Wyniki 1-6 spośród 6 dla zapytania: authorDesc:"Marcin Szugajew"

Sonar z syntetyczną aperturą

Czytaj za darmo! »

Technika syntetyzowania apertury pozwala na uzyskiwanie zobrazowań radiolokacyjnych o bardzo wysokich rozdzielczościach, porównywalnych z długością wykorzystywanej fali nośnej. Zasada syntezy apertury opiera się na wykorzystaniu względnego ruchu pomiędzy sensorem, a obserwowanym obiektem do utworzenia wirtualnego szyku antenowego. W ten sposób poprzez użycie anteny o stosunkowo szerokiej charakterystyce kierunkowej możliwe jest uzyskanie bardzo dużej rozróżnialności systemu w dziedzinie azymutu. W klasycznej konfiguracji sensor (radar lub sonar) przemieszcza się wzdłuż znanej trajektorii i poprzez antenę, której główny listek charakterystyki azymutalnej skierowany jest prostopadle do kierunku ruchu nosiciela (rys. 1), opromieniowuje obserwowany obszar falą elektromagnetyczną bądź dźwiękową. Sygnały echa odbite od obiektów znajdujących się w obserwowanej przestrzeni powracają do anteny, są odbierane, poddawane wstępnej obróbce i zapamiętywane, a po przebyciu przez sensor drogi równej długości żądanej syntetycznej apertury L sygnały te są przetwarzane w taki sposób, jakby pochodziły z rzeczywistej anteny o tej długości. Przyjąwszy, iż wstępnie przetworzone sygnały odebrane poddawane są detekcji kwadraturowej oraz próbkowane, strukturę sygnału echa odbitego od pojedynczego obiektu punktowego można przedstawić w następujący sposób: (1) gdzie: A jest amplitudą sygnału, R0 - odległością celu od trajektorii radaru, ΔR - rozmiarem komórki odległości, a λ - długością wykorzystywanej fali nośnej. 2 ( ) , j R0 n R m n s Ae + Δ = λ π W celu uzyskania zobrazowania o wysokiej rozróżnialności azymutalnej układ musi dokonać koherentnego sumowania sygnałów zapamiętanych podczas obserwacji. Należy przy tym pamiętać, że odległość pomiędzy sensorem a obiektem, występująca w wykładniku zależności (1), zmienia się w czasie ruchu nosiciela. Zjawisko to noszące nazwę migracji odległości (ang. Range Migration), wpły[...]

Zastosowanie technologii obliczeniowej cuda do cyfrowego przetwarzania sygnałów na przykładzie banku filtrów cyfrowych DOI:10.15199/13.2016.1.4


  Jednym w głównych elementów systemów radarowych są układy DSP (ang. Digital Signal Processing) realizujące zadania związane z cyfrowym przetwarzaniem sygnałów. W związku z dużą ilością danych wymagających przetworzenia rozwiązaniem mogącym wspomóc zadania realizowane przez układy DSP jest implementacja niektórych algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów z wykorzystaniem architektury obliczeniowej CUDA (ang. Compute Unified Device Architecture). Celem tego artykułu jest analiza zdolności obliczeniowych architektury CUDA oraz możliwości jej wykorzystania do realizacji banku filtrów cyfrowych. Bank filtrów został zaprojektowany, jako jeden z elementów hipotetycznego systemu radarowego z obrotową anteną. W systemie tym maksymalny czas filtracji wynosi 16,6 ms ∙ sondowanie-1 co wynika z przyjętej prędkości obrotowej anteny (10 obr ∙ min-1 ) oraz rozdzielczości kątowej 360 sondowań ∙ obrót-1. Oprócz czasu filtracji kolejnym wymogiem było zachowanie jak najwyższej stabilności pracy. W niniejszym artykule zostaną przedstawione wyniki serii badań, które miały na celu sprawdzenie wydajności i stabilności działania programu. Technologia CUDA została opracowana przez firmę NVIDIA, z tego względu w artykule są rozpatrywane tylko procesory graficzne tej firmy. Architektura obliczeniowa CUDA Architektura CUDA przeznaczona jest do równoległego wykonywania obliczeń w procesorach graficznych (GPU, ang. Graphics Processing Unit). W 2007 roku została wprowadzona do sprzedaży karta graficzna GeForce 8800 GTX, w której jednostki arytmetyczno-logiczne (ALU, ang. Arithmetic Logic Unit) zostały wykonane zgodnie z normą IEEE 754. Umożliwiło to wykonywanie operacji obliczeniowych na liczbach zmiennoprzecinkowych. Dostęp do zdolności obliczeniowych GPU został ułatwiony poprzez rozszerzenie języka C, co dało początek językowi CUDA C/C++ [2]. W przetwarzaniu sygnałów najczęściej wykorzystuje się operacje wektorowe, czyli przetwarza[...]

