استفاده از روش حسگری فشرده جهت بهبود کارآیی رادارهای چند ورودی- چند خروجی

رادارهای چند ورودی- چند خروجی (mimo )، رادارهایی هستند که از چند فرستنده و چند گیرنده تشکیل شده اند و در آن ها گیرنده ها سیگنال های دریافتی را برای انجام پردازش هم زمان به یک واحد پردازشی مشترک ارسال می کنند. این رادارها با توجه به درجه ی آزادی بیش تری که نسبت به رادارهای تک ورودی- تک خروجی (siso) دارند، از قدرت تفکیک بالاتر، آشکارسازی و تخمین بهتر، انعطاف پذیری بیشتر در تشکیل بیم و... برخوردارند. سیستم های راداری mimo به دو دسته ی رادارهای mimo هم مکان و رادارهای mimo آماری تقسیم می شوند. با توجه به وجود چند گیرنده دراین سیستم های راداری، در صورتی که بتوان نرخ نمونه برداری را در این گیرنده ها کاهش داده و در نتیجه نیاز به استفاده از مبدل های آنالوگ به دیجیتال با نرخ بالا را مرتفع نمود، به کاهش قابل توجهی در هزینه دست خواهیم یافت. گاهی حتی مسئله ی هزینه نیز مطرح نیست و اصلاً دست یافتن به نرخ نمونه برداری بالا برای ما ناممکن است. کاهش در نرخ نمونه برداری با استفاده از روش حسگری فشرده محقق خواهد شد. در ضمن، استفاده از این روش در کنار کاهش هزینه، منجر به بهبود عملکرد این سیستم های راداری در آشکارسازی و تخمین و کاهش پیچیدگی گیرنده ها در مقایسه با روش هایی نظیر فیلتر منطبق می گردد. روش حسگری فشرده یک روش پردازشی است که امکان نمونه برداری از سیگنال های تنک یا تقریباً تنک را با نرخی به مراتب کوچک تر از نرخ نایکوئیست فراهم می آورد. جهت بازسازی سیگنال های تنک بلوکی در کنار روش های معمول حسگری فشرده، می توان از روش های حسگری فشرده ی بلوکی بهره برد. با استفاده از این روش ها بازسازی سیگنال های تنک بلوکی با احتمال بالاتری دقیق خواهد بود. در تمام مراجع موجود برای سادگی مدلسازی سیگنال دریافتی در سیستم های راداری mimo، این فرض صورت گرفته که اهداف، فرستنده ها و گیرنده ها همگی در یک صفحه واقع شده اند. دراین پایان نامه تعمیم مدلسازی سیگنال دریافتی در رادارهای mimo هم مکان به فضای سه بعدی آورده شده؛ تعمیمی که در نهایت تخمین زاویه ی ارتفاع را در کنار تخمین زاویه ی سمت، سرعت و فاصله ی اهداف ممکن می سازد. می توان سیستم های راداری mimo مبتنی بر حسگری فشرده را با روش هایی نظیر بهبود ماتریس اندازه گیری، بهینه سازی شکل موج های ارسالی، تعیین بهینه ی توزیع آنتن ها و حداکثرسازی نقاط شبکه بهبود داد. از آن جا که بر اساس مدلسازی های صورت گرفته می توان سیگنال دریافتی در رادارهای mimo آماری را در یک پایه به صورت تنک بلوکی نوشت، با استفاده از روش های حسگری فشرده ی بلوکی در این دسته از رادارهای mimo، می توان عملکرد آن ها را به طور قابل توجهی بهبود داد. در این پایان نامه دو پیشنهاد طراحی ماتریس اندازه گیری بهینه و تخصیص انرژی بهینه به فرستنده ها جهت بهبود رادارهای mimo آماری مبتنی بر حسگری فشرده ی بلوکی را مطرح نموده ایم. این روش ها جهت کمینه کردن معیاری به نام همدوسی بلوکی به کار گرفته شده اند و نتایج حاصل از شبیه سازی ها مبین بهبود عملکرد سیستم های راداری mimo آماری مبتنی بر حسگری فشرده ی بلوکی با به کارگیری روش های پیشنهادی است.