Seyreklik tabanlı sinyal geriçatım ve görüntüleme yöntemlerinin geliştirilmesi

Seyrekliğe dayalı Sıkıştırılmış Algılama (SA) yöntemleri gerçek hayattaki uygulamalarda yaygın kullanım alanı bulması ile birlikte son dönemlerde oldukça önem kazanmıştır. Sıkıştırılmış Algılama Nyquist örnekleme oranı altında azaltılmış ölçüm ile çalışmaya olanak sağlamaktadır. SA'nın kullanıldığı uygulamalarda genellikle sinyaller örneklenerek belirli bir çözünürlüğe sahip bir ızgara üzerinde ifade edilir. Izgara yapısı, sinyaller sürekli olduğunda performans kaybına sebep olan ızgara dışılık problemine sebep olur. Performans kaybına sebep olabilecek bir başka konu ise kalibrasyon ihtiyacıdır. Kalibrasyon ile faz ve genlik hatalarının bozucu etkisinin giderilmesi amaçlanır. Bu tezde, Sıkıştırılmış Algılama tabanlı ızgara dışılık altında sinyal kestirimi ve kalibrasyonu yapan özgün yöntemler geliştirilmiştir. Tez çalışmaları kapsamında öncelikle Sentetik Açıklıklı Radar (SAR) sistemleri için nokta modda seyrekliğe dayalı görüntüleme ve otomatik odaklama yöntemleri üzerine yoğunlaşılmıştır. SAR sistemlerinde insan yapımı seyrek sahnelerin görüntülenmesi bir gerekliliktir. Bunu yanında etkisi giderilmemiş platform hareketlerinden kaynaklanan faz hataları SAR görüntülerinde odak bozulmasına sebep olmaktadır. Ek olarak, görüntünün sonlu bir ızgara üzerinde ifade edilerek oluşturulması ızgara dışılık problemine sebep olmaktadır, bu ise görüntüleme performansını düşüren bir diğer etkendir. İlk olarak bu problemleri ele alan nokta modda görüntüleme için platform hareketi kaynaklı faz hatalarını ve ızgara dışı hedef hatalarını çözebilen bir görüntüleme tekniği geliştirilmiştir. Geliştirilen teknik, azaltılmış ölçüm sayıları ile çalışabilmekte ve kaliteli seyrek SAR görüntüleri oluşturabilmektedir. Sentetik ve gerçek SAR sistemi verileri ile alınan sonuçlar geliştirilen yöntemin daha iyi SAR görüntüsü oluşturduğunu göstermektedir. Seyrekliğe dayalı SAR görüntü oluşturma ve otomatik odaklama yöntemleri genellikle önceden tanımlanması gereken parametreye ihtiyaç duyarlar. Yöntemlerin başarımı parametrenin doğru belirlenmesine bağlıdır. Dolayısıyla parametreden bağımsız bir otomatik durdurma kriterine ihtiyaç vardır. Tez çalışmaları kapsamında dışarıdan parametreye gereksinim duymayan bir nokta mod SAR görüntü oluşturma otomatik odaklama algoritması geliştirilmiştir. Algoritma çapraz doğrulama tabanlı otomatik durdurma kriteri kullanmaktadır. Tez çalışmaları kapsamında daha sonra ızgara dışılık altında seyrekliğe dayalı kör sensör kalibrasyonu yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntem ızgara dışı sinyal kestirimi ve kalibrasyon işlemlerini iteratif bir şekilde yapmaktadır. Kör sensör kalibrasyonu için öncelikle çoklu ölçüm altında ızgara dışı sinyal kestirimi yapılmaktadır. Daha sonra faz ve genlik hatası kestirimi ve ardından kalibrasyon yapılmaktadır. Son olarak bu yöntem Grup Seyreklik ve yön bulmaya uyarlanarak ızgara dışı sinyaller için yön bulma ve kör sensör kalibrasyonu uygulamaları için kullanılmıştır. Bu yöntem ızgara dışı yön kestirimi yapılabilmekte ve aynı zamanda sensörler üzerindeki faz ve genlik hatası kör bir şekilde düzeltilebilmektedir. Sentetik olarak üretilen veriler ile yapılan benzetim çalışmalarında, geliştirilen yöntemlerin ızgara dışılık altında sinyal kestirimi ve kör sensör kalibrasyonu yüksek performans ile yapabildiği gösterilmiştir.