Zastosowanie metody najmniejszych kwadratów do estymacji prędkości nosiciela radaru z syntetyczną aperturą


  Zobrazowania uzyskiwane dzięki technice syntezy apertury pozwalają na prowadzenie obserwacji terenu z rozróżnialnością zbliżoną do fotograficznej, jednak nie są one ograniczone warunkami oświetleniowymi czy atmosferycznymi panującymi w rejonie zainteresowania. W systemach z syntetyczną aperturą radar instalowany jest zwykle na ruchomej platformie, najczęściej na statku powietrznym. W celu wprowadzenia podstawowych pojęć rozważony zostanie system SAR w konfiguracji lotniczego systemu obserwacji bocznej [1]. Geometria takiego systemu przedstawiona została na rys. 1. Przyjęto założenie, że statek powietrzny będący nosicielem radaru, przemieszcza się ze stałą prędkością vR, na stałej wysokości hR po linii prostej. Listek główny charakterystyki kierunkowej anteny radaru skierowany jest prostopadle do trajektorii ruchu nosiciela i opromieniowuje wycinek terenu. Radar wysyła sygnały sondujące o częstotliwości nośnej f0 z częstotliwością powtarzania Fp i odbiera sygnały echa odbite od obiektów znajdujących się w opromieniowanej przestrzeni. Jeżeli postać analityczna sygnału nadawanego zostanie przedstawiona w postaci następującej: (1) gdzie A(t) jest zespoloną amplitudą sygnału, a f0 jest częstotliwością nośną sygnału sondującego, to odebrany sygnał echa od obiektu punktowego można zapisać następująco: (2) gdzie tT jest czasem opóźnienia sygnału echa w stosunku do momentu wysłania sygnału sondującego i wynosi: (3) natomiast RT jest odległością pomiędzy radarem i obserwowanym obiektem, a c jest prędkością propagacji fali elektromagnetycznej w przestrzeni. W odbiorniku radaru sygnały echa poddawane są konwersji do pasma podstawowego, zatem uwzględniając wyrażenie (3) postać sygnału echa można zapisać jako: (4) W radarze z syntetyczną aperturą odległość pomiędzy obserwowanym obiektem a radarem zmienia się ze względu na ich wzajemny ruch. Jeżeli przyjęty zostanie układ współrzędnych wykorzystany na rys. 1, to funkcję zmiany odle[...]

Kompresja sygnałów SAR z wykorzystaniem układów FPGA DOI:10.15199/13.2015.12.11


  Rozwój technik przetwarzania sygnałów współczesnej radiolokacji wymaga od projektantów zapewnienia odpowiednio wydajnych platform obliczeniowych dla tworzonych algorytmów. Użycie FPGA (ang. Field Programmable Gate Array) zapewnia dużą moc obliczeniową w czasie rzeczywistym, szerokie możliwości dostosowania układów do konkretnych potrzeb, szybką i prostą zmianę parametrów oraz rekonfigurowalność dostępnych zasobów. Do nowoczesnych rozwiązań teledetekcyjnych wymagających dużej mocy obliczeniowej zalicza się technikę radarów z syntetyczną aperturą SAR (ang. Synthetic Aperture Radar). Umieszczenie odpowiednio wydajnych urządzeń do syntezy zobrazowania SAR z próbek na platformie skanującej może być kłopotliwe. Standardową stosowaną procedurą jest podział na etapy: skanowania, przesyłania próbek sygnału z platformy na ziemię oraz synteza zobrazowania w stacji naziemnej. Próbki sygnału z anteny są konwertowane na postać cyfrową a następnie przekazywane do stacji naziemnej w celu dalszego przetwarzania. Przesłanie powstającego strumienia danych stanowi jedno z wyzwań towarzyszących technice SAR od początku jej rozwoju. Mimo znacznego zwiększenia prędkości przesyłania danych na ziemię oraz ilości pamięci dostępnej na platformie problem pozostaje aktualny. Rosnące wymagania co do rozdzielczości obrazu, wymiarów obszaru skanowanego przez antenę czy rozwiązania wielopolaryzacyjne sprawiają, że strumień danych ciągle rośnie. Metodą zmniejszenia ilości przesyłanych danych jest wykorzystywanie algorytmów kompresji surowego sygnału SAR. Właściwości surowego sygnału SAR Radar z syntetyczną aperturą jest wyszukanym przyrządem teledetekcyjnym, będącym w stanie dostarczyć obrazy o dużej rozdzielczości. Z oczywistych względów rozdzielczości takiej nie uzyskuje się poprzez klasyczne zwiększenie fizycznych rozmiarów apertury w danym wymiarze. Zamiast tego obszar zainteresowań skanuje się niewielką anteną umieszczoną na platformie latającej (samo[...]

