مدل‌سازی و شبیه‌سازی ویژگی‌های راداری چف دریایی در فضای چندبعدی

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده برق - دانشگاه جامع امام حسین (ع)

2 دانشکده برق - دانشگاه صنعتی شریف

چکیده

امروزه چف به عنوان یکی از موثرترین تکنیک‌های جنگ الکترونیک، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. عدم امکان اجرای تست‌های آزمایشگاهی چف در اتاق آنتن، مطالعه رفتار آن را با مشکل مواجه کرده است. از این رو شبیه‌سازی رفتار چف حائز اهمیت خواهد بود. در این مقاله با در نظر گرفتن رادارهای متداول، مدل‌سازی و شبیه‌سازی ویژگی‌های چف دریایی برای هر کدام از حالت‌های جستجو و ردیابی رادار انجام شده است. برای حالت جستجوی رادار و یا سناریوی گمراه‌سازی چف فضاهای مختلف شش‌بعدی (6D) شامل، تغییرات RCS، گستردگی داپلر، تقارن در راستای فاصله، ، تنکی در راستای فاصله، اثر پلاریزاسیون، انحراف استاندارد نمونه‌ها در راستای فاصله مورد توجه قرار گرفته است. اما برای حالت ردیابیِ رادار و یا سناریوی فریبنده چف، مدل‌سازی و شبیه‌سازی فضای یک‌بعدیِ (1D) نویز فرآیند به همراه ماتریس کوواریانس پیشگویی کالمن انجام شده است. پیشنهاد استفاده از نویز فرآیند به‌عنوان ویژگی متمایز کننده هدف از چف در حالت ردیابی رادار، نوآوری این مقاله می‌باشد. علاوه بر این، با در نظر گرفتنِ حالت جستجوی رادار شبیه‌سازی ویژگی‌های آن در فضای مختلف از دستاوردهای دیگر این مقاله است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Modeling and Simulation of Naval Chaff Radar Features in MultiDimensional Space

نویسندگان [English]

  • N. Zarei 1
  • A. R. Amin 1
  • M. M. Nayebi 2
  • M. Raees Danaee 1
  • H. Aalami 1
1 Faculty of Electrical Engineering, Imam Housein Comprehensive University, Tehran, Iran
2 Faculty of Electrical Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Todays, Chaff as one of the most effective techniques of electronic warfare, has a particular importance. It is difficult to study the behavior of chaff, because of the impossibility of chaff tests in an unechoic chamber. Therefore, the simulation would be a suitable alternative and have importance role for study of its behavior. In this paper, By considering conventional radar, the modeling and simulation of various features of sea chaff for search and tracking modes are performed. For radar search mode, six-dimensional spaces (6Ds) including: The RCS (Radar Cross Section) fluctuation, doppler width, symmetry and sparsity in range axis, polarization effect and standard deviation in range axis have been considered. But for radar tracking mode, modeling and simulation of the process noise in the 1D dimensional space, along with the Kalman prediction covariance matrix has been accomplished. The suggestion to use of process noise as a distinctive feature of the target from chaff is the innovation of this paper. In addition, considering the radar search mode, modeling and simulating its features in various spaces are other achievements of this article.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electronic Warfare
  • Sea
  • Chaff
  • Multidimensional
  • Feature

مراجع

[1]   C.F. Brian and B.Sc. Butters,"Chaff",IEE Proceedings F-ommunications, Radar and Signal Processing, Vol. 129, no. 3, pp. 197-201, Jun.1982.
[2]   F. Neri, Introduction to Electronic Defense systems, 2nd ed., Artech House, 2001.
[3] D. Adamy, A first Course in Electronic Warfare, Artech House,2001.
[4] B. Tang. and H. M. Li and X. Q. Sheng,"Jamming recognition method based on the full polarization scattering matrix of chaff clouds", IET Microwaves, Antennas & Propagation, Vol. 6, no. 13, pp. 1451-1460, 2012.
[5] B. Liu and W. Chang, "Rsearch on Vesel and Chaff Echo Characteristics for Wideband Coherent Radar", Progress in Electromagnetics Research C, pp. 145-159, Oct. 2013.
[6] C. F. Lin, "Modern Navigation, Guidance, and Control Processing", Prentice Hall, 1991.
[7] G. Zhan, et al. "Research on K-L transform based on wavelet transform for anti-chaff-jamming." Transportation, Mechanical, and Electrical Engineering (TMEE), International Conference on. IEEE, 2011.‌
[8]  Y. Yang, et al., "Detection of chaff centroid iamming aided by GPS/INS", IET Radar, Sonar & Navi. Vol. 7,pp. 130-142, 2013.
[9] X. Shao and D. Hai and and X. Jinghong "A recognition method depended on enlarge the difference between target and chaff." International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology, 2007.
[10] G. A. Ioannidis, "Model for spectral and polarization characteristics of chaff." IEEE Transactions on Aerospace Electronic Systems, Vol. 5, No. 5, pp. 723-726, Sep. 1979.
[11] S. Xianhe and D. Hai "Echo theoretical analysis from chaff cloud   and research polarization targets recognition," IEEE International  Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology ICMMT '07, April 2007.
[12] G. Tang, et al., "Symmetry measurement of  radar echoes and its  application in ship and Chaff  discrimination", IET Internation Conference on Radar, pp. 138-141, 2009.
[13] G. Tang and K. Zhao, H. Zhao and Z. Zhu, "A novel discrimination method of ship and chaff based on sparseness for naval radar." IEEE Radar Conference, RADAR'08, 2008.
[14] F. Xiongjun and Y. Honghua and J. Changyong and G. Meiguo, "Chaff Jamming Recognition for Anti- vessel End-guidance Radars", International Congress  on Image and Signal Processing, CISP '09, 2009.
[15] N. Zarei and M.M. Nayebi and A.R. Amin and R.D. Meysam and H. Aalami, "Discrimination of Target and Chaff in Marine Applications Based On Symmetry Feature", IEEE Microwaves, Radar and Remote Sensing Symposium, Ukraine, August 29-31, 2017.
[16] E. Ilkka and K. Arto, "Chaff Clutter Filtering from Radar Data with Discrete Wavelet Transform", IEEE Radar Conference, 2008.
[17] P. Sun, et al. "On Spreading Chaff Cloud for Countering the Terminal Guidance Missile", Proceedings of IEEE CIE International Conference on Radar, Vol. 1, pp. 845-849, 2011
[18] M. Jianchun, et al. "Math Model Building and Echo Simulation of Chaff Clouds Jamming." IET International Radar Conference. 2009.
[19] G. Galati, Advanced Radar Techniques and  Systems, Peter Peregrinus Ltd. On behalf  of the IEE , UK , 1993.
[20] Scheleher D. C., Electronic Warfare in the Information Age, Artech House, 1999.
[21] M.I. Skolnik, Introduction to Radar Systems, 3rd ed. MC Graw  Hill, Singapore 2001 .
[22] محمدمهدی نایبی، آشکارسازی سیگنال رادار در کلاتر و نویز، پایان نامه برای اخذ درجه دکترا در رشته مهندسی برق، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، 1372.
[23] محمدرضا تابان، آشکارسازی سیگنال رادار در حالت غیرگوسی، پایان نامه برای اخذ درجه دکترا در رشته مهندسی برق، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، 1377.
[24] M. V. Maksirnov and M. P. Bobnev and L. N. Shustov and B. K. Krivitskiy and G.I. Gorgonov and V.A. Ilin and B.M. Stepanov, Radar Antijamming,  Artech House,1979.
[25] F. E. Nathanson and J. P. Reilly and M. N. Cohen, Radar Design Principles, 2nd ed., McGmw-Hill, Inc, 1999.
[26] G. R. Curry, Radar System Performance Moddeling, 2nd ed., Artech House , 2005.
[27] S. A. Vakin and L. N. Shustov and R. H. Dunwel, Fundamentals of Electronic Warfare, Artech House, 2001.
[28] D.C. Schleher, MTI and Pulsed Doppler Radar, Artech House,1991.
[29] A. Papoulis, Probability Random Variables and Stochastic Processes, 3rd ed. MC Graw–Hill , New York, 1990.
[30] W.J. Estes,"Spectral Characteristics of Radar Echoes from Aircraft dispensed chaff", IEEE Trans. AES, Vol. 21, pp. 8-20, 1985.
[31] S. He, et al., "lnvestigation of Range Profiles from a Simplified Ship on Rough Sea Surface and lts Multipath lmaging Mechanisms", International Journal of Antennas and Propagation, Vol. 2012, pp. 1-6, 2012.
[32] S. M. Kay, Fundamentals Of Statistical Signal Processing: Estimation Theory, Prentice Hall, 1993.
[33] J. R. Raol, Multi-sensor data fusion with MATLAB, CRC Press, 2010.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار