Doğrusal frekans modülasyonlu sürekli dalgaformu sinyallerinin tespiti ve parametrelerinin çıkarımı için bir gömülü sistem tasarımı
An embedded system design for detection and parameter extraction of linear frequency modulated continuous waveform signals
- Tez No: 639111
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BURCU ERKMEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektronik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
Yakalanma Olasılığı Düşük (YOD) radarların düşman tarafından tespit edilebilmelerinin zor olmasından dolayı askeri harekât alanında kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Doğrusal Frekans Modülasyonlu Sürekli Dalgaformu (DFMSD), YOD radarlarda sıklıkla kullanılmaktadır. Zaman-Frekans (ZF) sinyal analizinde Wigner-Ville Dağılımı (WVD) başarılı bir tekniktir. WVD'nin bir görüntü işleme tekniği olan Hough Dönüşümü (HD) ile beraber kullanılmasıyla tanımlanan Wigner-Hough Dönüşümüyle (WHD) sinyal bileşenlerinin otomatik olarak tespit edilmesi mümkün olabilmektedir. Bu tez çalışmasında; WHD'ye yönelik bazı teknikler önerilerek, donanım ortamında tasarıma uygun olacak şekilde karmaşıklık seviyesi düşürülmüş, gerçek fiziksel veriyi işleyebilen bir yapı geliştirilmiştir. Bu amaçla; Kısa Süreli Wigner Dağılımı (KSWD) tanımlanmış, örnekle-tut ara örnekleme ile sütunsal eşikleme teknikleri kullanılmıştır. Önerilen sistemin tespit olasılığı (Pd) ve cıvıltı oranı tahmin olasılığı (PCRE) üzerindeki başarımını değerlendirmek için farklı Sinyal Gürültü Oranı (Signal to Noise Ratio, SNR) seviyelerini içeren bir sinyal veritabanı oluşturulmuştur. Önerilen tekniklerin yazılım ve donanım ortamındaki başarımları Matlab ve Modelsim programlarıyla yapılan benzetimler ile doğrulanmış ve daha sonra tasarlanan sistem Alanda Programlanabilir Kapı Dizisi (Field Programmable Gate Array, FPGA) içerisine yüklenmiştir. Virtex-7 FPGA, FMC150 Analog-Sayısal Dönüştürücü kartı ve Rastgele Fonksiyon Üretecinin kullanıldığı bir deney düzeneği ile fiziksel ortamdaki sonuçlar elde edilmiştir. Sonuç olarak; geliştirilen FPGA tabanlı sistemle, –6dB SNR seviyesine kadar tüm sinyaller tespit edilip parametreleri çıkarılabilmekte ve –8dB SNR seviyesindeki sinyallerin ise %94'ünün parametrelerinin çıkarımı yapılabilmektedir.
Özet (Çeviri)
Low Probability of Intercept (LPI) radars are emerging in the military domain because it is hard for the enemy to detect them. Linear Frequency Modulated Continuous Waveforms (LFMCW) are widely used in LPI radars. Wigner-Ville Distribution (WVD) is a promising Time-Frequency (TF) signal analysis technique, and combined with Hough Transform (HT), Wigner-Hough Transform (WHT) is defined which can be used to autonomously detect signal components. In this work; by proposing some techniques for WHT, its complexity is decreased to be suitable for a hardware design and an architecture is developed that is complaint with the real physical world. For this purpose, Short Time Wigner Distribution (STWD) is defined, sample and hold intermediate type sampling and column-based thresholding techniques are used. To evaluate the performance of the proposed system on the probability of detection and probability of chirp rate estimation, a signal database consisting of different Signal to Noise Ratio (SNR) levels is created. The software and hardware performances of the proposed techniques are verified by MATLAB and ModelSim simulations and then the system is embedded into the Field Programmable Gate Array (FPGA). The results in physical environment are obtained with an experimental setup utilizing Virtex-7 FPGA, FMC150 Analog-Digital Converter (ADC) card and Arbitrary Function Generator. As a result, performance evaluations show that detection and parameter extraction of all signals down to –6dB SNR level can be achieved by the designed FPGA based system and parameter extraction for 94% of the signals at –8dB SNR level can be done too.
Benzer Tezler
- Waveform design for 5G and beyond wireless communication networks
5G ve ötesi kablosuz haberleşme ağları için dalga formu tasarı
SALAH EDDINE ZEGRAR
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medipol ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği ve Siber Sistemler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ARSLAN
- Enhanced LPI waveform representations for digital electronic warfare intercept receivers
Sayısal elektronik harp tespit alıcıları için iyileştirilmiş yod dalgaformu gösterimleri
TAYLAN ÖZGÜR GÜLÜM
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TÜLAY YILDIRIM
PROF. DR. PHILLIP E. PACE
- Yakın alan sayısal kodlu radar sistemi tasarımı ve benzetimi
Near field digital coded radar system design and simulation
FATİH AKGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELÇUK PAKER
- Doğrusal frekans modülasyonlu sinyallerin zaman-frekans analizi yöntemleriyle gösterimi için başarım karşılaştırması
Doğrusal frekans modülasyonlu sinyallerin zaman-frekans analizi yöntemleriyle gösterimi için başarım karşılaştırması
FATİH YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SELÇUK TAŞCIOĞLU
- Ambiguity multiple target detection with frequency modulated continuous wave radars
Frekans modülasyonlu sürekli dalga radarı ile belirsiz çoklu hedef tespiti
OĞUZHAN ÇAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLYAS ÇANKAYA