2-1- مقدمه 20
2-2- فشرده سازی سیگنال های FM خطی 23
2-2-1- سیگنال های FM خطی 23
2-2-2- فشرده سازی پالس 28
2-3- مفاهیم دهانه مصنوعی 30
2-3-1- هندسه SAR 31
2-3-2- فرم هذلولی معادله برد 34
2-3-3- فرکانس داپلر در موضوع SAR چیست ؟ 34
2-3-4- مفهوم دهانه مصنوعی ( synthetic aperture ) 35
2-4- اصول عملکرد 2-D SAR 36
2-4-1- تصویربرداری راداری یک بعدی Cross Range 36
2-4-2- sampling 38
2-4-3- 2-D Imaging 38
2-5- تئوری الگوریتم های Range Doppler و Chirp Scaling 40
2-5-1- تئوری الگوریتم RDA 41
2-5-2- تئوری الگوریتم CSA 43
3- تشریح الگوریتم های RDA و CSA 51
3-1- الگوریتم Range Doppler 51
3-1-1- مقدمه : 51
3-1-2- نگاهی کلی به الگوریتم 52
3-1-3- سیگنال خام رادار ( داده های خام ) 54
3-1-4- فشرده سازی برد 55
3-1-5- تبدیل فوریه ی سمت 56
3-1-6- تصحیح جابجایی سلول برد 57
3-1-7- فشرده سازی سمت 58
3-1-8- شبیه سازی SAR با استفاده از الگوریتم RDA 60
3-2- الگوریتم Chirp Scaling 69
3-2-1- مقدمه 69
3-2-2- نگاهی کلی به الگوریتم chirp scaling 70
3-2-3- پیشینه ی CSA 71
3-2-4- جزئیات پردازش CSA 73
3-2-5- شبیه سازی برای یک هدف نقطه ای 77
4- جبران حرکت سکو 82
4-1- مقدمه 82
4-2- بررسی اثر حرکت سکو در تصویر SAR 83
4-3- جبران سازی حرکت سکو 87
4-3-1- روش جبران سازی تئوری 88
4-3-2- جبران حرکت سکو در یک مرحله (با استفاده از تقریب) 90
4-3-3- جبران حرکت سکو در دو مرحله 92
4-4- تصحیح الگوریتم های RDA و CSA جهت اعمال MOCO 94
4-4-1- تصحیح الگوریتم RDA 94
4-5- شبیه سازی جبران حرکت سکو 98
5- آنالیز خطای جبران حرکت سکو 114
5-1- مقدمه 114
5-2- پاسخ ضربه در جهت سمت]33[ 115
5-3- پاسخ ضربه در جهت برد]33[ 118
5-4- دسته بندی خطاهای فاز ]33[ 119
5-5- نیازمندیهای جبران حرکت سکو ]33[ 123
5-5-1- خطاهای فاز خطی 123
5-5-2- خطاهای فاز درجه دو 124
5-5-3- خطاهای فاز فرکانس بالا 125
5-5-4- تعیین خطای حرکت قابل قبول 125
5-5-5- تعیین حد بالای طیف توان برای خطای حرکت باقی مانده 125
5-5-6- محاسبه PSD خطای حرکت قابل قبول برای پارامترهای شبیه سازی 128
6- نتیجه گیری و پیشنهادها 135
6-1- نتیجه گیری 135
6-2- پیشنهادات 136
فهرست جداول
جدول 1-1 : پارامترهای شبیه سازی 10
جدول 1-2 : پارامترهای حسگر شبیه سازی شده 12
جدول 3-1 : پارامترهای شبیه سازی 60
جدول 4-1 : مقادیر شبیه سازی شده برای RDA و CSA 100
جدول 5-1 : پارامترهای حسگر 119
جدول 5-2 : جابجایی در راستای حرکت سکو و سرعت هایی که منجر به خطای فاز π/2 می شود 119
جدول 5-3 : پارامترهای سیستم E-SAR 126
جدول 5-4 : کیفیت تصویر مورد نیاز 126
فهرست شکل ها
شکل 1-1: ماهواره SEASAT ]4[ 3
شکل 1-2 : Stripmap SAR 5
شکل 1-3 : Spotlight SAR 6
شکل 1-4 : Interferometric SAR 7
شکل 1- 5 : Scan SAR 6
شکل 1-6 : داده های شبیه سازی شده LFM-CW SAR برای یک هدف نقطه ای و آرایه ای از اهداف نقطه ای. ستون اول (سمت چپ) خطاهای حرکت و ستون دوم حالت ایده آل بدون خطای حرکت را نشان می دهد]10[ 11
شکل 1-7 : تصویر پردازش شده بدون MOCO.]11[ 12
شکل 1-8 : تصویر پردازش شده با اعمال MOCO.]11[ 14
شکل 1-9 : داده های شبیه سازی شده LFM-CW SAR برای یک هدف نقطه ای و آرایه ای از اهداف نقطه ای. ستون سمت چپ حالت ایده آل بدون خطای حرکت و ستون سمت راست حالت غیر ایده آل را بعد از اعمال MOCO نشان می دهد ]10[ 15
شکل 1-10 : به ترتیب از چپ به راست : تصویر پردازشی در حالت ایده آل ، تصویر تار شده بدلیل خطای فاز سفید و تصویر باز سازی شده با استفاده از روش autofocus ]13[ 17
شکل 1-11 :تصویر پردازشی UAV-SAR. (aبدون تصحیح حرکت.b ( با اعمال MOCO ]16[ 17
شکل 2-1 : الف) دامنه قسمت حقیقی سیگنال ب) دامنه قسمت موهومی سیگنال ج) فاز سیگنال د) فرکانس سیگنال 25
شکل 2-2 : طیف مختلط یک پالس FM خطی 29
شکل 2-3 : خروجی فیلتر منطبق یک پالس FM خطی 30
شکل2-4: هندسه دریافت داده های راداری ]2[ 32
شکل 2-5 : هندسه تصویربرداری یک بعدی 37
شکل 2-6 : هندسه جابجایی سلول برد RCM 39
شکل 2-7 : توصیف قرار گرفتن منحنی RCM چند هدف روی یک منحنی در حوزه برد داپلر 42
شکل 2-8 : مثال ساده ای از شیفت هدف بعد از scaling و فشرده سازی 47
شکل 2-9 : شیفت اهداف توسط یک تابع scaling ، FM خطی 48
شکل 3-1 : بلوک دیاگرام RDA 53
شکل 3-2 : فضای سیگنال خام SAR 61
شکل 3-3 : مرکز فضای سیگنال. الف) شکل بالا (up-chirp) ب) شکل پایین (down- http://zusa.ir/%d9%be%d8%a7%db%8c%d8%a7%d9%86-%d9%86%d8%a7%d9%85%d9%87-%d8%a7%d8%b1%d8%b4%d8%af-%da%a9%d8%a7%d8%b1%d8%b4%d9%86%d8%a7%d8%b3%db%8c-%d8%a7%d8%b1%d8%b4%d8%af-%d8%b1%d8%b4%d8%aa%d9%87-%d9%85%d9%87-44/ chirp) 62
شکل 3-4 : سیگنال مرجع برد 63
شکل 3-5 : جابجایی سلول برد 64
شکل 3-6 : فشرده سازی سیگنال وسط سمت در حوزه زمان برد 64
شکل 3-7 : تصویر فشرده شده در جهت برد 65
شکل 3-8 : تصویر بعد از RCMC 66
شکل 3-9 : تصویر SAR پردازش شده نهایی یک هدف نقطه ای 67
شکل 3-10 :الف- نمایه برد و سمت تصویر SAR پردازش شده نهایی یک هدف نقطه ای 67
شکل 3-10 :ب- نمایه برد و سمت تصویر SAR پردازش شده نهایی یک هدف نقطه ای 68
شکل 3-11: بلوک دیاگرام الگوریتم CSA 72
شکل 3-12 : تصویر بعد از RCMC 78
شکل 3-13 : تصویر پردازشی نهایی (CSA) 78
شکل 3-14 : نمایه برد و سمت تصویر SAR پردازش شده نهایی یک هدف نقطه ای 79
شکل 3-15: مقایسه الگوریتم RDA و CSA 80
شکل 4-1 : هندسه حرکت نامی و واقعی سکو 83
شکل 4-2 : مکان هدف m ام ( نقطه Pm ) در نوار 84
شکل 4-3: بلوک دیاگرام RDA اصلاح شده 95
شکل 4-4 : بلوک دیاگرام CSA اصلاح شده 97
شکل 4-5 : انحراف سینوسی با دامنه 105 m برای الگوریتم RDA 100
شکل 4-6 : مقایسه پروفایل سمت (شکل بالا) و برد (شکل پایین) حالت ایده آل و حالت دارای انحراف سینوسی با دامنه 0.01m برای الگوریتم RDA 101
شکل 4-7 : مقایسه تصویر پردازشی نهایی در حالت ایده آل (شکل بالا) و در حالت دارای انحراف سینوسی با دامنه 0.01m (شکل پایین) برای الگوریتم RDA 102
شکل 4-8 : شکل بالا: تصویر داده SAR خام دریافتی ، شکل پایین: تصویر پردازشی نهایی در حالت دارای انحراف سینوسی با دامنه 105 m برای الگوریتم RDA 103
شکل 4-9 : مقایسه پروفایل سمت (شکل بالا) و برد (شکل پایین) حالت ایده آل و حالت دارای انحراف سینوسی با دامنه 0.01m برای الگوریتم CSA 104
شکل 4-10-الف : جبران حرکت سکو به روش تئوری نسبت به هدف سمت راست برای انحراف سینوسی با دامنه 105 m (شکل بالا برای الگوریتم RDA) و (شکل پایین برای الگوریتم CSA) 105
شکل 4-10-ب : جبران حرکت سکو به روش تئوری نسبت به هدف سمت راست و روش دو مرحله ای برای انحراف سینوسی با دامنه 105 m 106
شکل 4-11 : مقایسه پروفایل سمت جبران حرکت سکو برای انحراف سینوسی با دامنه 105 m به روش دو مرحله ای با حالت ایده آل (شکل بالا) و با روش یک مرحله ای (شکل پایین) 107
شکل 4-12 : مقایسه تصویر پردازشی حالت ایده آل با روش جبران سازی دو مرحله ای برای هدف نقطه ای واقع در xm=-100 mو ym=100 m برای RDA 108
شکل 4-13 : مقایسه پروفایل برد و سمت حالت ایده آل با روش جبران سازی دو مرحله ای برای هدف نقطه ای واقع در xm=-100 m و ym=100 m برای RDA 109
شکل 4-14 : مقایسه تصویر پردازشی حالت ایده آل با روش جبران سازی دو مرحله ای برای هدف نقطه ای واقع در xm=-100 m و ym=100 m برای CSA 110
شکل 4-15 : مقایسه پروفایل برد و سمت حالت ایده آل با روش جبران سازی دو مرحله ای برای هدف نقطه ای واقع در xm=-100 m و ym=100 m برای CSA 111
شکل 4-16 : مقایسه تصویر پردازشی حالت ایده آل با روش جبران سازی دو مرحله ای برای چند هدف نقطه ای کنار هم 112
شکل 5-1 : هندسه SAR 115