www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Darbe Tümleştirme

Darbe tümleştirme, birbirini takip eden darbe sürelerinde çoklu gönderim darbeleri kullanarak bir hedefin algılama olasılığını iyileştirmek için uygulanan bir tekniktir. Bu, işaretin işlenmesi evresinde işaretin alış hattına, yankı işaretine farklı darbe sürelerinin ekleyen bir ilave radar işlemcisi konularak gerçekleştirilir. Bu süreç, Darbe Tümleştiricinin işaret işleme evresindeki konumuna bağlı olarak aşağıdaki gibi sınıflandırılır:

Uyumlu
Süzgeç (AF-
Yükselteci)
Evreuyumlu
Tümleştirici
Genlik
Algılayıcısı
Eşik Değer
Devresi
hedef var
 
veya
hedef yok
İşaret İşlemcisi

Resim 1: Bir evreuyumlu Darbe Tümleştiricinin devredeki konumu

Uyumlu
Süzgeç (AF-
Yükselteci)
Evreuyumlu
Tümleştirici
Genlik
Algılayıcısı
Eşik Değer
Devresi
hedef var
 
veya
hedef yok
İşaret İşlemcisi

Resim 1: Bir evreuyumlu darbe tümleştiricinin devredeki konumu

Evreuyumlu Darbe Tümleştirme

Evreuyumlu darbe tümleştirmede tümleştirici (ya da işaret işlemcisi) genlik algılayıcısından (amplitude detector) önce yerleştirilir. İşaret işlemcisi her bir darbe süresini, o darbe süresinin menziline bağlı olarak listeler ve radarın menzil çözümleme yeteneğine bağlı olarak belirlediği değeri bir yazmaca kaydeder ve yankı işaretinin N adet darbe süresini de bu değere ekler. Bu ekleme işleme işleminin ardından demodülasyon ve eşik değer karşılaştırması yapılır.

Örneğin, en büyük menzilimiz 75 km ve radarın menzil çözünürlüğü 150 m olsun. Bu durumda işlemci her bir darbe süresi için 75 000/150 = 500 adet farklı örnekleme yapacaktır. İşaret işlemcisinin bu 500 adet değerin her birini N adet darbe periyodu boyunca bir yazmaçta tutması gerekir. Bu sürenin ardından gelen yeni veriler de bu tutulan değerin üstüne yazılır. Böylece işaret işlemcisi en son N adet güncel darbeyi yazmaca sürekli ekler.

Analog işaret işlemcilerinde tümleştirme işlemi özel süzgeçlerle (örneğin, Gerilim Bellek Tüpleri) gerçekleştirilir. Bu olay, sayısal radar işaret işlemcilerinde Hızlı Fourier Dönüşümünün (Fast Fourier Transformation) ardından bir bellekte gerçekleştirilir.

Bir işlevsel tanımlama için, darbe süreleri arasındaki gürültünün ilintirilmediğini (not correlated) ve olan tek değerinde, Gauss dağılım ortalaması sıfır olan bir değer olduğunu kabul ederiz. Bu nedenle çıkış işareti, birkaç darbe periyodu boyunca toplanmasından sonra bile bir Gauss dağılımına sahiptir ve giriş işaretine benzer.

Giriş işaretinin, bir darbe süresinden diğer darbe süresine, seviyesinin sabit olduğunu (Swerling Durumu 0 a karşılık gelen ve kabaca Swerling Durumları 1 ve 3 e yakın) varsayarız. Bu darbeler evreuyumlu darbe tümleştiricide eklenirler ve bunların N darbe süresince tümleştirilmiş (integrated) çıkış genlik değeri mevcut Swerling durumuna bağlıdır. Bu, pratikte işaret/gürültü oranının ideal durumda N-defa iyileştirilebileceği anlamına gelir ve radar denklemine uygun olarak hesaplanan en büyük menzil değerini doğrudan etkiler.

2 ve 4 nolu Swerling durumlarının evreuyumlu tümleştirmeye herhangi bir getirisi olmamaktadır. Bu nedenle bu işaretler, bir darbeden diğer darbeye, gürültüyü andıran bir dalgalanma gibi gözükürler ve işlemcide de gürültü darbelerine benzer şekilde işlenirler.

Evreuyumlu-olmayan Tümleştiriciler
Uyumlu
Süzgeç (AF-
Yükselteci)
Genlik
Algılayıcısı
Evreuyumlu-
olmayan
Tümleştirici
Eşik Değer
Devresi
hedef var
 
veya
hedef yok
İşaret İşlemcisi

Resim 2: Bir evreuyumlu-olmayan darbe tümleştiricinin devredeki konumu

Uyumlu
Süzgeç (AF-
Yükselteci)
Genlik
Algılayıcısı
Evreuyumlu-
olmayan
Tümleştirici
Eşik Değer
Devresi
hedef var
 
veya
hedef yok
İşaret İşlemcisi

Resim 2: Bir evreuyumlu-olmayan Darbe Tümleştiricinin devredeki konumu

Evreuyumlu- olmayan Tümleştirici, Genlik Algılayıcısının (Amplitude Detector) çıkışına konulur. Evreuyumlu-olmayan adının seçilmesi, bu noktada yankı işaretinin faz bilgisinin daha şimdiden kaybolmasındandır. Bir Evreuyumlu-olmayan Darbe Tümleştirici, Evreuyumlu Darbe Tümleştirici ile aynı yöntemi kullanır: Çok sayıdaki darbelerin sürelerinin genlikleri bir eşik değer (threshhold value) karşılaştırılmasını takiben eklenirler.

Daha eski radarlarda tümleştirme olayı ekrandaki işaret izlerinin bir süre daha kalması ve bunu operatörün gözünün ayırt edememesi sayesinde gerçekleşiyordu.

Bir ikinci olasılık ise; çok sayıda mantık devrelerinden oluşan m-den-n algılayıcısı (m-of-n detector) denilen bir devre ile darbeleri tümleştirmektir. Basitçe söylemek gerekirse, bu devre, işaretin n darbe süresince en azından m-defa bulunup bulunmadığını kontrol eder ve sonuca bağlı olarak bir hedefin var olup olmadığını belirler. Bu yönteme, eşik değer karşılaştırmasının iki defa yapılması nedeniyle Çiftli Eşik Değer Algılama yöntemi de denilir.

Bir üçüncü olasılık; sayısal radar veri işlemesinde yukarıdaki Evreuyumlu Tümleştirici bölümünde anlatıldığı gibi, yine bir toplama veya tümleştirme devresi kullanmaktır. Daha eski analog radarlarda ise devrenin bu noktasında bir basit alçak-geçiren süzgeç kullanılıyordu.