سطحی بدونسرنشین که بهعنوان دکوی فعال راداری برای محافظت ناو خودی در برابر موشک کروز ضدکشتی دارای سیکر رادیویی عمل میکند، پرداخته شدهاست. در این ساختار عملیاتی، فرض بر آن شد که برخی از مشخصات مهم سیگنالی تهدید، توسط سیستمهای ESM ناو بهموقع استخراج و از طریق لینک مخابراتی در اختیار جمر راداری در شناور بدونسرنشین قرار گیرد. جمر راداری با ضبط و تغییر سیگنالهای دریافتی از سیکر بههمراه مانورهای شناور سطحی بدونسرنشین که بهصورت از پیشبرنامهریزی شده و یا کنترل از راه دور انجام میشود، موشک را از اصابت به ناو خودی منحرف سازد. جدا کردن محل جمر از پلتفرم مورد حفاظت (ناو خودی) و نصب آن در یک شناور سطحی میتواند به اثربخشی بهتر عملیات فریب و کاهش ریسک اصابت موشک به ناو خودی از طریق انحراف موثرتر و فریب زاویهای موشک نیز بیانجامد بهنحوی که ناو خودی را بتوان از زاویه دید سیکر موشک خارج نمود. نتایج این تحقیق نشان میدهد که با درنظر داشتن محدودیتهای حجمی، وزنی، توانایی مانور و دریامانی شناور سطحی بدونسرنشین، تجهیز آن به جمر راداری برای فریب انواعی از موشکهای کروز ضدکشتی مجهز به سیکر رادیویی، میتواند اثربخش باشد.
In this study, the design, and simulation of a DRFM jammer system as an active radar decoy carried by an unmanned surface vessel (USV) for the protection of a ship from an anti-ship cruise missile equipped with radar seeker are presented. In this operational scenario, it is assumed that some critical parameters of the threat (missile radar) signals, are extracted by the ship ESM on time and is transmitted by a data link to the USV and jammer. By recording and altering the received signals of the threat in the radar jammer and pre-determined maneuvering schemes of the USV, the missile is prevented to hit the target. The result shows that separating the jammer location from the target ship and mounting it on USV, can increase the effectiveness of the warfare techniques and lowering the chances of the missile to hit the target ship through angle deception of an angle tracking radar antenna of the missile so that the target ship could be out of the missile field of view (FOV). In spite of the limitations of USV in volume, weight and maneuvering capability, outfitting the USV with a radar jammer can be effective for the deception of some kinds of anti-ship cruise missiles equipped with tracking radar.
https://radar.ihu.ac.ir/article_205429_6a274d1f93aa63013240b99552720848.pdf
جمر تکرارگر
فریب راداری
سیکر رادیویی
موشک کروز
شناور سطحی بدونسرنشین
Reapeater jammer
radar deception
radio seeker
cruise missile
unmanned surface vehicle