Çoklu radar darbelerinin ayrıştırılması için hiyerarşik transformatör modeli
Hierarchical deinterleaving with transformer model for multiple radar pulses
- Tez No: 1025048
- Danışmanlar: PROF. DR. LEVENT SEYFİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektronik harp sistemleri, Electronic warfare systems
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Modern Elektronik Harp (EH) sahasında, elektromanyetik spektrumun yoğun kullanımı ve radar sistemlerinin gelişmiş çevik dalga formları (frekans atlamalı, kademeli ve rastgele darbe tekrarlama aralıkları vb.) kullanması, sinyal istihbaratı ve elektronik destek sistemlerinin karşılaştığı radar sinyali ayrıştırma (deinterleaving) problemini oldukça karmaşık hale getirmiştir. Geleneksel zaman ve histogram tabanlı algoritmalar, yüksek darbe kayıp oranları ve kesik olmayan (iç içe geçmiş) parametre kümeleri karşısında yetersiz kalmaktadır. Bu tez çalışmasında, yoğun elektronik harp ortamlarındaki iç içe geçmiş radar darbe dizilerinin yüksek doğruluk ve hızla ayrıştırılması amacıyla“T-Ayrıştırıcı”adında özgün bir Hiyerarşik Transformatör mimarisi önerilmektedir. Geliştirilen mimari, radar sinyallerinin sürekli ve çok boyutlu uzaysal doğasına uyum sağlamak üzere Diyadik Fourier Özellik Gömme (Dyadic Fourier Feature Embedding) ve En Uzak Nokta Örneklemesi (Farthest Point Sampling) algoritmalarını kullanmaktadır. Ağ, yerel ve küresel öz-dikkat mekanizmaları (Self-Attention) sayesinde, eksik darbe ve yüksek gürültü içeren ortamlarda ardışık sinyallerin uzun menzilli zamansal bağımlılıklarını kopmadan takip edebilmektedir. Ayrıca, modelin fiziksel donanım kısıtlarını ihlal etmesini önlemek ve küme saflığını artırmak amacıyla, Fiziksel Tutarlılık Kaybı, Manyetik Kümeleme Kaybı ve Ağırlıklı Odaklanmış Sınıflandırma (Weighted Focal BCE) Kaybından oluşan hibrit bir kayıp fonksiyonu tasarlanmıştır. Önerilen model, çoklu platformların ve çeşitli modülasyon tiplerinin simüle edildiği sentetik ve yüksek yoğunluklu radar veri seti üzerinde test edilmiştir. Deneysel sonuçlar, modelin klasik ardışık fark histogramı (SDIF/CDIF) yöntemlerine kıyasla çok daha üstün bir performans gösterdiğini; yüksek darbe çarpışma ve kayıp oranlarına sahip senaryolarda %95'i aşan F1-Skoru elde ettiğini kanıtlamıştır. T-Ayrıştırıcı mimarisi, Döner Konumsal Kodlama (RoPE) mekanizmasıyla eksik darbelere karşı gürbüzlüğünü korurken, paralel işleme yeteneği ile donanım optimizasyonuna ve uç cihaz entegrasyonuna uygun yenilikçi bir çözüm sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
In the modern Electronic Warfare (EW) environment, the dense utilization of the electromagnetic spectrum and the employment of advanced agile waveforms (e.g., frequency hopping, staggered, and jittered pulse repetition intervals) by modern radar systems have significantly complicated the radar signal deinterleaving problem for signal intelligence and electronic support systems. Traditional time and histogram-based algorithms fall short when confronted with high pulse missing rates and non-disjoint, highly interleaved parameter clusters. In this thesis, a novel Hierarchical Transformer architecture named“T-Deinterleaver”is proposed to accurately and rapidly deinterleave dense radar pulse trains in complex electronic warfare environments. The developed architecture utilizes Dyadic Fourier Feature Embedding and Farthest Point Sampling (FPS) algorithms to adapt to the continuous and multi-dimensional spatial nature of radar signals. Through local and global self-attention mechanisms, the network is capable of robustly tracking the long-range temporal dependencies of interleaved signals even in environments with high noise and missing pulses. Furthermore, to prevent the model from violating physical hardware constraints and to improve cluster purity, a hybrid loss function comprising Physics Consistency Loss, Magnetic Clustering Loss, and Weighted Focal BCE Loss has been designed. The proposed model was evaluated on a synthetic, high-density radar dataset simulating multiple platforms and diverse modulation types. Experimental results demonstrate that the model vastly outperforms classical sequential difference histogram (SDIF/CDIF) methods, achieving an F1-Score exceeding 95% in scenarios with high pulse garbling and drop rates. The T-Deinterleaver architecture maintains its robustness against missing pulses via Rotary Position Embedding (RoPE) while offering an innovative solution suitable for hardware optimization and edge device integration due to its parallel processing capabilities.
Benzer Tezler
- Radar ikaz alıcı sistemleri ve radar sinyallerinin sınıflandırılması
Radar warning receivers and recognition of radar signals
ENGİN KISALAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET BİLGİNER GÜLMEZOĞLU
- Calculating radar range profile by time domain processing with physical optics
Fiziksel optik yöntemiyle zaman domeninde sinyal işleme kullanılarak radar menzil profilinin hesaplanması
ECE YAZAREL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELÇUK PAKER
- MULTI-RESOLUTION, MULTI-RATE SUB-NYQUIST SAMPLING RECEIVER
ÇOK ÇÖZÜNÜRLÜKLÜ, ÇOKLU HIZLARDA NYQUIST-ALTI ÖRNEKLEMELİ SAYISAL ALMAÇ
ABDULLAH BURAK PINARCIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFİYE DURAK ATA
DR. YAŞAR KEMAL ALP
- Use of multipaths in passive localization of emitters
Emitörlerin pasif konumlandırılmasında çok yollu saçılmaların kullanımı
YASER DALVEREN
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAtılım ÜniversitesiMühendislik Sistemlerinin Modellenmesi ve Tasarımı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KARA
- Performance of IEEE 802.15.4a based uwb systems in the presence of licensed systems
Lisanslı sistemlerin varlığında IEEE 802.15.4a tabanlı ultra geniş bantlı sistemlerin başarımı
ÇAĞLAR FINDIKLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ERTUĞRUL ÇELEBİ