Electromagnetic and statistical approach to improve radar performance in multipath environments
Çok yollu ortamlarda radar performansını artırmak için elektromanyetik ve istatistiksel yaklaşım
- Tez No: 917669
- Danışmanlar: PROF. DR. DANILO ERRICOLO
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Unıversıty Of Illınoıs At Chıcago
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, yalnızca doğrudan yol yansımalarını kullanan geleneksel bir sistemle karşılaştırıldığında, çok yollu yansımaları (multipath) kullanan bir radar sisteminin performans iyileştirmesini değerlendirmek için yeni bir yaklaşım sunulmaktadır. Çok yollu yansımaları kullanmaya yönelik bu yeni yaklaşım, radar hedef ortamı hakkında ön bilgi gerektirmektedir. 2. Bölümde, maksimum olasılık (maximum likelihood) prensibi kullanılarak zaman gecikmesi tahmini ele alınmakta ve ilgili Cramér-Rao sınırları türetilmektedir. Tek bir geniş bant radarın ve bilinen yansıtıcı bir geometrinin içinde bulunan bir hedefin var olduğu varsayılmaktadır. Eğer çok yollu sinyal bileşenleri algılanabilir ve ayrıştırılabilir durumdaysa, çok yollu yansımaların kullanımı sayesinde tek bir sensörle hedefin geliş açısının (Angle of Arrival - AoA) tahmin edilmesine ve doğrudan yol zaman gecikmesi tahmin doğruluğunun artırılmasına olanak tanıdığı gösterilmektedir. Bunun nedeni, burada gösterildiği gibi, çok yollu zaman gecikmesinin doğrudan yolun zaman gecikmesinin ve geliş açısının belirlenmiş bir fonksiyonu olmasıdır. Yansıtıcı yüzeylerden kaynaklanan çok yollu sinyaller, hedefi farklı açılardan gözlemleyen sanal radar sensörleri oluşturur ve böylece geliş açısının tahmin edilmesini sağlar. 3. Bölümde, çok yollu ortamlarda radar hedef tespiti problemlerini ele almak için yeni bir yöntem ele alınmaktadır. Önerilen yöntemin yeniliği, çevre hakkında ön bilgiyi kullanarak elektromanyetik modelleme ile birleştirmesi ve olası çok yollu yapıya ilişkin bazı bilgiler elde etmesidir. Bu bilgiler, çok yollu bileşenlerin davranışına bağlı olarak ortamın farklı bölgelere ayrılmasına yardımcı olur. Özellikle bir vaka çalışması olarak, yansıtıcı bir zemin varlığında bir radar ve bir hedef ele alınmaktadır. Bu ortamda, çok yollu bileşenler arasındaki örtüşme miktarına bağlı olarak üç bölge belirlenmiştir. Her bölge için, çok yollu yapıyı kullanarak alıcılar tasarlanmıştır. Böylece, radar tespit problemlerini analiz etmek için farklı bir bakış açısı önerilmektedir. İki ana sonuç elde edilmiştir: Birincisi, çok yollu sinyallerin doğru şekilde hesaba katılmasıyla hedef tespit olasılığının artırılmasıdır. İkincisi ise, hedefin konumu ve mevcut sinyal-gürültü oranına (SNR) bağlı olarak en iyi performans gösteren dedektörün önceden belirlenebilmesidir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a novel approach is presented to evaluate the performance improvement of a radar system exploiting multipath, as compared to a conventional system that exploits only the direct path return. This novel approach to exploit multipath requires prior knowledge of the radar target environment. In Chapter 2, time delay estimation using the maximum likelihood principle is addressed for the multipath exploitation problem and the corresponding Cram´er-Rao bounds are derived. A single wideband radar and a target in a known reflecting geometry are assumed. If the multipath is indeed detectable and resolvable, it is show that multipath exploitation permits estimating the angle of arrival (AoA) of the target with a single sensor and improves estimation accuracy of the direct path time delay. These are both possible because the multipath time delay is a deterministic function of the time delay of the direct path as well as its AoA, as it is demonstrated here. The multipath caused from reflections from surfaces yields virtual radar sensors observing the target from different aspects, thereby allowing AoA estimation. In Chapter 3, a new method to address radar target detection problems in multipath environments is considered. The novelty of the proposed method is that it exploits prior knowledge on the environment and combines it with electromagnetic modeling to determine some information about the possible multipath structure. This information is used to separate the environment into different regions based upon the behavior of the multipath components. Specifically, as a case study, we consider a radar and a target in the presence of a reflecting ground. For this environment, three regions are determined based upon the amount of overlap among the multipath components. For each region, receivers are designed exploiting the multipath structure. Thus, a different viewpoint to analyze radar detection problems is suggested. The two main results are the improvement in the target probability of detection, by properly accounting for the multipath, and the a priori determination of the best performing detector based upon the location of the target and the available signal-to-noise ratio.
Benzer Tezler
- Çizgisel kaynaktan ışıyan elektromağnetik dalgaların mükemmel iletken silindir takkesinden optik gibi saçılması
Başlık çevirisi yok
ADNAN GÖRÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. H. ERGUN BAYRAKÇI
- Bir küresel reflektör üzerinde uyarılan yüzey akımları
Surface currents induced on a perfectly conducting spherical reflector
TANER ŞENGÖR
Doktora
Türkçe
1983
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. MİTHAT İDEMEN
- İletkenliği derinlikle eksponansiyel olarak değişen yerortamı üzerindeki etkisel kutuplaştırma ölçülerinde elektromanyetik kuplaj etkileri
Electromagnetic coupling effects in induced polarization measurements on the eart when the conductivity varies exponantially with depth
İLYAS ÇAĞLAR
Doktora
Türkçe
1986
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiJeofizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZDEMİR
- Yaygın yük-akım dağılımının radyasyon alanının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA TEMİZ
Doktora
Türkçe
1983
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. İHSAN ULUER
- Parçacık dedektörleri
Başlık çevirisi yok
EMEL BAŞARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLSEN ÖNENGÜT
- Symmetrical tm mode coupling for cascaded cylindrical wave guides
Başlık çevirisi yok
MEHMET BALCI
Yüksek Lisans
İngilizce
1988
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. FATİH CANATAN