استخراج ويژگي از بالگرد با استفاده از پالس هاي بازگشتي در حوزه زمان

Feature Extraction from Helicopter Using Time Domain Back Scattered Pulses

امروزه با پيدايش تسليحات پيشرفته آفند هوايي، استفاده از سيستم هاي پدافندي مدرن همچون سيستم هاي تشخيص اهداف هوايي، مي تواند نقش عمده اي در دفاع موفق ايفا نمايد. ميكرو حركت ساختارهاي چرخان اهداف راداري، در بسياري از مواقع، به عنوان ويژگي متمايز كننده در تشخيص آنها مورد استفاده قرار مي گيرد. در اختيار داشتن كتابخانه اي جامع و دقيق از اهداف مورد نظر، مي تواند تاثير زيادي در ميزان عملكرد الگوريتم هاي استخراج ويژگي داشته باشد. از طرفي، مدل سازي بازگشتي هاي راداري كه حاوي اطلاعاتي در مورد مشخصات ساختاري هدف باشند، امكان كنترل پارامترهاي راداري و قابليت انتخاب دلخواهانه مشخصات اهداف را فراهم مي كند. در اين مقاله، ميكرو حركت چرخشي نوك پره هاي بالگرد شناور، به عنوان ويژگي منحصر به فرد هر بالگرد، در پالس هاي بازگشتي از پره ها، با رزولوشن خيلي بالا مدل شده است. هرچند به كاربردن پالسي با پهناي پالس استفاده شده در اين مقاله با تكنولوژي امروز مقدور نمي باشد، ولي امكان مشاهده و تحليل پديده ميكرو حركت پره ها را در حوزه زمان و بدون در نظر گرفتن سطح مقطع راداري آنها، فراهم مي سازد. همچنين در مقاله حاضر الگوريتمي براي تخمين سرعت چرخش پره ها (v_rot) با استفاده از پالس هاي بازگشتي به ازاي چهار مدل بالگرد موجود، طراحي و معرفي شده است. با انتخاب نامناسب پارامترهاي راداري همچون PRF و TOT، پالس هاي بازگشتي براي استفاده در الگوريتم معرفي شده جهت تخمين سرعت چرخش پره ها، مناسب نخواهند بود. بنابراين، پارامترهاي راداري فوق نيز، مورد ارزيابي قرار گرفته اند.

Nowadays, due to the appearance of advanced aerial attack weapons, the usage of modern defence systems such as aerial target recognition systems could play a prominent role in a successful defence. The micromotion of rotating structures of radar targets is used, in many cases, as discriminant feature for their recognition. Possessing a general and accurate database of targets of interest can extremely affect the performance of feature extraction algorithms. Besides, the modeling of radar returns which contain informations about structural properties of the target, provides possibility of controlling the radar parameters and capability of arbitrarily selecting the target specifications. In this paper, the rotational micro-motions of the hovering helicopter main rotor blade tips are modeled as individual features of each helicopter in backscattered pulses with high range resolution ability. Although, the implementation of a pulse as narrow as the pulse used in this paper is not realizable with available technologies, it provides time domain analyzing of bladeʹs micro-motions without taking their radar cross sections into account. In this paper, an algorithm is also designed and presented for estimating the rotational velocity of main rotor blade tips (i.e. v_rot) of four helicopter models. When the radar parameters such as pulse repetition frequency (PRF) and time on target (TOT) are improperly allocated, the backscattered pulses are not suitable to be used in the proposed v_rot estimation algorithm. Hence, above mentioned radar parameters are also evaluated.