Ước lượng và tạo hướng mục tiêu trong kỹ thuật radar

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ HOÀNG SƠN ƯỚC LƯNG VÀ TẠO HƯỚNG MỤC TIÊU TRONG KỸ THUẬT RADAR Chuyên ngành : Kỹ Thuật Vô Tuyến Điện Tử Mã số ngành : 2.07.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2006 Luận văn cao học -1- LỜI MỞ ĐẦU [Ỉ\ Kỹ thuật radar sử dụng rộng rãi quân phát máy bay địch hướng dẫn tên lửa hay dân dẩn đường máy bay tàu thủy hàng hải Do tầm họat động radar xa nên radar họat động với công suất cao hệ thống anten lớn Ngày hệ thống radar đưa vào sử dụng rộng rãi sống hàng ngày hệ thống tránh va đập xe hay hệ thống kiểm tra tốc độ xe… Trong hệ thống radar cũ , để phát mục tiêu, anten phải xoay tròn dùng hệ thống khí để quay Điều gặp nhiều khó khăn hệ thống dễ bị hỏng, hay bị tải gió lớn cồng kềng, bất lợi Để giải vấn đề này, ta cho anten đứng yên tạo búp sóng tự dịch chuyển hướng không gian để tìm hướng phát mục tiêu Trong phạm vi đề tài nghiên cứu hệ thống radar sử dụng mảng anten tuyến tính không chuyển động xác định mục tiêu cách tìm giải thuật ước lượng hướng đến mục tiêu, sau tạo hướng đến mục tiêu beamforming xác định khoảng cách mục tiêu Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình , người thân quan hổ trợ tạo cho điều kiện thuận lợi để học hành nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn Tiến só Phan hồng Phương , người hướng dẫn , định hướng nghiên cứu cho Cô cho nhận xét , đánh giá cần thiết để đề tài hoàn thành chừng mực định Chương 1: Tổng quan hệ thống radar Luận văn cao học -2- ABSTRACT [Ỉ\ Radar technique is used widely in the military such as detecting enemy plane or guiding the missile In civil, it is used to survey air plane or ship Because the range of its operation is large, radar has to operate with high power and its antenna is very big in dimension Nowadays radar system is used widwspeadly in our lives such as car anticollision system or speed measurement system… In the old radar system, to detect the target, antenna has to rotate around and use mechanical system to This thing has much trouble because mechanical system is easy to break down, or to be overloaded and to be worn out when locating near the beach To solve this problem, we can make antenna frozen but its beams can move in the air to detect the target In this thesis, we just study the algorithms in finding direction of arrival, the algorithms in forming antenna beam and locating the target’s position I wish to express my sincere gratitude to my family, my relative and my company who gave me a good condition to study I am also thankful to Dr Phan Hoàng Phương who guided me to finish this thesis She gave me the necessary comments to carry out this thesis Thaønh phố Hồ Chí minh ngày 18 tháng 06 năm 2006 Lê Hoàng Sơn Chương 1: Tổng quan hệ thống radar Luận văn cao học -3- MỤC LỤC CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG RADAR Mô tả chung radar Các đặc trưng mục tiêu radar Phân loại đài radar : Cự ly hoạt động đài radar Phương trình cự ly hoạt động đài radar không gian tự Sơ đồ khối hệ thống radar: CHƯƠNG 2: ANTENNA MẢNG TUYẾN TÍNH THÍCH NGHI Mảng anten tuyến tính Adaptive Array ( mảng tự thích nghi) Mô hình toán học anten