بهبود تصاویر رادار isar با استفاده از تبدیل های زمان - فرکانس و تبدیل فوریه کسری
چکیده
امروزه سیستم های راداری دارای کاربردهای فراوانی در زمینه های مختلف نظامی و غیرنظامی نظیر مراقبت، جست وجو، ناوبری، کنترل آتش، تصویربرداری، هواشناسی و … می باشند. تصویربرداری راداری یکی از کاربردهای سیستم های راداری است که هم برای مقاصد نظامی و هم برای مقاصد غیرنظامی مورد استفاده قرار می گیرد. تصویربرداری راداری توسط دو دسته رادارهای sar و isar انجام می شود. در sar معمولاً رادار متحرک بوده و از اهداف ساکنی چون عوارض پوسته زمین، شهرها و … تصویربرداری می کند. از طرف دیگر رادار isar معمولاً ثابت بوده و از اهداف متحرکی نظیر کشتی، هواپیما، اجرام آسمانی، موشک و … تصویربرداری می نماید. در این پایان نامه تصویربرداری دو بعدی به کمک رادارهای isar مد نظر است. روش مرسوم در این رادارها انجام پردازش داپلر به کمک تبدیل فوریه است. اما معمولاً به دلیل حرکت پیچیده و مانوردار هدف، طیف داپلر متغیر با زمان شده و استفاده از تبدیل فوریه سبب مات شدگی تصویر نهایی خواهد شد. براین مبنا ابتدا باید تغییرپذیری با زمان طیف داپلر تا حد امکان جبران شده وسپس تبدیل فوریه به کار گرفته شود. اصولاً الگوریتم های جبران سازی که به این منظور پیشنهاد شده اند در حرکت های مانوردار و پیچیده هدف موفقیت چندانی نداشته و در ضمن بار محاسباتی زیادی را نیز تحمیل می نمایند. در حوالی دهه 90 میلادی استفاده از تبدیل های زمان- فرکانس برای پردازش داپلر و به تبع تشکیل تصویر پیشنهاد شد که هم برای حرکت های هموار و هم برای حرکت های مانوردار قابل استفاده بود. در این پایان نامه ابتدا مروری بر تبدیل های زمان- فرکانس خطی و دوخطی شامل تبدیل های کلاس کوهن خواهیم داشت. پس از آن تبدیل فوریه کسری را به عنوان ابزاری قوی برای پردازش سیگنال های با طیف متغیر با زمان معرفی نموده و به بررسی خواص آن می پردازیم. سپس از تبدیل فوریه کسری و یکی از معمول ترین تبدیل های کلاس کوهن (توزیع شبه ویگنر- ویل هموار شده) برای تشکیل تصویر در isar استفاده می کنیم. برای تنظیم مرتبه تبدیل فوریه کسری و نیز پارامترهای کرنل توزیع شبه ویگنر- ویل هموار شده، از معیار حداقل آنتروپی در دو حالت کلی و محلی بهره می بریم. مقایسه کمّی تصویر به دست آمده با استفاده از تبدیل فوریه کسری با تصویرهای حاصل از تبدیل فوریه و تبدیل فوریه زمان کوتاه نشان می دهد تبدیل فوریه کسری ابزار بسیار مناسبی برای تشکیل تصویر isar حتی در سیگنال به نویزهای پایین می باشد.