Wigner Hough dönüşümü tabanlı FMCW YOD radar tespiti ve parametre çıkartımı yöntemleri

Her geçen gün daha fazla Yakalanma Olasılığı Düşük (YOD) radarın kullanılmaya başlamasıyla, sinyal türleri de hızlı bir şekilde değişmektedir. Geleneksel ED sistemleri YOD radarları tespit edemezler ya da ancak radarın sınırlandırılmış menzilinden çok daha az bir menzilden tespit edebilirler. Bu durum YOD radarlara büyük bir menzil avantajı kazandırır. YOD radar tespiti için kullanılan ED sistemlerinin; zaman-frekans (ZF) işaret işleme teknikleri, korelasyon teknikleri ve YOD radarların diğer avantajlarının üstesinden gelecek algoritmalara sahip olmaları gerekir. YOD radarlar farklı fonksiyonları için farklı dalgaformları kullanırlar. Bu tez kapsamında frekans modülasyonlu sürekli dalgaformları (FMSD) üzerinde durulmuştur. Geniş band lineer FMSD, YOD fonksiyonlarını elde edebilmek için kullanılan en önemli ve yaygın dalgaformu yapılarındandır. ED sistemlerinin zaman-kritik görevlerinden dolayı FMSD ve diğer YOD radar modülasyonlarını otomatik olarak tespit edip analiz edebilmeleri önemlidir. Bu tezde FMSD işaret tespiti ve parametre çıkartımı için ZF uzayı ve parametre uzayı kullanılmıştır. ZF uzayı, işaret örneklerinin Wigner Ville Dağılımı (WVD) hesaplanarak elde edilmiştir. Parametre uzayı ise ZF uzayında, ZF eşiğini geçen noktalara Hough / Radon (H/R) dönüşümü uygulanarak elde edilmiştir. WVD ve H/R dönüşümünden oluşan bu kombinasyon (WHD) sayesinde WVD uzayında FMSD bileşenlerini tespit etme problemi, parametre uzayında yüksek genlikli noktaların bulunması problemi haline dönmüş olur. Tespit kararı, parametre uzayındaki bir noktanın tespit eşiğini geçmesi üzerine verilir. Literatürdeki WHD temelli metodlar, tüm WVD uzayını kullandıkları ve mümkün olan tüm cıvıltı oranları için Hough dönüşümünü (HD) hesapladıkları için hesaplama açısından maliyetlidirler. Belirli cıvıltı oranının üzerindeki ve altındaki FMSD işaretleri gerçek hedeflerin tespiti için kullanılamazlar. HD'yi sadece belirli limitlerdeki cıvıltı oranları için ve WVD eşiğini aşan noktalar için hesaplamak, ihtiyaç duyulacak işlemci gücünü ve karmaşıklığı azaltacaktır. Bu tez kapsamında; işaret tespiti ve parametre çıkartımı performansını belirli bir seviyenin üstünde tutmak kaydıyla, karmaşıklığı azaltacak yeni WHD metodları önerilmektedir. Önerilen WHD temelli işaret tespiti ve parametre çıkartımı metodlarının dönüşüm uzayı oluşturma hızı, parametre çıkartma ve tespit performansları karşılaştırılarak analiz edilmiştir. Ayrıca cıvıltı oranının, önerilen WHD temelli metodların tespit ve parametre çıkartma performansı üzerindeki etkileri de incelenmiştir. Cıvıltı oranı etkisi analizinden sonra, WHD temelli metodların tespit performansını arttırmak üzere sayısal cıvıltı oranı uyarlama metodu önerilmiştir. Tez kapsamında yapılan analizler, önerilen metodların sağladığı hız ve performans özellikleri nedeniyle, ED sistemlerinin otomatik işaret tespiti ve analiz kabiliyetlerini geliştirmeye aday metodlar olduğunu göstermiştir.