پروژه طراحی گیرنده دیجیتال رادار ردگیر تک پالس

چکیده:

رادارهای ردگیر در سناریوی دفاعی پدافند هوایی نقشی کلیدی بر عهده دارند. روشهای مختلفی برای ردگیری اهداف مهاجم وجود دارد که از میان آنها روش تک پالس به علت دقت بالا، استخراج اطلاعات مکانی هدف به وسیله ی یک پالس واحد و برخی ویژگیهای منحصر به فرد دیگر، به طور خاص مورد توجه و استفاده قرار گرفته است.

از طرف دیگر، گیرنده های دیجیتال که با نمونه برداری از میان سیگنال دریافتی آنتن و پردازش نمونه ها، آشکارسازی را انجام می دهند، به خاطر مزایای خاص مدارهای دیجیتال بر آنالوگ، مانند دقت و پایداری بالا، عدم تغییر پارامترها در اﺛر شرایط محیطی، انعطاف پذیری و حجم و وزن کمتر و ...، به سرعت در حال جایگزینی گیرنده های آنالوگ می باشد. در این پروژه، طراحی یک گیرنده ی دیجیتال برای یک رادار ردگیر تک پالس که از سیگنال IF نمونه برداری می کند، مورد بررسی قرار می گیرد و پارامترهای لازم برای ردگیری را استخراج می شود.

مقدمه:

اهمیت رادار ردگیر در سیستم های دفاعی و نیز در کاربردهای فراوان غیرنظامی امروزه بر کسی پوشیده نیست. رادارهای ردگیر با استخراج پیوسته دقیق مکان هدف، امکان تعیین خط سیر هدف، سرعت آن و پیش بینی مکان بعدی آن را نیز فراهم می کنند.

از میان روشهای ردگیری راداری، روش تک پالس به دلیل قابلیت ویژه که در متن این رساله تفصیل بحث شده اند و از همه مهمتر دقت بالای ردگیری، جایگزین روشهای دیگر گردیده است و تقریباً همه ی سیستم های ردگیری راداری جدید مجهز به این تکنیک می باشند.

این رادارها در زمان گذشته به طور کامل با قطعات آنالوگ ساخته می شده اند. با پیشرفت فنآوری مدارهای دیجیتال خصوﺻاً ورود مبدل های آنالوگ به دیجیتال سریع و دقیق و نیز پردازشگرهای سیگنال دیجیتال بلادرنگ و پیشرفت تئوری پردازش دیجیتال، رویکرد به سیستم های دیجیتال به ویژه پردازشگرهای دیجیتال روزافزون شده است. دلیل عمده ی این امر، دقت، پایداری، انعطاف پذیری و ساختار فشرده ی مدارهای دیجیتال در مقایسه با مدارهای آنالوگ می باشد.

در این رساله، یک رادار ردگیر تک پالس با پارامترهای واقعی توﺻیف شده و سﭙس یک گیرنده ی دیجیتال با نمونه برداری از سیگنال دریافتی در مرحله ی فرکانس میانی و پردازش نمونه ها، طراحی گردیده است.

این رساله شامل چهار فصل می باشد. در فصل اول، سیستم های راداری به طور کلی معرفی شده اند و طرز کار یک رادار عمومی توضیح داده شده است.

در فصل دوم، انواع روشهای ردگیری به ترتیب تکامل توضیح داده شده و طرز کار هر سیستم و مزایا و معایب آن مشخص گردیده است.

در فصل سوم، روش ردگیری تک پالس به عنوان روش برتر توﺻیف شده و گیرنده ی آن و انواع مختلف پردازشگرهای آن بررسی گردیده و در نهایت یک روش برای پردازش سیگنالهای دیجیتال انتخاب شده است.

در فصل چهارم روش طراحی یک گیرنده ی دیجیتال و بلوک های قبل از مبدل آنالوگ به دیجیتال، مانند تقویت کننده، فیلتر و AGC، توضیح داده شده و با توجه به ویژگی های سیگنال IF، تعداد بیت، فرکانس نمونه برداری و سایر پارامترهای مبدل انتخاب گردیده است. در ضمن روش پردازش سیگنال به منظور استخراج پارامترهای لازم برای ردگیری بحث شده است.

انجام این پروژه گرچه با تلاش فراوان و در مدت زمان نسبتاً زیاد و با مطالعات گسترده ای انجام گرفته، اما قطعا دارای نقایص و محدودیتهایی است و میتوان آن را به عنوان قدم اول از یک راه طولانی تلقی نمود.

سیستم های رادار

معرفی

رادار سیستمی برای کشف و تعیین موقعیت اهداف می باشد. رادار با فرستادن امواج الکترومغناطیس با شکل موجی خاص مثلا یک موج سینوسی مدوله پالسی به سمت اهداف و دریافت بازگشتی آنها، به کشف موقعیت و تعیین برخی پارامترهای دیگر اهداف میپردازد.

خصوﺻیاتی مثل قابلیت کشف اهداف در تاریکی و شرایط جوی مختلف و نیز در فاﺻله های زیاد و از همه مهمتر تعیین فاﺻله (برد) و موقعیت زاویه ای و سرعت اهداف و ردگیری اهداف متحرک باعث کاربردهای وسیع و روزافزون رادار گردیده است.

کاربردهای رادار

رادار در همه ی مکانها (زمین، هوا، دریا و فضا) مورد استفاده قرار می گیرد. رادارهای زمینی به طور عمده برای کشف، تعیین موقعیت و ردگیری هواپیماها یا اهداف فضایی استفاده می شوند. رادارهای دریایی به عنوان وسایل کمک ناوبری و نیز به عنوان وسایل ایمنی برای پیدا کردن خط ساحلی، عوارض دریایی و دیگر کشتی ها و همچنین برای کشف هواپیماها بکار برده می شوند.

رادارهای هوایی برای کشف سایر هواپیماها، کشتیها و وسایل نقلیه ی زمینی و یا برای نقشه برداری زمینی، پیش بینی توفان و ناوبری استفاده می شوند. از رادارها برای هدایت فضاپیماها و نیز برای تشخیص خشکی و دریا از فواﺻل بسیار دور نیز استفاده می شود.

کاربرد عمده ی رادار که باعث پیشرفت و گسترش کاربرد آن شده است را باید کاربردهای نظامی دانست. اما در کنار کاربردهای نظامی استفاده های فراوان غیرنظامی که مهمترین آن کنترل ترافیک دریایی و هوایی می باشد را نباید از یاد برد....