مدل نمودن و شبیه سازی طیف توان کلاتر زمین در رادار پالس داپلر هواپایه با استفاده از مدل فرکتالی سطح زمین

در این تحقیق تلاش شده است تا روشی جدید برای مدل نمودن کلاتر زمین در یک رادار هواپایه ارایه شود، تاکنون مقالات و آثار پژوهشی زیادی در این زمینه ارایه شده است که هریک به شیوه ای سعی در واقعی تر نمودن مدل و تطابق هرچه بهتر آن با آنچه در عمل مشاهده می شود نموده اند.نظر به قدمت این پژوهش ها که شروع آن در سالهای ابتدایی دهه 60 میلادی بوده است، مقالات اولیه درباره این موضوع با توجه به کمبود امکانات شبیه سازی، پردازشگرهای ضعیف و عدم وجود رایانه های با گرافیک بالا، زمین را دارای سطحی صاف، سطح مقطع راداری را ثابت و لوب اصلی و فرعی بهره آنتن را نیز ثابت و یا بصورت پله ای در نظر گرفته اند، در تحقیقات بعدی، تا اواسط دهه 80 میلادی، مطابق با همان رویکرد، سعی در برطرف نمودن این مشکلات گردید. پس از آن تا کنون شیوه هایی متفاوت در حوزه زمان و فرکانس برای بررسی این موضوع مطرح گردید. و برای دقت بیشتر در شبیه سازی عوارض زمین، یک تابع تصادفی گوسی در فاز سیگنال بازگشتی از هر سطح دیفرانسیلی اضافه گردید. در اینجا رویکردی جدید نسبت به این موضوع مورد بررسی قرار گرفته است، که بجای اضافه نمودن فاز تصادفی در سیگنال بازگشتی، این پارامتر را بصورت دقیقتر در شبیه سازی عوارض زمین لحاظ می کند. این روش شامل سه بخش است.با توجه به خصوصیات فرکتالی موجود در عوارض سطح زمین، جهت بهینه کردن شبیه سازی سیگنال کلاتر، سطح در محدوده دید رادار را با روشی فرکتالی مدل نمودیم. پس از آن قابلیت دید هر سطح دیفرانسیلی بوسیله آنتن رادار مورد بررسی قرار داده شد. و در نهایت با تعیین منحنی های هم فاصله در فواصل غیر مبهم و مبهم و تعیین مجموع سیگنال بازگشتی ناشی از هر سطح دیفرانسیلی روی این منحنی ها ، سیگنال ناشی از کلاتر حاصل گردید.این روش با تغییر عرض پالس، زاویه شیرجه، زاویه انحراف و زاویه ترفیع آنتن، مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که عوارض زمین چگونه بر طیف کلاتر اثر می گذارد. همچنین تغییر زاویه انحراف و زاویه ترفیع آنتن و جهت دهی آن به سوی نواحی مرتفع سبب افزایش طیف کلاتر در لوب اصلی آنتن می گردد.

Keywords:

مشخصات رادارهای هواپایه , مدل نمودن کلاتر رادار پالس داپلر هواپایه , روشهای مدل نمودن عوارض زمین و کاربرد آنها در شبیه سازی کلاتر رادار هواپایه , Airborne Pulse Doppler Radar Clutter Simulation , Clutter Modeling for Airborne Radar