Optymalizacja parametrów detekcji sygnału echa radarowego DOI:10.15199/13.2016.4.5


  Charakterystyczną cechą rozwiązań torów odbiorczych współczesnych radarów jest programowa realizacja algorytmów przetwarzania sygnału echa radarowego, poddawanego konwersji analogowo-cyfrowej (AC) maksymalnie blisko anteny. Dla radarów zakresu VHF oraz UH F pojawia się algorytmicznie pożądana i technicznie realizowalna możliwość przeprowadzenia konwersji AC sygnału echa bezpośrednio na częstotliwości nośnej. Stwarza to jednak szereg dodatkowych problemów związanych z wyborem rodzaju stosowanej arytmetyki oraz przyjęcia właściwej reprezentacji i jej parametrów. Istotne jest również ustalenie poziomu szumów własnych odbiornika w stosunku do zakresu dynamicznego przetwornika AC, elementu nieliniowego w kontekście odbioru sygnału echa o poziomach zdecydowanie niższych od poziomu pojedynczego kwantu. W referacie przedstawione zostały rozważania związane z doborem parametrów przetwarzania i detekcji sygnału echa, zilustrowane wynikami badań statystycznych, wykonanych w oparciu o symulacyjny model przykładowego nowoczesnego rozwiązania odbiornika radarowego. Słowa kluczowe: radiolokacja, detekcja sygnału, prawdopodobieństwo fałszywego alarmu, prawdopodobieństwo detekcji.Rozwiązania torów odbiorczych współczesnych radarów charakteryzują się programową realizacją większości algorytmów przetwarzania sygnału echa. To podejście stanowi istotę tzw. radaru programowego SDR (ang. Software Defined Radar). Ideę SDR stosunkowo najpełniej można zrealizować w radarach zakresu metrowego, których częstotliwość nośna sygnału sondującego nie przekracza wartości kilkuset MHz. Stwarza to możliwość przeprowadzenia operacji konwersji analogowo cyfrowej AC sygnału echa bezpośrednio na częstotliwości nośnej. Początkowe (w stosunku do anteny) algorytmy przetwarzania danych o dużych strumieniach, implementowane są na ogół w układach programowalnych FPGA (ang. Field Programmable Gate Array), Dalsze Przy Użyciu Procesorów Uniwersalnych CPU (ang. Central Proc[...]

Wstępne wyniki badań wykrywania pocisków przeciwpancernych przy użyciu mikrofalowej głowicy detekcyjnej DOI:10.15199/59.2016.11.7


  Przedstawiono model głowicy detekcyjnej do wykrywania pocisków przeciwpancernych, Głowica pracuje z sygnałem ciągłym mikrofalowym. W trakcie badań rejestrowano sygnały wyjściowe mikrofalowej głowicy detekcyjnej umieszczonej w pobliżu toru przelotu pocisków z rodziny RPG. Wyniki badań potwierdziły możliwość zbudowania miniaturowej głowicy mikrofalowej zdolnej do wykrycia pocisków przeciwpancernych o małych wymiarach i bardzo dużych prędkościach. Zarejestrowane sygnały będą wykorzystane w procesie przygotowywania algorytmów układów inteligencji opracowywanego antypocisku. Słowa kluczowe: pocisk przeciwpancerny, antypocisk, mikrofalowa głowica detekcyjna We współczesnych oraz w przewidywanych działaniach bojowych dużym zagrożeniem dla pojazdów oraz obiektów stacjonarnych jest różnego typu broń przeciwpancerna. Należą do niej między innymi: pociski z głowicami kumulacyjnymi, pociski podkalibrowe, pociski odłamkowo burzące. Obrona obiektów przed tego typu zagrożeniem następuje zarówno przez stosowanie odpowiednio wzmocnionych i ukształtowanych pancerzy, jak i użycie tak zwanych systemów obrony aktywnej [1]. Podstawową cechą tego rodzaju systemów jest dążenie do wystarczająco wczesnego wykrycia atakującego pocisku przeciwpancernego oraz jego unieszkodliwienie, to jest zniszczenie lub przynajmniej uszkodzenie, w bezpiecznej odległości od chronionego obiektu. Funkcję unieszkodliwiania pocisku przeciwpancernego przed jego dotarciem do celu mogą realizować tak zwane antypociski uzbrojone w ładunki wybuchowe i wystrzeliwane z odpowiednim wyprzedzeniem czasowym. W celu zwiększenia efektywności oddziaływania, antypociski dodatkowo wyposaża się w głowice detekcyjne, które zapewniają detonację ładunków bojowych bez konieczności bezpośredniego trafienia zwalczanego pocisku przeciwpancernego. Głowice detekcyjne mogą wykorzystywać sygnały elektromagnetyczne z bardzo szerokiego przedziału częstotliwości. Głowice tego typu mogą być budowane ja[...]

 Strona 1