افزایش دقت ردگیری با جبران‌سازی تغییرات فرکانس داپلر در گیرنده نیمه‌فعال با استفاده از تخمین پارامتر‌های طیف سیگنال

نویسندگان

1 تربیت مدرس

2 دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

در سامانه‌های راداری موج پیوسته، کارآمدی گیرنده نیمه‌فعال تعقیب‌کننده در ردگیری هدف از اهمیت بالایی برخودار است. در حالتی که هدف و تعقیب‌کننده  نسبت به هم دارای سرعت متغییر  با زمان باشند، سیگنال دریافتی در گیرنده نیمه‌فعال تعقیب­کننده دارای داپلر متغییر با زمان خواهد بود. در این مقاله، ابتدا گیرنده نیمه‌فعال، در زمان شتاب­دار بودن هدف یا تعقیب‌کننده، تخمینی از پارامترهای سیگنال دریافتی را با استفاده از تبدیل کوتاه زمان- فرکانس به­دست می‌آورد سپس با استفاده از فیلتر منطبق با پارامترهای تخمین­زده­شده از سیگنال دریافتی، دقت زوایه‌ای ردگیری مونوپالس را مورد سنجش قرار می‌دهد. در نهایت با ارائه شبیه‌سازی‌های لازم، روش ارائه­شده با الگوریتم‌های مبتنی بر زاویه‌سنجی در محل بیشینه طیف سیگنال در سلول‌های تبدیل فوریه سریع و الگوریتم بهبود واریانس مبتنی بر متوسط طیف سیگنال مورد مقایسه قرار می‌گیرد. نتایج این شبیه‌سازی حاکی از آن است که الگوریتم فیلتر منطبق با تقریب پارامترهای سیگنال دریافتی، در مقایسه با سایر الگوریتم‌ها کارآیی قابل توجهی را ارائه می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

SNR Improvement in Semi-active Tracking Radar Using Signal Parameters Estimation

نویسندگان [English]

  • Kazem Heydari 1
  • Paeiz Azmi 2
  • Bijan Abbasi Arand 2
1
2
چکیده [English]

In  continuous  wave  (CW)  radar  systems,  the  efficiency  of  semi-active  chaser  receiver  in  the
tracking  of  target  is  of  paramount  importance.  In  a  situation  where  the  target  and  chaser  have
variable  speed  (accelerated  motion)  relative  to  one  another,  in  the  semi-active  chaser  receiver,
the received signal has time varying Doppler frequency shifts. In this paper, semi-active receiver
with  hierarchical  features  first  acquires  an  estimation  of  the  parameters  of  the  received  signal
using the short time-frequency transform (STFT) at the time of the acceleration of the target or
chaser. Then, mono-pulse angular tracking accuracy is tested using a matched filter based on the  
estimated  parameters  of  the  received  signal.  Eventually,  providing  the  required  simulation,  the
proposed method is compared with “maximum signal spectrum” and “average signal spectrum”
methods.  The  results  imply  that  the  matched  filter-based  algorithm  has  a  better  performance
than other algorithms.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Estimation
  • Short time-frequency transform
  • Doppler compensate
  • Match filter

مراجع

[1]G. M. Kirkpatric, “Development of a monopulse radar system,” IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 42, no. 2, pp. 807-818, Apr. 2009.##
[2]E. Mosca, “Angle estimation in amplitude comparison monopulse systems,” IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. AES-5, no. 2, pp. 205-212, 1969.##
[3]S. M. Sherman, “Monopulse Principle and Techniques,” Norwood, MA: Artech House, 1984.##
[4]W. D. Blair, and M. Brandt-pearce, “Statistical description of monopulse for tracking Rayleigh targets,” IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 34, no. 2, pp. 597-611, Apr. 1998.##
[5]W. D. Blair and M. Brandt-pearce, “Monopulse DOA estimation of two unresolved Rayleigh targets,” IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 37, no. 2, pp. 452-469, Apr. 2001.##
[6]A. Sinha, “Radar measurement extraction in presence of sea-surface multipath,” IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 32, no. 2, pp. 550-567, Apr. 2003.##
[7]R. O. Nielsen, “Accuracy of angle estimation with monopulse processing using two beams,” IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 37, no. 4, pp. 1419-1423, Oct. 2001.##
[8]U. Nickel, E. Chaumette, and P. Larzabal, “Statistical performance prediction of generalized monopulse estimation,” IEEE Aerospace and Electronic Magazine, vol. 47, no. 1, pp. 381-404, Jan. 2011.##
[9] R. O. Nielsen, “Accuracy of angle estimation with monopulse processing using two beams,” IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 37, no. 4, pp. 1419-1423, Oct. 2001.##
[10]E. Chaumette and P. Larzabal, “Monopulse-radar tracking of Swerling III-IV targets using multiple observations,” IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 44, no. 2, pp. 520-537, Apr. 2008.##
[11]J. Galy, “Joint detection estimation problem of monopulse angle measurement”. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 46, no. 1 pp. 397-412, Jan. 2010.##
[12]J. Z. Wang, S. Y. Su, and Z. P. Chen, “Parameter estimation of chirp signal under low SNR,” Sci. China Inf. Sci., 2015.##
[13]C. S. Pang, L. Liu, and T. Shan, “Time-frequency analysis method based on short-time fractional Fourier transform,” Acta Electron Sin, vol. 42, pp. 347-352, 2014.##
[14]C. S. Pang, “An accelerating target detection algorithm based on DPT and fractional Fourier transform,” Acta Electron Sin, vol. 40, pp. 184-188, 2012.##
[15]S. Peleg and B. Porat, “The Cram&-Rao lower bound for signals with constant amplitude and polynomial phase,” IEEE Trans. Signal Processing, vol. 39, pp. 749-752, Mar. 1991.##

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 25 اردیبهشت 1396
  • تاریخ بازنگری: 07 اسفند 1397
  • تاریخ پذیرش: 28 شهریور 1397

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار