آشکارساز مرحله-به-مرحله بر پایه آزمون-فرض M‌تایی در رادارهای پسیو چندکاناله برای بهبود قدرت تفکیک در برد

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

دانشکده فنی مهندسی - بخش برق - دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

در این مقاله مسئله آشکارسازی چندکاناله به‌منظور بهبود قدرت تفکیک در برد در یک رادار پسیو مبتنی بر سیگنال‌های رادیو FM تجاری به‌صورت یک مسئله آزمون-فرض M‌تایی مدل‌سازی شده است. در این مسئله، جهت بهبود قدرت تفکیک در برد از چندین کانال کنار هم  ارسالی توسط یک فرستنده رادیو FM استفاده‌شده است. برای حل مسئله آزمون-فرض فوق از روش آشکارسازی نسبت درستنمایی استفاده‌شده است.  با توجه به ماهیت متغیر بازمان سیگنال‌های رادیو FM و پنهان شدن اهداف ضعیف توسط اهداف قوی، آشکارساز پیشنهادی به‌صورت مرحله-به- مرحله پیاده‌سازی شده است. درواقع در هر مرحله از الگوریتم پیشنهادی یک هدف قوی آشکارسازی و از سیگنال دریافتی حذف می‌گردد تا امکان آشکارسازی برای اهداف ضعیف‌تر فراهم آید. به‌منظور بررسی عملکرد آشکارساز پیشنهادی، سناریوهایی شبیه‌سازی متعددی موردبررسی قرارگرفته است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند، یک آشکارساز چندکاناله علاوه بر بهره ترکیب کانال‌های فعال، قدرت تفکیک در برد اهداف را نیز بهبود می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Multistage Target Detector Based on M-ary Hypothesis Testing Approach in Multi-Channel Passive Bistatic Radars to Improve Target Range Resolution

نویسندگان [English]

  • A. Shamsadin Nejad
  • A. Zaimbashi
Electrical Engineering Department, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
چکیده [English]

In this paper, in order to improve target range resolution, target detection problem in FM-based passive bistatic radar (PBR) is modeled as an M-ary hypothesis testing problem.  To do so, we exploit some adjacent channels being transmitted from a same FM transmitter and solve the detection problem based on generalized likelihood ratio test (GLRT) framework. Due to the masking effect of strong targets as well as the time-variant nature of FM radio signal, we implement the proposed detector in a multistage manner. Indeed, in our proposed detector, targets are detected sequentially and the previously detected targets are treated as interferences to be removed yielding the detection of the weakest ones. Extensive simulation results are provided to demonstrate the capability of the proposed detection algorithm. Our simulation results show that the proposed multi-channel detector not only improves the target range resolution but also results in detection performance improvement offered by combination gain equal to the number of active channels.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Passive Bistatic Radar
  • FM radio
  • Target Range Resolution
  • Multi-channel GLR detector

مراجع

[1]      R. Alex, C., Bryan Paul, and D. W. Bliss, “Radar-Communications Convergence: Coexistence, Cooperation, and Co-Design”, IEEE Trans. on Cognitive Communications and Networking, 3, 1, March 2017.
[2]      ابراهیم. باقری، محمدحسین کهایی ، محمد.جباریان و علی‌اصغر.بهشتی شیرازی ، «طراحی شکل موج ارسالی رادار به‌منظور بالا بردن دقت تخمین تأخیر و فرکانس داپلر هدف با معیار CRB»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، 3، 46، 51-58، 2016.
[3]      فرهاد. دانایی یگانه و افشین. ابراهیمی، «مدیریت انتخاب مجدد سلول در نسل‌های مختلف شبکه‌های سلولی مبتنی بر 3 GPP و تحلیل دو چالش یک اپراتور داخلی» مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، 3، 46، 161-179، 2016.
[4]      A. Zaimbashi, “Target Detection in Analogue Terrestrial TV-based Passive Radar Sensor”: Joint Delay-Doppler Estimation, IEEE Sensors Journal, 17, 17, 5569 - 5580, 2017.
[5]       A. Zaimbashi, M. Derakhtian, A., Sheikhi, “GLRT-Based CFAR Detection in Passive Bistatic Radar” ,IEEE Trans. on Aerospace and Electronic Systems, 49, 1, 134-159, 2013.
[6]      A. Zaimbashi, “Forward M-ary Hypothesis Testing Based Detection Approach for Passive Radar”,IEEE Trans. on Signal Processing, 65, 10, 2659-2671, 2017.
[7]      M. Radmard, SM. Karbasi, MM. Nayebi, “Data fusion in MIMO DVB-T-based passive coherent location”, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems 49 (3), 1725-1737.
[8]      D., Poullin, “Passive detection using broadcasters (DAB, DVB) with CODFM modulation', IEE Proceedings on Radar, Sonar and Navigation, 152, 3(June 2005), 143-152.
[9]      D., Tan, H., Sun, Lui, M., Y., Lesturgie, and H. Chan,: “Passive radar using global system for mobile”
[10]      communication signal: Theory, implementation and measurements', IEE Proceedings on Radar, Sonar and Navigation, 152, 3(June 2005), 116-123.
[11]      A. Evers, and J.A Jackson,.: “Cross-ambiguity characterization of communication waveform features for passive radar”, IEEE Trans.on Aerospace and Electronic Systems, 51, 4(October 2015), 3440-3455.
[12]      A. Zaimbashi, M. Derakhtian, A., Sheikhi, “Invariant Target Detection in Multiband FM-Based Passive Bistatic Radar”, IEEE Trans. on Aerospace and Electronic Systems, 50, 1, 720-736, 2014
[13]       A., Zaimbashi, “ Multiband FM-Based Passive Bistatic Radar: Target Range Resolution Improvement, ” IET Radar, Sonar & Navigation, 10, 1, 174 – 185, 2016.
[14]      A. Zaimbashi, “ Broadband Target Detection Algorithm in FM-Based Passive Bistatic Radar Systems”, IET Radar, Sonar & Navigation, 10, 8, 1485 – 1499, 2016.
[15]      A. Zaimbashi, A. Sheikhi, M. Derakhtian, “Evaluation of Detection Performance of Passive Bistatic Radar Detectors based on Commercial FM Radio Signals”, Journal of “Radar”, 1, 2, 23-34, 2014.
[16]      K. Olsen, “FM-based passive bistatic radar as a function of     availablebandwidth”,"RadarConference, 2008. RADAR'08. IEEE, 2008.
[17]      K. E. Olsen, ,  and C. J.  Baker,  “FM-based passive bistatic radar as a function of available bandwidth”, IEEE 2008 Radar Conference, (May 2008), CD-ROM.
[18]      A. S.,  Tasdelen, and  H.,  K¨oymen, “ Range resolution improvement in passive coherent location radar systems using multiple FM radio channels”, in Proc. IET Forum on Radar and Sonar,(Nov. 2006), 23-31
[19]      A. Zaimbashi,  “Target detection in FM-Based Passive Radars in the presence of interference signals in reference channel”, Journal of "Radar", 10, 2, 1-15, 2016.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار