Geri Dön

Işın demetlemesi ile hedef tespiti

Target detection with beamforming

  1. Tez No: 457786
  2. Yazar: YILMAZ KARAKAYA
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. TANSAL GÜÇLÜOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 87

Özet

Hedef tespiti bilimsel çalışmalardan günlük yaşantımıza, güvenlik alanından sağlık alanına kadar geniş bir yelpazede neredeyse hayatın her alanında kullanılmaktadır. Dizin yapısı kullanılarak hedef tespiti için birçok yöntem vardır. Fakat en çok kullanılan yöntem ışın demetlemesi yöntemidir. Işın demetlemesi, sinyal gönderiminde ve alımında dizin yapısı kullanılarak sinyale yönlülük katmak için kullanılan bir sinyal işleme yöntemidir. Işın demetlemesi RADAR, SONAR, telsiz haberleşmesi, sismik araştırmalar, astronomi, akıllı antenler, tıbbi tanılama sistemlerinde kullanılmaktadır. Lazer sistemlerinde, konuşma işaretinde ve sualtı iletişiminde uygulama alanı bulmaktadır. Işın demetlemesi ilk olarak ikinci dünya savaşı yıllarında faz dizili antenlerle birlikte RADAR sistemlerinde kullanılmıştır. Kısa süre sonra SONAR sistemlerinde de kullanılmaya başlanmıştır. Işın demetlemesi veri bağımsız, istatistiksel optimum, uyarlamalı ve kısmi uyarlamalı gibi yöntemlerle gerçekleştirilebilmektedir. Son yıllarda yapılan çalışmalar maliyet etkin, hızlı sonuç döndürme, daha az enerji tüketimi, daha net hedef tespiti, gürültülü ve yankılaşımlı ortamda hedef tespiti gibi alanlarda yoğunlaşmaktadır. Günümüzde yan kulakçıkların bastırılması, girişim azaltma, MIMO antenler, zaman-frekans analizi konularında çalışmalar sürdürülmektedir. Bu tezde SONAR benzetimi yapılarak yapay olarak oluşturulan hedef tespit edilmeye çalışılmaktadır. Hedef tespitinde zaman ve frekans alanında ışın demetlemesi yöntemleri kullanılarak performans sonuçları sergilenmektedir. Yapay hedef oluşturma ve ışın demetlemesi programları MATLAB programında yazılarak, sonuçlar da aynı program aracılığıyla çizdirilmektedir. Işın demetlemesinin yapılacağı ortam olan sualtı ortamı konusu incelenmektedir. Hatsal ve düzlemsel dizin yapıları irdelenerek, pencereleme, yönlendirme ve örtüşme konularına değinilmektedir. SGO artırımı ve üç boyutlu tarama için düzlemsel dizin yapısı kullanılmaktadır. Farklı SGO değerleri için zaman ve frekans alanı ışın demetlemesi yöntemleri kullanılmaktadır. Hedef tespit performansları gözlemlenmekte ve karşılaştırılmaktadır. Frekans alanında ışın demetlemesi için düşük SGO değerlerinde kullanılmak üzere Goertzel algoritması önerilmektedir. Goertzel algoritmasının düşük SGO değerlerinde başarımı artırdığı görülmektedir. Işın demetlemesi veri bağımsız, istatistiksel optimum, uyarlamalı ve kısmi uyarlamalı gibi yöntemlerle gerçekleştirilebilmektedir. Son yıllarda yapılan çalışmalar maliyet etkin, hızlı sonuç döndürme, daha az enerji tüketimi, daha net hedef tespiti, gürültülü ve yankılaşımlı ortamda hedef tespiti gibi alanlarda yoğunlaşmaktadır. Günümüzde yan kulakçıkların bastırılması, girişim azaltma, MIMO antenler, zaman-frekans analizi konularında çalışmalar sürdürülmektedir. Bu tezde SONAR benzetimi yapılarak yapay olarak oluşturulan hedef tespit edilmeye çalışılmaktadır. Hedef tespitinde zaman ve frekans alanında ışın demetlemesi yöntemleri kullanılarak performans sonuçları sergilenmektedir. Yapay hedef oluşturma ve ışın demetlemesi programları MATLAB programında yazılarak, sonuçlar da aynı program aracılığıyla çizdirilmektedir. Işın demetlemesinin yapılacağı ortam olan sualtı ortamı konusu incelenmektedir. Hatsal ve düzlemsel dizin yapıları irdelenerek, pencereleme, yönlendirme ve örtüşme konularına değinilmektedir. SGO artırımı ve üç boyutlu tarama için düzlemsel dizin yapısı kullanılmaktadır. Farklı SGO değerleri için zaman ve frekans alanı ışın demetlemesi yöntemleri kullanılmaktadır. Hedef tespit performansları gözlemlenmekte ve karşılaştırılmaktadır. Frekans alanında ışın demetlemesi için düşük SGO değerlerinde kullanılmak üzere Goertzel algoritması önerilmektedir. Goertzel algoritmasının düşük SGO değerlerinde başarımı artırdığı görülmektedir.

