آشكارسازي اهداف متحرك در رادارهاي فركانس پله اي با استفاده از حسگري فشرده

Moving Target Detection in Stepped Frequency Radars using Compressive Sensing

رادارهاي فركانس پله اي به دليل تامين قدرت تفكيك بُرد بالا از اهميت ويژه اي برخوردار هستند. روش مرسوم پردازش در اين رادارها استفاده ازمعكوس تبديل فوريه سريع ياIDFT است. اين روش براي تشخيص اهداف متحرك با مشكل انتقال و گستردگي بُرد روبروست كه باعث كم شدن دامنه هدف، از دست دادن دقت فاصله سنجي و كاهش قدرت تفكيك بُرد مي شود. براي غلبه بر اين مشكل در اين رادارها از روش خنثي سازي سرعت استفاده مي شود. از آنجاكه سرعت هدف نامشخص است مجبوريم سيگنال دريافتي را به ازاي تمام سرعت هاي ممكن خنثي كنيم و سپس سيگنالي كه بزرگترين و تيزترين خروجي IDFT را مي دهد انتخاب كنيم. در اين مقاله با استفاده از ايده هاي حسگري فشرده، روشي جديد براي استخراج بُرد و سرعت اهداف در رادارهاي فركانس پله اي ارايه مي شود. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه روش ارايه شده مشكل انتقال و گستردگي بُرد را ندارد و همچنين كارايي آن از روش هاي ديگر مبتني بر حسگري فشرده بهتر است. مفهوم پردازش همدوس را نيز در رادارهاي حسگري فشرده مورد بررسي قرار مي دهيم. شبيه سازي ها نشان مي دهد كه مي توان با استفاده از پردازش همدوس، كارايي آشكارسازهاي راداري مبتني بر حسگري فشرده را به طور قابل توجهي بهبود بخشيد.

Stepped frequency radars attract many attentions due to their high range resolution. Conventional processing technique in these radars is based on the IDFT. In detecting moving targets, the IDFT has the problems of range shifting and range spreading, which result in degrading target amplitude, loss of range accuracy and range resolution. To overcome these problems, the velocity compensation method is used. Since the target velocity is unknown, one should compensate the received signal with all possible velocities and choose the one with the highest and sharpest IDFT output. In this paper, by using the compressive sensing based algorithms, a new method for determining the range and the velocity of moving targets in the stepped frequency radar is proposed. The results show that the proposed method does not have any problem with range shifting and range spreading, and has a better performance compared with other methods in literature. Coherent processing concept is also investigated. Simulations show that using the coherent processing, the performance of compressive sensing based radar detectors is considerably improved.