۱- مقدمه­ای بر رادار پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T
۱- ۱- مقدمه
رادار سیستمی الکترومغناطیسی است که در حالت ساده متشکل از یک فرستنده و یک گیرنده می­باشد. از سیگنالینگ­های متفاوتی در فرستنده رادار می­توان استفاده کرد، سیگنالینگ مورد استفاده بنا به ماموریت و نوع رادار انتخاب می­ شود. در گیرنده رادار با دریافت اکوهای بازگشتی از اهداف، آشکارسازی و استخراج پارامترهای آن­ها انجام می­ شود. رادارها را بر اساس محل قرار گرفتن گیرنده و فرستنده به رادارهای تک پایه، دو پایه و یا چند پایه تقسیم ­بندی می­ کنند. از آن­جایی که در سیستم­های راداری اولیه امکان جداسازی سیگنال ارسالی و دریافتی وجود نداشت، فرستنده و گیرنده را در مکان­های متفاوتی قرار می­دادند. با پیدایش سیرکولاتور و داپلکسر و امکان ارسال سیگنال به صورت پالسی، رادارهای دو پایه جای خود را به رادارهای تک پایه با پیچیدگی کم­تر دادند اما در اوایل دهه ۱۹۵۰ میلادی وقتی خاصیت جالب انرژی بازگشتی امواج در رادارهای دو پایه کشف شد این رادارها جایگاه اسبق خود را به دست آوردند [۱-۲].
بنا به اهمیت نقش رادار در جنگ­ها و با پیشرفت در مسائل جنگ الکترونیک تلاش­ های گسترده­ای برای کاهش احتمال آشکارسازی رادار توسط ایستگاه شناسایی دشمن انجام شده است. یکی از نتایج این تلاش­ها استفاده از رادار پسیو می­باشد. سیستم راداری پسیو را با نام­های PCL^[1] و PBR^[2] می­شناسند. رادار پسیو در حقیقت نوعی رادار دو پایه است که دارای پیچیدگی­های بیش­تری نسبت به رادار تک پایه می­باشد. این رادارها در واقع از فرستنده­های غیر راداری، که اصطلاحاً با نام فرستنده­های مغتنم^[۳] شناخته می­شوند، استفاده می­ کنند و این امر کمک بزرگی جهت مخفی ماندن از گیرنده­های شنود دشمن می­باشد. ایده استفاده از فرستنده­های غیر راداری به سال ۱۹۳۵ باز می­گردد، زمانی که اولین آزمایش­ها در زمینه رادارهای PBR در انگلستان انجام شد و به دلیل عدم وجود پردازنده­های مناسب، تلاش برای پیاده­سازی الگوریتم­های پیچیده برای بهبود عملکرد آشکارسازی در رادارهای PBR ناکام ماند و این امکان به دهه ۱۹۸۰ که با پیشرفت­های قابل توجه در پردازنده­های دیجیتال و دست­یابی به مبدل­های آنالوگ به دیجیتال ارزان و پرسرعت همراه بود موکول شد [۱-۳-۴].

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

از مزایای رادارهای PBR می­توان به موارد زیر اشاره کرد:
نداشتن فرستنده خاص راداری این سیستم­ها را به سیستم­هایی ارزان­تر، ساده­تر، کم حجم­تر و غیر قابل شناسایی تبدیل کرده است.
به علت چند پایه بودن، این سیستم­ها قابلیت آشکارسازی اهداف در ارتفاع پایین را دارند.
در این رادارها به علت استفاده از فرستنده­های مغتنم نیازی به بحث تخصیص باند فرکانسی نیست.
بحث ابهام در برد و سرعت در رادارهای PBR نسبت به رادارهای اکتیو تک پایه کم­تر مطرح است [۳-۵].
در شکل ۱-۱ مدلی از ساختار دو پایه رادارهای پسیو رسم شده است [۶]. همان طور که در شکل مشخص است سیگنال مسیر مستقیم، سیگنال مبادله شده مابین فرستنده مغتنم و گیرنده رادار دو پایه و سیگنال هدف، سیگنال مبادله شده مابین هدف و گیرنده رادار دو پایه می­باشد.

