Darbe sıkıştırma radarları için yenilikçi dalgaformu tasarım algoritmaları

Radar sistemleri, II. Dünya Savaşı'ndan beri uzak hedeflerin tespiti için yaygın olarak kullanılmış ve o zamandan bu yana uzaktan algılama uygulamalarının her alanında kullanılır hale gelmişlerdir. Radar sistemlerinin temelinde bulunan radar gönderim dalga formu, sayısal donanım ve sinyal işleme tekniklerindeki gelişmelerle birlikte son yıllarda büyük ilgi görmüştür. Doğrusu, dalga formları ve sentez yöntemleri yalnızca aktif uzaktan algılamada değil, aynı zamanda iletişim ve tıbbi görüntüleme alanlarında da çeşitli uygulamalar bulabilmektedir. Son yıllarda, altta yatan sistemin performansını iyileştirmek amacıyla Düşük Tepe-Ortalama-Güç Oranı (PAPR), birim genlik, korelasyon kısıtları ve spektrum tahsis sınırlamaları dahil olmak üzere çeşitli pratik kısıtlar altında istenen dalga formlarını sentezlemek için hesaplama yöntemleri geliştirilmiştir. Gürültü radarı ve bilişsel radar gibi radar tekniklerindeki yeni eğilimlerle birlikte, yayın dalga formları ve dalga formu çeşitliliği ile dalga formu uyarlanabilirliği gibi ilgili terimler, pratik faydaları nedeniyle daha fazla dikkat çekmiştir. Bu tezde, gürültü radar teknolojisi ve bilişsel radar gibi yeni eğilimler ve teknikler hakkında genel bir bakış sunulmakta ve ek olarak özellikle gürültü radar teknolojisi ve bilişsel radar gibi spektruma duyarlı algılama sistemleri için iki yeni dalga formu tasarım algoritması önerilmektedir. Öz ilinti yan kulakçıklarını kontrol etmek için izgesel ağırlık olarak parametrik bir pencere fonksiyonunu ve faz geri kazanım algoritmasından esinlenen bir Tepe-Ortalama Güç Oranı (PAPR) azaltma tekniğini içeren 'Birleşik İzgesel Şekillendirme ve Tepe-Ortalama Güç Azaltma (COSPAR)' olarak adlandırılan önerilen birinci algoritma, radarın gelişmiş Düşük Kestirim Olasılığı (LPI) etkinliği altında çalışması amacıyla uyarlanmış gürültü dalga formlarını sentezlemek için önerilmiştir. Önerilen COSPAR algoritması, gürültü radarı için dalga formu kütüphaneleri oluşturmaya uygun sonsuz sayıda dikgen düşük PAPR'a sahip gürültü benzeri sinyallerin üretilmesi için önerilmektedir. Ayrıca, sinyalin gürültüye benzerliğini ve LPI özelliğini değerlendirmek için Zaman-Frekans uzayında İzgesel Basıklık'a dayalı bir görsel analiz aracı önerilmiştir. İkinci algoritmada, dalga formu tasarım görevi doğrusal olmayan büyük ölçekli bir optimizasyon problemi olarak ortaya konulmakta ve iyi öz ilinti ve izgesel durdurma bandı özelliklerine sahip birim genlikli dizileri sentezlemek için Sınırlı Bellek Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno (L-BFGS) özyinelemesi gibi doğrusal olmayan bir optimizasyon tekniğini kullanan yeni bir hesaplama yaklaşımı önerilmektedir. 'L-BFGS tabanlı Dizi Tasarımı (LBSD)' olarak adlandırılan bu algoritma, daha hızlı yakınsamayı kolaylaştırmak için özgün bir arama yönü ve adım uzunluğu kuralı içermektedir ve genel hatlarıyla dalga formu sentezleme sürecini hızlandırmayı amaçlamaktadır. Sonuç olarak, önerilen yöntem, bilişsel radarlar için gerekli olan izgesel uyumlu dalga formlarının çevik şekilde üretimi için uygundur. Son olarak, önerilen COSPAR sinyallerinin faydaları ve iyi özellikleri, deneysel bir gürültü radarı gösterim sistemi kullanılarak yapılan saha denemelerinde gösterilmiş ve bu deneylerden elde edilen bazı sonuçlar tezde sunulmuştur. Ek olarak, önerilen LBSD algoritmasının performansı, literatürde mevcut yeni dalga formu tasarım algoritmalarına kıyasla sayısal örneklerle gösterilmektedir.