پردازش وفقی فضا-زمان در حوزه داده مستقیم برای رادار هواپایه
چکیده
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 می کند. بنابراین کلاتر حذف شده و اهداف کند در باند عبور این فیلتر قرار می گیرند. 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 (d3) 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 d3 کاهش درجات آزادی، عملکرد بد در حذف تداخل همگن و گلبرگهای فرعی بالای الگوی پرتو است. برای حل معادله ماتریسی خطی روش d3 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 d3 پیشنهاد شده است که مستقل از مقدار snr، الگوی پرتو مناسبی با بهره یک در راستای هدف ایجاد میکند. همچنین برای کمینه کردن گلبرگ های فرعی روش d3، در این پایان نامه مسأله بهینه سازی محدبی طراحی شده و روشی تحلیلی برای حل آن ارائه شده است. هر چند این روش بر اساس معیار isl گلبرگهای 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 d3 مرسوم بهتر است. مزیت دیگر این روش ایجاد نول عمیق¬تر در محل تداخل است.