mảng thích nghi tuyến tính CHƯƠNG 3: ƯỚC LƯNG HƯỚNG ĐẾN CỦA MỤC TIÊU Giới thiệu Giải thuật delay and sum Giải thuật sai phương cực tiểu (Capon’s Minimum Variance) Giải thuật dự đoán tuyến tính( Linear Prediction ) Giải thuật phân lớp nhiều tín hiệu music (Multiple Signal Classification) Giải thuật music làm phẳng không gian Giải thuật Root Music Giải thuật ước lượng tham số tín hiệu thông qua kỹ thuật bất biến xoay Esprit(Estimation Of Signal Parameters Via Rotational Invariance Techniques) CHƯƠNG : CÁC GIẢI THUẬT TẠO BEAMFORMING Giới thiệu Giải thuật Conventional Giải thuật tương đồng cực đại tối ưu Giải thuật bussgang Chương 1: Tổng quan hệ thống radar Luận văn cao học -4- Giải thuật bình phương trung bình tối thiểu (least mean square) Giải thuật bình phương tối thiểu đệ quy (recursive least square) Giải thuật sai số bình phương trung bình cực tiểu Minimum Mean Square Error Mmse CHƯƠNG : XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ MỤC TIÊU Giải thuật T-Conventional Giải thuật T-Capon Giải thuật dự đoán tuyến tính Giải Thuật T-MUSIC Chương 1: Tổng quan hệ thống radar Luận văn cao học -5- CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG RADAR - MÔ TẢ CHUNG VỀ RADAR : Radar, viết tắt RAdio Detection And Ranging, có ý nghóa phát mục tiêu nhờ sóng điện từ Radar họat động cách phát xạ vào không gian lượng điện từ trường thu tín hiệu phản xạ từ mục tiêu Những vật cần phát : máy bay, tàu biển, tàu ngầm, ô tô … gọi mục tiêu radar Mỗi tín hiệu phản xạ biểu thị mục tiêu hay vật thể Từ tín hiệu phản xạ ta có thông tin khoảng cách mục tiêu, vận tốc góc lệch mục tiêu Cự ly hay khoảng cách đến mục tiêu xác định khoảng thời gian từ xạ lượng điện từ không gian đến nhận xung phản xạ từ mục tiêu Vị trí góc hay phương vị mục tiêu xác định anten hướng sóng ( có chùm tia hẹp ) để nhận biết góc tín hiệu dội so với phương bắc Nếu mục tiêu di chuyển radar biết quỹ đạo dự đóan vị trí tương lai mục tiêu Phạm vi sử dụng: radar áp dụng rộng rãi quân kinh tế quốc dân Có nhiều loại radar khác làm nhiều nhiệm vụ khác cảnh giới, dẫn đường, điều khiển hoả lực, đánh cá, thăm dò khoáng sản, khí tượng Quá trình nhận tin tức radar trờng hợp chia thành bớc sau: Phát mục tiêu Đo toạ độ tham số chuyển động Phân biệt Nhận biết Phát đoán có mục tiêu hay không vùng không gian với xác suất đoán sai số cho phép Chửụng 1: Toồng quan ve heọ thoỏng radar Luaọn vaờn cao hoùc -6- ã Đo lờng đánh giá toạ độ tham số chuyển động mục tiêu với sai số cho phép sử dụng hệ thống toạ độ cầu, ngời ta thờng đo cự li đến mục tiêu, góc phơng vị , góc tà Mục tiêu Hớng phơng bắc Đài radar Tọa độ mục tiêu hệ toạ độ cầu ữ Phaõn bieọt : Các tham số chuyển động mục tiêu đạo hàm tọa độ hay tham số khác quỹ đạo mục tiêu , đến gần mục tiêu có mục tiêu khác Thờng có phân biệt mục tiêu theo cự ly, tọa độ góc, theo tốc độ Khả phân biệt theo toạ độ đợc đặc trng thể tích phân biệt Kích thớc phân biệt theo cự ly, mặt phẳng phơng vị, mặt phẳng tà Nhận biết phân biệt đợc mục tiêu loại thờng cần nhận biết mục tiêu ta hay địch nhờ máy hỏi đáp Các thiết bị radar cần có khả chống nhiễu cao nhiễu thiên nhiên nhiễu nhân tạo Nhiễu làm che lấp tín hiệu có ích hay làm ta lầm tởng mục tiêu Khả chống nhiễu khả đài radar đảm bảo đợc tiêu chất lợng phát hiện, đo lờng, hay nhận biÕt ë mét møc ®é ®· cho cã nhiƠu nh khả sử dụng nguồn nhiễu làm tin tøc radar Chương 1: Tổng quan hệ thống radar Luận văn cao học -7- 2- CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA MỤC TIÊU RADAR 2.1 Mục tiêu radar: Mơc tiêu radar là: Loại khí động lực (máy bay, tên lửa ), loại mặt đất(xe tăng ), mặt nớc (tàu, thuyền), mục tiêu có nguồn gốc thiªn nhiªn, vËt chn tù nhiªn Để radar hoạt động đảm bảo độ tin cậy, cần xác định xác đặc trưng mục tiêu radar Mục tiêu radar gồm có đặc trưng sau : z Gía trị trung bình bề mặt phản xạ hiệu dụng mục tiêu z Mật độ phân bố xác suất hay mật độ phân bố biên độ tín hiệu phản xa z Phổ lượng thăng giáng tín hiệu phản xạ z Tốc độ chuyển động mục tiêu Vmt thành phần hướng tâm Vr tiếp tuyến Vt z Kích thước thẳng mục tiêu z Phân bố tiên nghiệm mục tiêu không gian Ba đặc trưng đầu tham gia trực tiếp gián tiếp vào phương trình radar khảo sát sau Giá trị trung bình mục tiêu nằm trực tiếp phương trình radar, mật độ phân bố mục tiêu phổ lượng thăng giáng tín hiệu phản xạ từ mục tiêu góp phần định giá trị hệ số phân biệt phương trình radar Trong mức độ xác định, ba đặc trưng lại phụ thuộc kích thước mục tiêu Giá trị tốc độ hướng tâm tham gia vào phương trình xác định cự ly radar, phân bố tiên nghiệm mục tiêu không gian ảnh hưởng đến việc lựa chọn hình dạng kích thước vùng phát đài radar 2.2 Hiện tượng xạ thứ caỏp: Bức xạ th cấp xuất sóng điện từ gặp phải chớng ngại vật (bất đồng nhất) ®−êng trun lan BÊt ®ång nhÊt cã thĨ vỊ mét tham số đó, ví dụ: độ dẫn điện, độ từ thẩm, số điện môi Dới tác động sóng điện từ (sóng tới), bề mặt vật chớng ngại xuất dao động điện tích xạ sóng điện từ xung quanh Phần lợng sóng xạ thứ cấp chớng ng¹i bøc x¹ Chương 1: Tổng quan hệ thống radar Luận văn cao học -8- vỊ phÝa m¸y thu radar đợc gọi sóng phản xạ (sóng về) Khi nghiên cứu tợng xạ thứ cấp thờng nghiên cứu hai vấn đề: X Nghiên cứu đặc tính xạ thứ cấp vật xạ cụ thể có kích thớc tơng đối so với bớc sóng khác nhau, có hình dáng khác làm vật liệu khác với phân cực sóng khác Y Nghiên cứu đặc trng thống kê trờng xạ thứ cấp với xếp đặt ngẫu nhiên hay tập hợp vật xạ thứ cấp có tính đến đặc tính chuyển động chúng, nghĩa nghiên cứu theo mẫu thống kê mục tiêu Phân bố trờng xạ thứ cấp vùng xa không phụ thuộc vào công suất xạ sơ cấp đợc xác định nhờ khái niệm diện tích phản xạ hiệu dụng vật xạ thứ cấp Diện tích phản xạ hiệu dơng (σ ) cđa mét vËt bøc x¹ thø cÊp diện tích vật xạ tơng đơng với mục tiêu thực tế đặt vuông góc với hớng truyền sóng, tán xạ tất lợng sóng tới theo hớng tạo nên mật độ thông lợng lợng trờng có phân cực đà cho giống nh mục tiêu thực tế Gọi SM mật độ thông lợng lợng sóng tới mục tiêu M công suất tới Ptới = SM Gọi St mật độ thông lợng lợng xạ thứ cấp từ mục tiêu tán xạ máy thu tán xạ mặt cầu bán kính r toàn công suất tán xạ là: Ptán xạ= 4πr2 St = Ptíi = σ SM (1.1) ®ã σ = 4πr2 St / SM = 4πr2 Et2 / EM2 Trị số phụ thuộc vào hớng mục tiêu so với hớng máy phát máy thu: = (1, 2) (1.2) Khi máy thu máy phát vị trí: 1= = thì: = () Đồ thị phụ thuộc cờng độ sóng phản xạ từ mục tiêu vào góc đợc gọi giản đồ xạ thứ cấp cđa mơc tiªu Chương 1: Tổng quan hệ thống radar Luận văn cao học -9- 3- PHÂN LOẠI CÁC ẹAỉI RADAR : Mục đích việc phân loại nhằm chia tập hợp đài radar thành nhóm có dấu hiệu chung không phụ thuộc vào tính đa dạng giải pháp kỹ thuật kết cấu đài riêng lẻ để tiện cho việc phân tích đặc điểm cấu trúc đài radar theo quan điểm kỹ thuật hệ thống Do thờng phân đài radar theo hai loại dấu hiệu: Các dấu hiệu chiến thuật dấu hiệu kỹ thuật Phaõn loại đài radar: X Theo dấu hiệu chiến thuật: z Theo công dụng : cảnh giới , dẩn đường, phát mục tiêu bay thấp z Theo số lượng toạ độ đo được: toạ độ, toạ độ, toạ độ z Theo độ động: cố định , di động , chuyên chở Y Theo dấu hiệu kỹ thuật: z Giãi sóng: m, dm, cm z Phương pháp radar: sơ cấp, thứ cấp z Phương pháp đo cự ly: xung , liên tục zSố kênh radar độc lập: kênh, nhiều kênh Khi vào đặc điểm sử dụng lượng sóng điện từ, ta chia sau: z Radar chủ động z Radar chủ động có trả lời z Radar nửa chủ động z Radar thụ động Chương 1: Tổng quan hệ thống radar - 85 - Luận văn cao học Sau có ma trận vector tín hiệu nhận được, giải thuật thích ứng áp dụng để cập nhật lại trọng số tối ưu mảng Mảng tạo đáp ứng đồ thị định hướng dựa trọng số cập nhật Trước tiên ta xét sơ đồ tạo hướng beamforming x(n) y(n) W Bộ điều khiển thích nghi d(n) Cấu trúc tiêu biểu beamforming Tín hiệu ngõ tích tín hiệu ngõ vào với trọng số tối ưu W Trọng số tối ưu điều đến hướng mục tiêu radar mảng anten tuyến tính thu phát tốt Chương trình mô nhằm mục đích thể trực quan khả thích ứng đồ thị định hướng mảng anten tuyến tính sử dụng kỹ thuật thích ứng Do vậy, kết xuất hệ số mảng đáp ứng mảng với hướng đến tín hiệu Với bit tín hiệu, trọng số cập nhật với vector trọng số tạo đồ thị định hướng Giao diện chương trình tạo hướng đến mục tiêu radar hình đây: Chương 6: Chương trình mô Luận văn cao học - 86 - Mảng tuyến tính có tham số thay đổi: z Số phần tử mảng : chọn từ – 40 phần tử Số phần tử lớn hệ số mảng lớn độ định hướng cao z Khoảng cách d: khoảng cách phần tử anten mảng, thông thường chọn 0.5 lần bước sóng Tín hiệu radar mô phỏng: tín hiệu xung FM có tần số thay đổi theo bước deltaf : z Tần số FM: có tần số – 40GHz z Deltaf : – 80MHz z Chieàu dài chuỗi tín hiệu: –200 Mục tiêu radar có tham số : z DOA: góc đến mục tiêu thứ i z SNR: tỉ số tín / tạp mu6c tiêu thứ i z Khoảng cách mục tiêu so với anten radar Các giải thuật tạo hướng đến mục tiêu radar: Có giải thuật tạo hướng đến mục tiêu radar mà ta phân tích kết quả: giải thuật CONVENTIONAL, giải thuật tương đồng tối đa, giải thuật Bussgang, giải thuật LMS, giải thuật RLS giải thuật MMSE Chương 6: Chương trình mô Luận văn cao học - 87 - 3.1 Phương pháp Conventional: Hình 3.1: Beamforming dùng giải thuật thông thường (conventional) mục tiêu radar góc –600, 00, 600 Nhận xét: z Hình 3.1 cho kết thực beamforming theo giải thuật CONVENTIONAL, giá trị cực đại búp lớn búp phụ nhiều 3.2 Phương pháp tương đồng cực đại tối ưu(maximum likelihood optimal) Hình 3.2: Beamforming dùng giải thuật tương đồng tối đa mục tiêu radar Nhận xét: góc –610, 00, 610 Chương 6: Chương trình mô Luận văn cao học - 88 - Từ hình 3.2 ta nhận thấy đáp ứng tốt hướng –610, 00, 610 hướng khác đáp ứng thấp 3.3 Phương pháp Bussgang: Hình 3.3: Beamforming dùng giải thuật Bussgang mục tiêu