شکل ۱-۱: هندسه دو پایه رادار پسیو
فرستنده­های مختلف آنالوگ و دیجیتال مانند سیگنال FM، سیگنال آنالوگ تلویزیون، DAB^[4]، DVB ^[۵] و سیگنال موبایل می­توانند نقش فرستنده مغتنم را برای رادار پسیو ایفا کنند. مناسب بودن شکل موج برای استفاده در رادار پسیو به عواملی از جمله رزولوشن در برد و داپلر و سطح لوب­های کناری در تابع ابهام بستگی دارد [۷-۸-۹]. در این پایان نامه هدف بررسی سیگنال تلویزیونی دیجیتال زمینی (DVB-T)^[6] به عنوان فرستنده مغتنم برای رادار پسیو و حل مسأله حذف تداخل در این رادارها و چگونگی آشکارسازی هدف می­باشد.
۱-۲- بررسی رادار پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T
از علل علاقه ­مندی و رویکرد به سیگنالینگ DVB-T در رادارهای پسیو می­توان به موارد زیر اشاره داشت [۹-۱۰-۱۱]:
فرستنده­های سیگنال دیجیتال تلویزیونی، سیگنالی با قدرت و کیفیت خوب و بالا با کم­ترین هزینه ممکن از دید راداری ارسال می­ کنند.
این سیگنال پهنای باند کافی برای تامین قدرت رزولوشن در برد مناسب را دارا است.
این سیگنال به نوعی شبیه نویز است و این امر کمک به قابلیت فشردگی در برد و تخمین مناسب داپلر می­ کند.
خواص آماری سیگنال در طول زمان دارای ثبات است.
این سیگنالینگ دارای ابهام کم­تر در برد و داپلر نسبت به مدولاسیون­های دیگر می­باشد.
فرستنده در این سیگنالینگ دارای پوششی همه جهته می­باشد.
ERP^[7] این سیگنالینگ در حد چند کیلو وات می­باشد.
پهنای باند زیاد و در نتیجه داشتن رزولوشن بالا در برد (High Range Resolution) در این سیگنالینگ قابل توجه است، در جدول زیر رزولوشن در برد برای چند دسته از رادارهای پسیو مبتنی بر چند نوع سیگنال بیان شده است. همان­طور که مشخص است رزولوشن در برد در رادارهای پسیو مبتنی بر سیگنال DVB-T بسیار کمتر از ردارهای پسیو مبتنی بر دیگر سیگنالینگ­ها می­باشد [۸-۱۲-۱۳].
جدول شماره ۱-۱: قابلیت رزولوشن در برد برای چند سیگنالینگ مختلف

۱.۵ upto 6 km

FM Radio

۳ km

Analoge TV

۲۰۰ m

DAB

۲۰ m

DVB-T

علی­رغم مزایای فوق تابع ابهام DVB-T دارای مشکلاتی است. تابع ابهام این سیگنال دارای پیک­های اضافی و ناخواسته­ای است که در هنگام کشف و ردگیری اهداف ایجاد مشکل کرده و بهبود تابع ابهام جهت حذف این پیک­های اضافی اجتناب­ناپذیر به نظر می­رسد [۷-۱۴-۱۵]. در رادارهای پسیو مبتنی بر DVB-T داده ­ها در کانال­های مرجع و مراقبت جمع آوری می­شوند. در شکل ۱-۲ مدلی از کانال مراقبت در رادارهای پسیو هنگامی که دو فرستنده مغتنم در محیط حضور دارند نشان داده شده است [۱۶]. همان­طور که در شکل مشخص است بعد از پردازش­های اولیه کانال مراقبت شامل سیگنال­های اهداف مورد آشکارسازی، سیگنال مسیر مستقیم و سیگنال­های چند مسیره بوده و کانال مرجع شامل سیگنال مرجع و نویز می­باشد. لازم به ذکر است که سیگنال­های تداخل در کانال مراقبت نمونه­های تأخیر یافته سیگنال کانال مرجع هستند. مسأله مورد توجه و بحث، چگونگی حذف سیگنال­های مسیر مستقیم و حذف اثر کلاتر و سیگنال­های چند مسیره از کانال مراقبت برای آشکارسازی صحیح اهداف و استخراج پارامترهای مورد نظر با کم­ترین احتمال خطا است [۲-۱۷-۱۸]. هدف در این پایان نامه بررسی روش­های وفقی حذف سیگنال مسیر مستقیم و کلاتر و سیگنال­های چند مسیره جهت آشکارسازی مناسب اهداف می­باشد.