Özet (Çeviri)

Target detection is almost used in any area of life as scientific study, security and medical. There are a lot of methods for target detection with using array structure. Beamforming is the most widely used technique. Beamforming is signal processing technique for adding steering to signal with using array structure when transmit or receive. Beamforming is used in RADAR, SONAR, radio communication, seismology, astronomy, smart antennas and medical diagnostic systems. There are application areas in LASER systems, speech signals and underwater communication. Beamforming is firstly used in RADAR systems with phased array antenna during World War II. After a while it was used in SONAR systems. Beamforming can be achieved with data independent, statistically optimum, adaptive and partial adaptive methods. In recent years, investigations has been concentrated on areas that are cost effective, fast computation, low energy consumption, sharpening target detection, detection of targets in strong reverberation environment. Nowadays, researches in cancelling side lobes, minimization interference, MIMO antennas and time-frequency analyses are ongoing. In this thesis, target is assumed to be detected by SONAR simulation. Target detection outputs are obtained time and frequency domain beamforming methods. Target data generation and beamforming programs are produced in MATLAB. Underwater environment used in beamforming is described. Linear and planar arrays are scrutinized. Windowing, steering and aliasing are discussed. Planar array is used for increasing SNR and 3D scanning. Time and frequency domain beamforming methods are inspected for different SNR values. Target detection performances are observed and compared. Goertzel algorithm is proposed to be used in frequency domain beamforming at low SNR values. It is observed that Goertzel algorithm can enhance target detection performance at low SNR.

Benzer Tezler

  1. The obstacles faced during startup business: The role of policies and monopoly

    Startup business sırasında karşılaşılan engeller: Politikaların ve tekelin rolü

    RAYENE KALLA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    İşletmeİstanbul Aydın Üniversitesi

    Sosyal Bilimler Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM MERT

  2. Türkiye'de iş sağlığı ve güvenliği kültürünün yaygınlaştırılmasına yönelik web tabanlı uygulama

    Web-based applications for intending to generalize occupational health and safety culture in turkey

    MESUT TOĞAÇAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolFırat Üniversitesi

    Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ÇETİN GENÇER

  3. A Systems framework and struched methodology for design and development of manufacturing control systems using n-tier clint/server technology

    İmalat denetmele sistemlerinin çok-katmanlı istemci/sunucu teknolojisine göre tasarım ve geliştirilmeleri için bir sistem yapısı ve uygulama methodolojisi

    HAKKI ÖZGÜR ÜNVER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2000

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖMER ANLAĞAN

  4. Seçilmiş örten çift sistemlerin fotometrik ve tayfsal analizi

    Photometric and spectroscopic analysis of selected eclipsing binary systems

    ÖMRÜM HİLAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Astronomi ve Uzay BilimleriAkdeniz Üniversitesi

    Uzay Bilimleri ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HİCRAN BAKIŞ