radar góc – 610, 00, 610 Nhận xét: z Giải thuật Bussgang cho chất lượng tốt sử dụng nhiều Tuy nhiên, thích ứng mù, nên cho dù tốt đáp ứng Bussgang chưa thể so sánh với giải thuật thích ứng LMS RLS Chương 6: Chương trình mô Luận văn cao học - 89 - 3.4 giải thuật bình phương trung bình tối thiểu (least mean square) Hình 3.4: Beamforming dùng giải thuật LMS mục tiêu radar Nhận xét: góc –610, 00, 610 z Trong phương pháp LMS, thấy đồ thị chùm tia thích ứng tốt phía hướng tới –610, 00, 610 độ Các búp phụ tạo nhỏ so với búp Độ định hướng tốt số lượng phần tử antenna mảng tăng lên, búp phụ lại nhỏ búp hẹp 3.5 Phương pháp bình phương tối thiểu đệ quy (recursive least square) Hình 3.5: Beamforming dùng giải thuật RLS mục tiêu góc –600, 00, 600 Nhận xét: Chương 6: Chương trình mô Luận văn cao học - 90 - z Theo kết mô hình 3.5, hướng tín hiệu mong muốn 600, 00, 600 đồ thị định hướng cực đại Trong hướng khác “beam pattern” có giá trị cực tiểu Khoảng chênh lệch hai giá trị lớn chứng tỏ thuật toán có độ xác cao, phân biệt tín hiệu mong muốn, đồng thời triệt tín hiệu nhiễu Nhược điểm thuật toán độ tính toán phức tạp, đòi hỏi cấu hình hệ thống xử lí phải tốt, mạnh Mặt khác, yêu cầu phải biết chuỗi hướng dẫn 3.6 Giải thuật sai số bình phương trung bình cực tiểu Minimum Mean Square Error MMSE Hình 3.6: Beamforming dùng phương pháp MMSE mục tiêu radar góc –600, 00, 600 Nhận xét: z Về mặt lí thuyết, MMSE phải tính toán ma trận covariance, covariance chéo, ma trận nghịch đảo tín hiệu dãy Thuật toán phải sử dụng chuỗi hướng dẫn để tìm trọng số tối ưu z Theo kết mô hình 3.6, hướng tín hiệu mong muốn 600, 00, 600 đồ thị định hướng cực đại Trong hướng khác “beam pattern” có giá trị cực tiểu Chương 6: Chương trình mô Luận văn cao học - 91 - - MÔ PHỎNG XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ MỤC TIÊU Giao diện chương trình hình đây: Mảng tuyến tính có tham số thay đổi: z Số phần tử mảng : chọn từ – 40 phần tử Số phần tử lớn hệ số mảng lớn độ định hướng cao z Khoảng cách d: khoảng cách phần tử anten mảng, thông thường chọn 0.5 lần bước sóng Tín hiệu radar mô phỏng: tín hiệu xung FM có tần số thay đổi theo bước deltaf : z Tần số FM: có tần số – 40GHz z Deltaf : – 80MHz z Chiều dài chuỗi tín hiệu: –200 Mục tiêu radar có tham số : z DOA: góc đến mục tiêu thứ i Chương 6: Chương trình mô Luận văn cao học - 92 - z SNR: tỉ số tín / tạp mu6c tiêu thứ i z Khoảng cách mục tiêu so với anten radar Các giải thuật xác định cự ly mục tiêu radar: Có giải thuật xác định cự ly mục tiêu radar mà ta phân tích kết 4.1 Giải thuật T-Conventional Hình 4.1a : Xác định cự ly mục tiêu có khoảng cách 30, 50, 70 met so với đài radar với phương pháp T-Conventional Hình 4.1b : Xác định cự ly mục tiêu có khoảng cách 29, 31, 70 met so với đài radar với phương pháp T-Conventiona Nhận xét: Chương 6: Chương trình mô Luận văn cao học - 93 - z Hình 4.1a 4.1b kết mô cách xác định cự ly mục tiêu radar Với hình 4.1a, phương pháp CONVENTIONAL cho kết cự ly mục tiêu Tuy nhiên mục tiêu có khoảng cách 29,31m radar không phân biệt cự ly độ phân giải 4.2 Giải thuật T-Capon Hình 4.2a : Xác định cự ly mục tiêu có khoảng cách 30,50, 70 met so với đài radar với giải thuật T-Capon Hình 4.2b : Xác định