Geri Dön

Yakın mesafe radar sistemi

Başlık çevirisi mevcut değil.

PDF İndir

  1. Tez No: 507287
  2. Yazar: ONUR KOÇ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SELÇUK PAKER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Telekomünikasyon Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 77

Özet

Bu tez çalışmasında kullanılan radar sistemi ile yakın mesafede (50 metre ve civarı) konumlanmış bir hedefin tespiti yapılmıştır. Hedefin konum ve açı bilgileri elde edilmiştir. Bu bilgilerin elde edilmesi için alıcıda sinyal işleme algoritması yazılmıştır ve algoritma yazımı için MATLAB programından faydalanılmıştır. Bu radar sistemi bir verici ve iki alıcıdan oluşmaktadır. Vericiden iletilmek üzere kulllanılan sinyal, Doğrusal Frekans Modülasyonlu (LFM: Linear Frequency Modulation) Cıvıltı (Chirp) sinyalidir. Doğrusal frekans modülasyonu, sinyalin frekansının zamanla doğrusal artmasını veya azalmasını sağlar. Doğrusal frekans modülasyonu, radarın hedefleri birbirinden ayırt etme yeteneği olan menzil çözünürlüğünü arttırmak için kullanılmaktadır. Çözünürlükteki artış bir darbe sıkıştırma (pulse compression) tekniği ile gerçekleştirilmektedir. Darbe sıkıştırma tekniği kullanıldığında, frekansı doğrusal olarak artan sinyalin belirli bir sıkıştırma oranı ile alıcıda sıkıştırılması sonucu darbe süresi azalır. Uzun bir darbe gönderildiğinde kısa darbenin menzil çözünürlüğü elde edilirken istenen güç seviyesi korunmuş olur. Darbe sıkıştırma tenknikleri analog ve sayısal olmak üzere iki çeşittir. Bu tez çalışmasında analog darbe sıkıştırma tekniği olan Germe İşlemi (stretch processing) kullanılmıştır. Germe İşlemi bir diğer analog sıkıştırma tekniği olan Uyumlu Filtreleme (Matched Filter) tekniğine alternatif bir yöntemdir. Uyumlu Filtreleme dar bantlı sistemler için kullanılmaktadır. Bant genişliği çok yüksek olduğunda Analog-Sayısal Dönüştürücü (ADC: Analog to Digital Converter) limitini aşmaktadır. Germe işlemi bu donanımsal sınırlamaya çözüm olarak kullanılmaktadır. Germe işleminde belirli bir mesafe penceresinde işlem gerçekleşir. Bir referans sinyali (vericiden iletilen sinyalin gecikmiş formu) ile alıcıya gelen sinyalin karıştırılması sonrasında Alçak Geçiren Filtre'den (LPF: Low Pass filter) geçirilir. Bu sayede temel banda (sinyalin vericide modüle edilmeden önceki hali) indirgenen sinyal belirli bir zaman penceresinde Analog-Sayısal Dönüştürücü ile sinyal sayısal hale getirilir. Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT: Fast Fourier Transform) uygulandığında farklı frekans noktalarında tepe değerleri elde edilir ve bu farklı frekans noktalarından hedefin konum bilgileri elde edilir. Yakın mesafe radar sisteminde hedefin konum (x,y koordinatı) ve açı bilgisini elde etmek için öncelikle bir eşik değeri (threshold) belirlenir. Bu eşiğin üstünde kalan tüm frekans noktalarına karşılık gelen mesafe değerleri hesaplanır. Alıcıların konumları çemberin merkezi, mesafe değerleri çemberin yarıçapı olarak kabul edilir ve iki alıcı için bu çemberlerin kesişim noktaları hesaplanır. Kesişim noktalarının x ve y koordinatları belirlenerek konum ve açı bilgileri elde edilir. Belirlenen her bir muhtemel hedef konumu için hedefin gerçek konumuna olan dik uzaklıklar hesaplanarak hata elde edilir. Bu hata değeri menzil çözünürlüğü (0.6 metre) değerine yakın elde edilmeye çalışılmıştır. Frekans bölgesinde eşiği geçen noktaların genliklerine göre ağırlıklandırma yapılarak hata düşürülmüştür. Radar sisteminde kullanılan parametrelerin (bant genişliği, darbe süresi, örnek sayısı, örnekleme hızı, sıfır sayısı, eşik değeri, işaret gürültü oranı) değişimi ile sistemin başarım ölçütü olan hatanın optimum değeri elde edilmeye çalışılmıştır. Sistem parametrelerinin optimimum değerleri ile hata 0.6 yakın bir değerde elde edilmiştir.

Özet (Çeviri)

A target located near the radar system (50 meters and near) has been detected with this radar system. Target position and angle information is obtained. In order to obtain this information, a signal processing algorithm is written in the receiver and the MATLAB program is used to write the algorithm. This Radar system consists of a transmitter and two receivers. The signal used for transmission from the transmitter is the Linear Frequency Modulation (LFM) Chirp signal. Linear frequency modulation allows the frequency of the signal to linearly increase or decrease over time. Linear frequency modulation is used to increase range resolution, which is the ability of the radar to distinguish targets from each other. The increase in resolution is achieved by a pulse compression technique. When a pulse compression technique is used, the duration of the resulting pulse is reduced when the frequency is linearly increased and the signal is compressed at the receiver with a certain compression ratio. When a long pulse is sent, the desired power level is preserved while the short pulses have a range resolution. Pulse compression techniques are two types, analog and digital. In this thesis study, stretch processing which is analog pulse compression technique is used. Stretch processing is an alternative to the Matched Filter technique, which is another analog compression technique. Matched filter is used for narrow band systems. When the bandwidth is too high, it exceeds the Analog-to-Digital Converter (ADC) limit. Stretch processing is used as a solution to this hardware limitation. Processing takes place at a certain distance window in the stretching process. After mixing a reference signal (the delayed form of the transmitted signal from the transmitter) with the signal from the receiver, it is passed through a Low Pass Filter (LPF). In this case, the baseband signal (before the signal is modulated in the transmitter) is digitized by the Analog-to-Digital Converter at a reduced time window. When Fast Fourier Transform (FFT) is applied, peak values are obtained at different frequency points and positional information of targets is obtained from these different frequency points. In the near-field radar system, a threshold value is first determined to obtain the target position (x, y) and angle information. The distance values corresponding to all frequency points above this threshold are calculated. The locations of the receivers are assumed to be center of the circle, the distance values are assumed to be the radius of the circle, and the intersection points of these circles are calculated for the two receivers. Position and angle information is obtained by determining the x and y coordinates of intersection points. The error is obtained by calculating the perpendicular distances to the actual position of the target for each possible target position. This error value has been tried to be obtained near the range resolution (0.6 meter). The error is reduced by weighting according to the amplitudes of the crossing points in the frequency domain. It has been tried to obtain the optimum value of the error which is the performance criterion of the system by changing the parameters used in the radar system (bandwidth, pulse duration, sample number, sample rate, zero number, threshold value, signal to noise ratio). The optimum values of the system parameters and the error are close to 0.6.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    542830

    Metamaterial antenna design for 5.8 GHz doppler radar

    5.8 GHz doppler radarı için meta-malzeme anten tasarımı

    HASAN ÖNDER YILMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH YAMAN

  2. Tez No

    907909

    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

    İngilizce

    2024

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELÇUK PAKER

  3. Tez No

    348457

    Yer üstü platformlara monte edilebilecek sentetik açıklıklı radar sistemi oluşturulması ve gerçek karasal radar görüntülerinin elde edilmesi

    Construction of synthetic aperture radar system for ground platforms and obtaining real terrestrial radar images

    ENES YİĞİT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMersin Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CANER ÖZDEMİR

  4. Tez No

    521059

    Design and implementation of FMCW radar using raspberry Pi single board computer

    Raspberry Pi tek kartlı bilgisayar kullanarak FMCW radarının tasarımı ve gerçekleştitilmesi

    HUSAIN ALI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERGUN ERÇELEBİ

  5. Tez No

    556345

    X-band hybrid front-end receiver module design for spaceborne synthetic aperture radar applications

    Sentetik aralıklı radar uzay platformlarına uygun x-bant hibrid ön uç RF modülü tasarımı

    ARİF EKİN UZUN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEDEF KENT PINAR

Geri Dön