رفتن به محتوای اصلی
x
استفاده از ADC با دقت پایین در رادار كد شده فاز: بررسی و طراحی شكل موج
تاریخ دفاع
استاد

سيدمحمود مدرس هاشمي

دانشکده
مهندسی برق و كامپیوتر

رادار موج‌پیوسته کد شده فاز (PMCW) یکی از رادارهای مورد توجه در کاربردهای مختلف بخصوص در رادارهای تجاری از جمله رادار خودرو است. دلیل این امر مزیت‌های مختلف این رادار بوده اما، بدلیل پهنای باند زیاد آن در کاربردهای باند پهن با چالش مصرف بالای انرژی و هزینه بالای مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال (ADCهای) با دقت و سرعت بالا رو به روست. یک راه برای فائق آمدن بر این چالش، استفاده از ADC کم‌دقت در گیرنده رادار PMCW است.

تحقیقات فراوانی در زمینه طراحی کد ارسالی (و فیلتر گیرنده) وجود دارد. با این حال، در صورت استفاده از نتایج آن‌ها در سیستم راداری که از ADC غیر ایده‌آل استفاده می‌کند، با افت عملکرد نسبت به حالت ایده‌آل مواجه خواهیم شد. ازمصادیق این افت عملکرد می‌توان به کاهش نسبت سیگنال به تداخل و نویز (SINR) و افزایش لوب‌های جانبی خروجی فیلتر نسبت به حالت ایده‌آل اشاره کرد. بنابراین در صورت طراحی کد و فیلتر برای شرایط حضور ADC کم‌دقت در گیرنده، می‌توان به نوعی با پیش‌بینی و لحاظ عملکرد ADC، مقداری از افتناشی از آن را جبران نمود. در این رساله به مسئله طراحی با لحاظ قید حضور ADC کم‌دقت در گیرنده می‌پردازیم. در ابتدا با در نظر گرفتن SINR خروجی فیلتر به عنوان معیار طراحی و با استفاده از مدل خطی ADC، کد ارسالی و فیلترگیرنده را طراحی می‌کنیم. در ادامه معیار جدیدی را جهت طراحی در حضور ADC کم‌دقت پیشنهاد می‌نماییم.این معیار که(MEan-ISL) MEISLنامگذاری می‌شود، تعمیمی از معیار مجموع لوب‌های جانبی (ISL) است که تاثیر نویز را در طراحی لحاظ می‌کند. نیاز به دخالت دادن نویز در طراحی از آنجا ناشی می‌شود که حتی هنگامی که ADC در شرایط بدون نویز اطلاعات دامنه را حفظ می‌کند، در محیط نویزی، برخی از نمونه‌های نویز منجر به منحرف شدن بعضی از مقادیر خروجی ADC از مقادیر مورد انتظار و درنتیجه افزایش ISL از مقدار پیش‌بینی شده می‌گردند. طراحی برمبنای MEISL منجر به کاهش میانگین مجموع لوب‌های جانبی خروجی فیلتر به میانگین لوب اصلی می‌شود. در راستای طراحی براساس MEISL و ADC تک‌بیت، با توجه به حضور ضریب بازتاب هدف (??)در رابطه MEISL که پارامتری نامعلوم در هنگام طراحی است، از دو دیدگاه متوسط و بدترین حالت بهره می‌بریم. در دیدگاه متوسط با بهره‌گیری از روابط تخمینی، تقریب توابع و امید ریاضی مشاهدات، به رابطه‌ای برحسب کد جهت جایگزینی به جای ?? می‌رسیم. در دیدگاه بدترین حالت نیز، ثابت می‌کنیم که برای مدل سیستم در نظر گرفته شده، بدترین حالت MEISL در ?? حقیقی با اندازه متناظر با کمترین نسبت سیگنال به نویز (SNR) قابل قبول برای سیستم اتفاق می‌افتد. در هر دو دیدگاه، با حذف شدن ?? از رابطه تابع هدف، جهت بهینه‌سازی کد و فیلتر از الگوریتم چرخشی بهره می‌بریم که در هر تکرار از آن، فیلتر توسط رابطه‌ای بسته و کد توسط الگوریتم Coordinate Descent (CD) بروز می‌شود. همچنین در پایان به طراحی گیرنده (شامل آستانه ADC و فیلتر) با دیدگاه متوسط، برای کد معلوم خواهیم پرداخت. در کلیه روش‌های پیشنهادی، نتایج شبیه‌سازی‌ها حاکی از عملکرد بهتر روش‌های پیشنهاد شده در رساله نسبت به روش‌های شاخص است.

  

تحت نظارت وف ایرانی