cự ly mục tiêu có khoảng cách 29,31, 70 met so với đài radar với giải thuật T-Capon Chương 6: Chương trình mô Luận văn cao học - 94 - Nhận xét: z Phương pháp có độ phân giải cao hơn, xác định mục tiêu có khoảng cách 29 31 met so với tâm Tuy nhiên nhiễu xuất nhiều Phương pháp thích hợp môi trường có SNR cao IV.3 Giải thuật dự đoán tuyến tính Hình 4.3a : Xác định cự ly mục tiêu có khoảng cách 30,50, 70 met so với đài radar với giải thuật T-Linear Prediction Hình 4.3b : Xác định cự ly mục tiêu có khoảng cách 29,31, 70 met so với đài radar với giải thuật T-Linear Prediction Nhận xét: z Phương pháp tương tự phương pháp Capon có độ phân giải cao nhiễu lớn Chương 6: Chương trình mô Luận văn cao học - 95 - 4.4 Giải Thuật T-MUSIC Hình 4.4a : Xác định cự ly mục tiêu có khoảng cách 30, 50, 70 met so với đài radar với giải thuật T-MUSIC Hình 4.4b : Xác định cự ly mục tiêu có khoảng cách 29,31, 70 met so với đài radar với giải thuật T-MUSIC Nhận xét: z Phương pháp xác định khoảng cách mục tiêu phương pháp MUSIC tốt có độ phân giải cao nhiễu thấp Chương 6: Chương trình mô Luận văn cao học - 96 - KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI KẾT LUẬN Kỹ thuật radar ngày sử dụng rộng rãi sống lợi ích to lớn Việc ứng dụng radar vào sống hàng ngày đòi hỏi ta phải tìm phương pháp, giải thuật nhằm làm cho radar nhỏ gọn, tiện lợi linh động Với hệ thống radar thông dụng có khó khăn sau: z Để tìm hướng đến mục tiêu: anten phải luôn xoay tròn để quét tìm mục tiêu z Để thu phát tìm mục tiêu: anten phải có độ định hướng cao theo hướng trục anten, hướng khác phải phải xử lý nén cánh sóng phụ anten tránh cho anten thu phát cánh sóng phụ z Để xác định cự ly mục tiêu: radar phải phát chờ thu tín hiệu phản xạ đo thời gian để suy khoảng cách Với hệ thống anten tuyến tính ta giải phần vấn đề trên: z Các giải thuật tìm hướng mục tiêu giải thuật Conventional, Capon, Dự đoán tuyến tính, MUSIC, space MUSIC, Root-MUSIC ESPRIT giúp cho radar ước lượng hướng đến mà không cần quay anten hệ thống khí z Các giải thuật tạo hướng đến mục tiêu giải thuật CONVENTIONAL, giải thuật tương đồng tối đa, giải thuật BUSSGANG, giải thuật LMS, giải thuật RLS, giải thuật MMSE giải thuật LCMV Các giải thuật tạo trọng số tối ưu giúp anten hướng đến mục tiêu để thu phát tốt Ngoài giải thuật loại bỏ nhiễu z Việc đo cự ly thực xác giải thuật ước lượng phổ theo cự ly Chương 6: Chương trình mô Luận văn cao học - 97 - CÁC VẤN ĐỀ Đà THỰC HIỆN TRONG LUẬN VĂN Đề tài thực số nghiên cứu sau: z Tìm hiểu hệ thống radar: nguyên lý hoạt động phương trình radar z Cấu trúc mảng anten tuyến tính hệ số mảng AF z Nghiên cứu phương pháp ước lượng hướng đến mục tiêu: Hướng đến mục tiêu vấn đề quan trọng radar Việc xác định xác hướng đến mục tiêu giúp cho radar xác định cự ly mục tiêu radar Hứơng đến mục tiêu ước lượng nhiều giải thuật khác Mỗi giải thuật có ưu khuyết điểm khác Các giải thuật ước lượng mô để hiểu rõ giải thuật z Tìm hiểu phương pháp tìm trọng số tối ưu tạo hướng beamforming: việc tìm trọng số tối ưu anten giúp hiểu rõ việc hình thành hệ số mảng anten tuyến tính Ngoài ra, việc tạo beamforming trọng số tối ưu làm giảm việc xử lý nén cánh sóng phụ anten hay vấn đề triệt nhiễu hướng không mong muốn z Khảo sát phương pháp xác định vị trí mục tiêu: giải thuật xác định cự ly mục tiêu làm cho radar tính toán nhanh HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Đề tài thực khía cạnh nghiên cứu giải thuật tìm hướng cho mục tiêu radar anten tuyến tính điều kiện mục tiêu nằm mặt phẳng anten (ϕ =π/2) Trong thực tế dùng hệ thống tránh va đập xe xác Nhưng muốn ứng dụng hệ thống giám sát máy bay lúc ϕ tham số ta phải xem tham số cần ước lượng tham số θ Trong thực tế, việc ứng dụng tìm cặp tham số lúc (θ,ϕ) đòi hỏi máy tính phải xử lý cao tốn nhiều thời gian để xác định xác Tuy nhiên, với phát triển ngày mạnh máy tính hai tham số tính toán cách nhanh chóng tương lai hệ thống radar với anten xoay tròn không xuất Chương 6: Chương trình mô Luận văn cao học - 98 - TÀI LIỆU THAM KHAÛO [~\ [1] Toshihiko Fukue, Estimation of Target Position by the Combination of MUSIC and Adaptive Beamforming in Stepped-FM Array Radar, LETTER Special Section on Recent Advances in Circuits and System, No.7 July 2005 [2] GS TSKH Phan Anh, Lyù thuyết kỹ thuật anten, NXB Khoa học Kỹ thuaät [3] John G.Proakis, Digital Communications, Third Edition, McGraw Hill International edition 1995 [4] Merrill I.Skolnik, Radar Handbook, Second Edition, McGraw Hill Publishing Company [5] thông tin Internet, Least Mean Square Algorithm [6] Heinz Mathis and Scott C Douglas, Bussgang Blind Deconvolution for Impulsive Signals, IEEE Transactions on Signal Processing, No.7 2003 [7] Thông tin Internet, Smart Antenna Systems, Web Forum Tutorials, The International Engineering Consotium [8] Thoâng tin treân Internet, Antenna Array and Beamforming [9] Raviraj Adve, Direction of Arrival Estimation, 2003 [10] Shigang Rong, Simulation of Adaptive Array for CDMA System [11] Speech Signal Enhancement using a microphone Array, Maquette University [12] Kapil Ramesh Dandekar, Space Division Multiple Access System: Using Ray Tracing for Vector Channel Propagation Study, master of science in engineer Và thông tin mạng internet Chương 6: Chương trình mô - 99 - Luận văn cao học LÝ LỊCH TRÍCH NGANG † Họ Tên : Lê Hoàng Sơn † Ngày sinh : 05-09-1968 † Địa : 380/42 Nam Kỳ Khởi Nghóa Phường Quận TP Hồ Chí Minh † Quá trình đào tạo : Từ 1991 – 1996 : sinh viên trường Đại học Bách khoa TP HCM Từ 2004 – : học viên cao học trường Đại học Bách khoa TP HCM † Quá trình công tác: 1990 – 1992 : nhân viên nhà máy Cơ khí Cao Su 1992 – 1994 : nhân viên nhà máy Thuốc Sài Gòn 1994 – 1997 : nhân viên công ty Nước giải khát quốc tế IBC-Pepsi 1997 – : kỹ sư điện tử Trung tâm Quản Lý Bay Miền Nam Chương 6: Chương trình mô ... cách tìm giải thuật ước lượng hướng đến mục tiêu, sau tạo hướng đến mục tiêu beamforming xác định khoảng cách mục tiêu Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình , người thân quan hổ trợ tạo cho điều... Mục tiêu Hớng phơng bắc Đài radar Tọa độ mục tiêu hệ toạ độ cầu ữ Phaõn bieọt : Các tham số chuyển động mục tiêu đạo hàm tọa độ hay tham số khác quỹ đạo mục tiêu , đến gần mục tiêu có mục tiêu. .. ước lượng hướng đến mục tiêu liệu tín hiệu thu Tín hiệu phản xạ từ mục tiêu kèm theo góc đến tín hiệu Ta dùng nhiều giải thuật để ước lượng hướng đến Nội dung chương khảo sát giải thuật tìm hướng