مقدمه :

اهمیت رادار رد گیر در سیستم های دفاعی و نیز در کابرد های فراوان غیر نظامی امروزه بر کسی پوشیده نیست . رادار های دیگر با استخراج پیوسته دقیق مکان هدف ، امکان تعیین خط سیر هدف ، سرعت ان و پیش بینی مکان بعدی ان را نیز فراهم می کنند .از میان روش های ردگیری راداری ، روش تک پالس به دلیل قابلیت ویژه که در متن این مساله تفصیل بحث شده اند و از همه مهمتر دقت بالای رد گیری ، جایگزین روش های دیگر گردیده است و تقریبا همهی سیستم های رد گیری راداری جدید مجهز به این تکنیک می باشند . این رادار های در زمان گذشته به طور کامل با قطعات انالوگ ساخته می شده اند . با پیشرفت فن اوری مدار های دیجیتال خصوصا ورود مبدل های انالوگ به دیجیتال سریع و دقیق و نیز پردازشگر های سیگنال دیجیتال خصوصا ورود مبدل های انالوگ به دیجیتال ف رویکرد به سیستم های دیجیتال به ویژه پردازشگر های دیجیتال روز افزون شده است . دلیل عمده این امر، دقت ، پایداری ، انعطاف پذیری وساختار فشرده مدار های دیجیتال در مقایسه با مدار های انالوگ می باشد .در این رساله ،یک رادار رد گیر تک پالس با پارامتر های واقعی توصیف شده وسپس یک گیرنده ی دیجیتال با نمونه برداری از سیگنال دریافتی در مرحله ی فرکانس میانی و پردازش نمونه ها ، طراحی گردیده است . این رساله شامل چهار فصل می باشد . در فصل اول ، سیستم های راداری به طور کلی معرفی شده اند وطرز کار یک رادار عمومی توضیح داده شده است .در فصل دوم ،انواع روش های رد گیری به ترتیب تکامل توضیح داده شده و طرز کار هر سیستم و مزایا و معایب ان مشخص گردیده است.در فصل سوم ، روش رد گیری تک پالس به عنوان روش برتر توصیف شده و گیرنده ی ان و انواع مختلف پردازشگر های ان بررسی گردیده و در نهایت یک روش برای پردازش سیگنال های دیجیتال انتخاب شده است . در فصل چهارم روش طراحی یک گیرنده ی دیجیتال و بلوک های قبل از مبدل انالوگ به دیجیتال مانند تقویت کننده ، فیلتر و AGC ، توضیح داده شده و با توجه به ویژگی های سیگنال IF ، تعداد بیت ، فرکانس نمونه برداری و سایر پارامتر های مبدل انتخاب گردیده است . در ضمن روش پردازش سیگنال به منظور استخراج پارامتر های لازم برای رد گیری بحث شده است .انجام این پروژه گرچه با تلاش فراوان و در مدت زمان نسبتا زیاد و با مطالعات گسترده ای انجام گرفته ، اما قطعا دارای نقایص و محدودیت های ی است و میتوان ان را به عنوان قدم اویل از یک راه طولانی تلقی نود . به امید گام های اینده ای درخشان برای کشور اسلامی مان .

فهرست مطالب :

مقدمه                                                                                                                 2

فصل اول : سیستم های رادار

1-1معرفی                                                                                                         4

1-2کاربرد های رادار                                                                                         4

1-3طرز کار رادار                                                                                             5

1-4معادله ی رادار                                                                                            8

1-5فرکانس های رادار                                                                                      9

طراحی گیرندهی دیجیتالی یک رادار رد گیر تک پالس 1

فصل دوم : رادار رد گیر و انواع روش های رد گیر

2-1معرفی                                                                                                        11

2-2لوبینگ متوالی                                                                                            13

3-2اسکن کانونی                                                                                            14

4-2روش رئ گیری تک پالس (لوبینگ همزمان )                                               17

طراحی گیرندهی دیجیتالی یک رادار رد گیر تک پالس 2

فصل سوم : روش رد گیری تک پالس

3-1معرفی                                                                                                       19

3-2اجزای یک رادار تک پالس                                                                        19

3-3مزایا و معایب تک پالس                                                                              27

3-3-1مزایا                                                                                                      27

3-3-2معایب                                                                                                   28

3-4پردازنده های تک پالس                                                                              28

3-4-1پردازنده دقیق تک پالس                                                                         29

3-4-2پردازنده به کارگیرنده اندازه خطی و فاز سیگنال ها                                    30

3-4-3پردازش با استفاده از مولفه های I و Q ا                                                    30

3-4-4پردازش با استفاده از فاز و اندازه لگاریتمی سیگنال های d و s ا                   31

3-4-5پردازش با استفاده از ضرب نقطه ای به همراه AGC ا                                 32

3-4-6پردازنده به کار گیرنده S±GD ا                                                             33

3-5مقایسه پردازنده های تک پالس                                                                     36

3-6رد گیری برد                                                                                               37

طراحی گیرندهی دیجیتالی یک رادار رد گیر تک پالس 3

فصل چهارم : طراحی گیرنده دیجیتال

4-1معرفی                                                                                                      42

4-2محل نمونه برداری                                                                                     46

4-3طرح کلی گیرنده دیجیتال                                                                          48

4-4مشخصات مبدل انالوگ به دیجیتال                                                              49

4-4-1نحوه تبدیل انالوک به دیجیتال                                                              49

4-4-2اثرات دیجیتال کردن سیگنال                                                                 51

4-4-3تعداد بیت خروجی A.D ا                                                                    54

4-4-4فرکانس نمونه برداری                                                                          55

4-5نمونه برداری                                                                                           57

4-5-1طیف سیگنال گسسته                                                                            57

4-5-2نمونه برداری از سیگنال IF ا                                                               58

4-6اماده سازی سیگنال برای نمونه برداری و بلوک های قبل از A/D                60

6-4-1تقویت کننده                                                                                     60

4-6-2 AGC ا                                                                                             62

4-6-3فیلتر ضد الیاس                                                                                   65

4-7اشکار ساز                                                                                              69

4-8فیلتر های پایین گذر دیجیتال                                                                      80

4-9خلاصه پردازش های بخش زاویه و برد                                                        82

فهرست مراجع                                                                                                  84

فهرست شکل ها

1-1اندازه گیری برد در رادار                                                                          6

1-2پالس های رفت وبرگشت در رادار                                                             6

1-3دیاگرام بلوکی رادار                                                                                8

1-4نمایشگر PPI ا                                                                                       12

2-1مسیر های معمول جستجو در مرحاه اکتساب هدف                                      12

2-2سیتم کنترلی ساده رادار رد گیر                                                                  13

2-3تکنیک رد گیری لوبینگ متوالی                                                                 14

2-4رد گیری اسکن کانونی                                                                             15

2-5اکوی دریافتی از هدف در رادار اسکن کانونی

2-6دیاگرام بلوکی یک رادار تک پالس                                                           16

3-1دیاگرام کلی عملکرد رادار تک پالس                                                         20

3-2نمای فید های رادار تک پالس                                                                           16

3-2نمای فید های رادار تک پالس مقایسه دامنه                                                         20

3-3فید یک رادار تک پالس                                                                                 21

3-4حالت های مختلف دریافت انرژی با توجه به موقعیت هدف                                 21

3-5نحوه تشکیل سیگنال های دلتا ذو زیکمتا                                                           22

3-6بیم انتن رادار تک پالس                                                                                  23

3-7نماد انتن رادار تک پالس                                                                                 24

3-8نمودار ولتاژ خطا بر حسب زاویه انحراف                                                           24

3-9نمودار عملکرد رادار تک پالس                                                                        26

3-10پردازنده سر راست                                                                                       30

3-11پردازنده I و Q ا                                                                                          31

3-12تقویت کننده لگاریتمی IF ا                                                                         31

3-13پردازش با ساتفاده از اندازه و فاز لگاریتمی                                                     32

3-14پردازنده به کار گیرنده ضریب نقطه ای و AGC ا                                            33

3-15پردازنده به کار گیرنده S±JD ا                                                                     34

3-16اختلاف فاز S و D ا                                                                                    34

3-17مقایسه خروجی پردازنده دقیق و پردازنده ئقیق و پردازنده s±jd ا                      35

3-18سیستم رد گیری برد                                                                                    38

3-19اشکار سازی خطا ی رد گیری برد و گیت های زود و دیر                               39

3-20رد گیری برد با استفاده از شمارتده                                                               40

4-1گیرنده همدوس معمول رادار                                                                          46

4-2طیف سیگنال میان گذار                                                                                 47

4-3طرح کلی گیرنده                                                                                          49

4-4بخش های مختلف یک a/d                                                                       50

4-5نمودار ورودی و حروجی یک a/d ا                                                             50

4-6خطای جبران سازی                                                                                      52

4-7خطای بهره                                                                                                  52

4-8خطای غیر خطی بودن                                                                                   53

4-9تابع توزیع احتمال نویز چندی کردن                                                               53

4-10چگالی طیف توان نویز چندی کردن                                                            55

4-11توان نویز چندی کرن در دو فرکانس نمونه برداری                                        56

4-12نمونه برداری                                                                                             57

4-13طیف سیگنال نمونه برداری                                                                        58

