تخمین زاویه اهداف مبهم در رادار مونو پالس از طریق ایجاد مجموعه آنتن‌های متعدد با استفاده از یک آنتن اضافی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشگاه پدافند هوایی خاتم الانبیا، تهران، ایران

2 دانشیار ، دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی، تهران، ایران

3 استادیار، دانشگاه امام حسین (ع)، تهران ، ایران

چکیده

رادارهای مونو پالس مرسوم نمی‌توانند جهت دو هدف نزدیک به هم را که در یک سلول رزولوشن قرار دارند، با استفاده از نسبت مونو پالس تشخیص دهند. در این مقاله، سیگنال‌های مونو پالس مقایسه دامنه به‌صورت مجازی از سیگنال‌های دریافتی رادار مونو پالس مقایسه فاز تولید می‌شوند، سپس روشی برای تخمین زوایای دو هدف مبهم نزدیک به هم با استفاده از یک پالس دریافتی از چهار کانال مستقل ارائه می‌شود. اگر دو هدف دارای زاویه سمت یا ارتفاع یکسانی باشند، روش پیشنهادی نمی‌تواند زاویه‌های آن‌ها را تشخیص دهد، لذا، از یک آنتن اضافی برای تشخیص زوایای چنین اهدافی استفاده می‌شود. در این مطالعه، آرایه آنتن به چند مجموعه که با هم همپوشانی دارند تقسیم می‌شود تا جهت ورود اهداف را در دو مختصات متفاوت تشخیص دهند. ترکیب خروجی‌های مجموعه آنتن‌ها، عملکرد و دقت تخمین زاویه را بهبود می‌دهد. در ادامه تأثیر SNR، تفاوت زاویه بین اهداف و اختلاف‌فاز سیگنال‌های دو هدف متمایز بر دقت تخمین زاویه بررسی شده است. اثربخشی و کارایی روش پیشنهادی با مقایسه روابط و شبیه‌سازی‌های دقیق تأیید می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Angle Estimation of Unresolved Targets in Monopulse Radar via Creating Multiple Antenna Sets Using an Extra Antenna

نویسندگان [English]

  • Habib Rezaei 1
  • Mohammad Ali Sebt 2
  • NadAli Zarei 3
  • goudarz saadati moghadam 3
1 Assistant Professor, Khatam Al Anbia Air Defense University, Tehran, Iran
2 Associate Professor, K.N. Toosi University, Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Imam Hossein University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Conventional monopulse radar cannot detect the direction of two closely-spaced targets in one resolution cell by utilizing the monopulse ratio. In this study, virtual amplitude-comparison monopulse signals are generated from the received phase-comparison monopulse signals, then a solution for estimation of the angles of two unresolved targets using a single snapshot of four independent channels is presented. If both targets have the same azimuth or elevation angle, the proposed scheme cannot detect their angles; an additional antenna is required, to detect such targets' angles. In this study, the antenna array is divided into multiple overlapping sets, to detect the direction of two targets at generalized positions in two different coordinates. Combining the outputs from multiple antenna sets improves the angle estimation performance and accuracy. The impact of SNR, the angle difference between the targets, and the phase difference of target signals on the accuracy of angle estimation have also been explained. The effectiveness of the proposed method is validated by comparing the exact solutions and simulations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Monopulse radar
  • Unresolved targets
  • Direction of arrival estimation