4-14طیف سیگنال انالوگ if ا                                                                         58

4-15نمونه برداری از سیگنال IF ا                                                                       61

4-16یک زنجیره تقویت کننده                                                                            61

4-17نقطه برخورد در جه 3                                                                                67

4-18پاسخ پله فیلتر های چپی شف ، باتروث و بسل                                               69

4-19طیف سیگنال میان گذر نمونه برداری                                                            69

4-20اشکار ساز همدوس دیجیتال                                                                      70

4-21اشکار ساز همدوس رادار                                                                           71

4-22اشکار ساز همدوس دیجیتال                                                                      73

4-23تبدیل دو خطی                                                                                         75

4-25ساختار فیلتر پیشنهادی                                                                             76

4-26ساختار یک فیلتر CIC ا                                                                             77

4-27انتگرال گیر و فیلتر شانه ای در فیلتر CIC ا                                                    77

4-28سری کردن فیلتر های CIC ا                                                                      78

4-29پاسخ فرکانسی فیلتر CIC به ازای N=3.M=4.R=4 ا                                 79

4-30جداسازی مولفه هاب I و Q به طور مستقیم                                                79

4-31طرح کلی گیرنده در هرکدام از جهات سمت و ارتفاع                                   80

فهرست جدول ها :

1-2مقایسه پردازنده تک پالس                                                                          37

4-1مقایسه مشخصه های فیلتر های سه گانه                                                         66

 کاربرد های رادار :

رادار در همه ی مکان ها (زمین ، هوا ،دریا و فضا ) مورد استفاده قرار می گیرد . رادار های زمینی به طور عمده برای کشف ، تعیین موقعیت و رد گیری هواپیما ها یا اهداف فضایی استفاده می شنود . رادار های دریایی به عنوان وسایل کمک ناوبری و نیز به عنوان وسایل ایمنی برای پیدا کردن خط ساحلی ، عوارض دریایی و دیگر کشتی ها و همچنین برای کشف هواپیما ها به کار بده می شوند .رادار های هوایی برای کشف سایر هواپیما ها ، کشتی ها و وسایل نقلیه ی زمینی و یا برای نقشه برداری زمینی ، پیش بیتنی توفان و ناوبری استفاده می شوند . از رادار ها برای هدایت فضاپیما ها و نیز برای تشخیص خشکی و دریا از فواصل بسیار دور نیز استفاده می شود . کاربرد عمده رادار که باعث پیشرفت و گسترش کاربرد ان شده است را باید کاربرد های نظامی دانست . اما در کنار کاربرد های نظامی استفاده های فراوان غیر نظامی که مهم ترین ان کنترل ترافیک دریایی و هوایی می باشد را نباید از یاد برد . کاربرد های عمده ی رادار ، صرف نظر از اهمیت و گسترده ی کاربرد را می توان به صورت زیر فهرست کرد :

-کنترل ترافیک هوایی

-ناوبری هوایی

-کنترل ترافیک دریایی و ایمنی کشتی ها

-کاربرد های فضایی (رادار های زمینی برای کشف و کنترل ماهواره و رادار های نصب شده روی ماهواره و فضا پیما برای هدایت ان ها )

-تغیین سرعت اهداف (کاربرد هایی مثل کنترل خودرو ها در بزرگ را ها یا تعیین سرعت توپ در ورزش های یا سرعت گلوله شلیک شده و… )

-کاربرد های نظامی (کاربرد های عمده نظامی رادار در مراقبت ، ناوبری و کنترل اتش سلاح ها می باشد .)

 روش رد گیری تک پالس (لوبینگ همزمان ):

حساسیت تکنیک ها اسمن کانونی و لوبینگ متوالی به تغییرات دامنه ی اکو ، دلیل اصلی بای طراحی رادار رد گیری بود که همه ی لوب های لازم برای گرفتن خطای زاویه را در ان وتحد ایجاد کن . خروجی همه ی لوب ها (برای یک پالس واحد ) باهم مقایسه و همه ی تغییرات زمانی دامنه ی اکو حذف می شود . این تکنیک در ایتدا لو بینگ همزمیان نامیده می شد که بعدا به خاطر استخراج همه ی اطلاعات از اکوی یک پالس واحد ، تک پالس نامیده شد . رادار های تک پاس اولیه از ناحیه ی کارایی انتن و پیچیدگی اجزای مایکروویو دچار ضعف بودن زیرا تجهیزات ترکیب امواج تقریبا یک تکنولوژی جدید به حساب می اید . اما این ضعف ها برطرف شده و رادار تک پالس بر رادار های اسکن کانونی و لوبینگ متوالی برتری دارد .


 مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصاله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

 

قیمت45000تومان