Smiley face

مراجع

[1]S.M. Sherman, D.K. Barton, “Monopulse Principles and Techniques (2nd ed.) ,” Boston, MA, Artech House, pp. 187–223, 2011.
[2] N. Gogineni, S. Nehorai, “Monopulse MIMO radar for target tracking,” IEEE Trans. Aerospace. Electron. System, 47, (1), pp. 755–768, 2011. DOI: 10.1109/TAES.2011.5705707
[3] Z. Wang, A. Sinha, P. Willett, “Angle estimation for two unresolved targets with monopulse radar,” IEEE Trans. Aerospace. Electron. System, 998 – 1019, 2004. DOI: 10.1109/TAES.2004.1337470
[4] M. Pourjoula, M.M. Nayebi, M. karbasi, “Employing iterative methods in synthetic aperture radar to clarify target and image,” Journal of “Radar,” Vol. 10, No. 2, 2022, (In Persian). https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.23454024.1401.10.2.11.2
[5] M.J. Shi, J. Liu, “Improved two-targets resolution using dual-polarization radar with interlaced subarray partition,” IEEE International Conference on Electronic Measurement & Instruments, 397–400, China, 2017. DOI: 10.1109/ICEMI.2017.8265831
[6] S. A. Mousavi, M. Farhang, M.A. Masnadi, “Comparison of the angle measurement performance of MIMO co-topological radar and phased array radar,” Journal of “Radar,” Vol. 5, No. 3,2017,(InPersian). https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.23454024.1396.5.3.5.3
[7] S.P. Lee, B.L. Cho, S.M. Lee, “Unambiguous Angle Estimation of Unresolved Targets in Monopulse Radar,” IEEE Trans. Aerospace. Electron. System, VOL.51, NO. 2, 2015. DOI: 10.1109/TAES.2014.140178 
[8] J. Bosse, O. Rabaste, “Subspace rejection for matching pursuit in the presence of unresolved targets,” IEEE Transactions on Signal Processing, Vol. 66, No.8, 2018. DOI: 10.1109/TSP.2018.2795572
[9] M. Golabi, A. Sheikhi, M. Biguesh, “Target Localization by One Element Reciever Using Frequency Diverse Array Radars,” Journal of “Radar,” Vol. 8, No. 2, 2020, (In Persian). https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.23454024.1399.8.2.10.7
[10] Y.N. Zhao, Z.Q. Zhou, X.L. Qiao, “Angle estimation for two closely spaced targets with polarization monopulse radar,” Proceeding of 2005 Asia-Pacific Microwave Conference, 3– 8, Suzhou, China, 2005. DOI: 10.1109/APMC.2005.1606354
[11] S. M. Solhi Juybari, J. Mazloum, “Sensor Placement in Localization of Multiple Sources in the Presence of Distance Dependent Noise,” Journal of “Radar,” Vol. 7, No. 1, 2019.pp.129-136 (In Persian). https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.23454024.1398.7.1.11.9
[12] Zh. Song, F. Cai, Q. Fu, “A Joint Detection and Tracking Algorithm for Unresolved Target and Radar Decoy,” Progress in Electromagnetics Research, Vol. 83, 43–60, 2019. DOI: 10.2528/PIERB18103101
[13] Zh. Lu, Y. Li, M. Gao, “Direction estimation for two steady targets in monopulse radar,” Journal of Systems Engineering and Electronics, February, Vol. 26, No. 1, pp.61–68, 2015. DOI: 10.1109/JSEE.2015.00009
[14] Zh.Y. Tseng, Yu K-B, “Closed-form four-channel monopulse two-target Resolution,” IEEE Trans. Aerospace. Electron. System, 39, 3, 1083—1089, 2003. DOI: 10.1109/TAES.2003.1238760
[15] Sh. Yufei, W. Jiazhi, M. Longfei, “Algorithm supplement of four-channel two-target resolution for amplitude-comparison monopulse radar,” Electronics Letters, Vol. 57 No. 17, 2021. DOI: 10.1049/ell2.12216
[16] W. Jianlu, X. Xiong, D. Huanya, S. Danhui, Q. Huidong, “Method for four-channel monopulse radar to resist dual-source angle deception jamming,” The Journal of Engineering IET, 2018. DOI:
[17] S. Jardak, S. Ahmed, M.S. Alouini, “Generalised two target localisation using passive monopulse radar,” IET Radar Sonar Navig, Vol. 11, pp. 932-936, 2017. DOI: 10.1049/iet-rsn.2016.0495
[18] S. Jardak, S. Ahmed, M.S. Alouini, “Two Target Localization Using Passive Monopulse Radar,” IEEE radar conference, 2015. DOI: 10.1109/RadarConf.2015.7411878
[19] S. L. Wang, Z.H. Xu, X. Yang, Zh. Li, G. Wang, “Efficient and Unambiguous Two-Target Resolution via Subarray-Based Four-Channel Monopulse,” IEEE Transactions on Signal Processing, VOL. 68, 2020. DOI: 10.1109/TSP.2020.2967184
[20] D.F. Crouse, “Comments on Closed-Form Four-Channel Monopulse Two-Target Resolution,” IEEE Trans. Aerospace. Electron. System, VOL. 48, NO.1, 2012. DOI: 10.1109/TAES.2012.6129678
[21] H. Rezaei. M.A. Sebt, N. Zarei, G. Saadati Moghadam, “Unambiguous Direction Estimation and Localization of Two Unresolved Targets via Monopulse Radar,” Electronics, 11(22), 3780, 2022. DOI: 10.3390/electronics11223780
[22] H. Rezaei. M.A. Sebt, N. Zarei, G. Saadati Moghadam, “Closed-form angle estimation of unresolved targets in monopulse radar to counter the angular electronic attack,” IET Signal Processing, 2023. DOI: 10.1049/sil2.12203
رادار
دوره 11، شماره 1
شماره پیاپی 29، فصلنامه بهار و تابستان
شهریور 1402
صفحه 33-42

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 05 فروردین 1402
  • تاریخ بازنگری: 09 تیر 1402
  • تاریخ پذیرش: 07 مرداد 1402
  • تاریخ انتشار: 02 شهریور 1402

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار