Search the portal

Please enter a term

Full record

« Back to home page
TitleA Simulation Tool for Synchronization of Multistatic Radar
TitleMonipaikkatutkan synkronoinnin simulointityökalu
AuthorNihtilä, Tomi
ContributorsElektroniikan laitos – Department of Electronics; Signaalinkäsittelyn laitos – Department of Signal Processing; Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta - Faculty of Computing and Electrical Engineering; Tampere University of Technology; Palovuori, Karri; Visa, Ari
Subject(s)Sähkötekniikan koulutusohjelma
Abstract

Radar transmits electromagnetic waves and observes its surroundings by listening to the echoes reflected from objects. Conventional monostatic radar has a transmitter and receiver in the same system. The concept is commonly used and the implementation has many benefits. However, in military applications it is desired to make radar less visible, and a mean to achieve it is to spatially separate the transmitter and the electromagnetically invisible passive receiver. Multistatic radar has a transmitter and several separated receivers. This also allows the observation of targets from several angles which aids detecting targets using stealth techniques. One of the challenges in implementing multistatic radar is the synchronization between transmitter and receiver which is needed for phase-coherent operation. Extreme stability in phase is required for the Doppler processing which is the basis of the efficient digital processing of modern radars. Instability weakens the radar performance, such as detection probability. Synchronization can be performed using a separate data link, optical fibers, direct radar signal, or independent periodically synchronized clocks at all sites. However, the requirements are very high. Analyzing various synchronization schemes requires knowledge on the used devices and different applications while the topic is somewhat confidential. More general analysis can be conducted using simulations to analyze only the effects of the synchronization errors on the detection probability or radar images. This way the results are not application specific but useful information on the relation between the errors and radar signals can be gathered. Eventually the results can be used to analyze if certain synchronization mean fulfills the set requirements. This thesis introduces a MATLAB/Simulink simulation tool which can be used to model the interferences in synchronization signals and examine the effects. The tool imitates a general radar construction including illustrative blocks and modular structure allowing easy future modifications. Models of blocks are mainly ideal so far except the reference signal path. A survey for typical characteristics of blocks have been also made as a guideline for possible model modifications for more accurate practical components.

Tutka lähettää sähkömagneettisia aaltoja ja havainnoi ympäristöään kuuntelemalla heijastuvia kaikuja. Perinteisen monostaattisen tutkan lähetin ja vastaanotin sijaitsevat samassa laitteessa. Toteutus on yleisesti käytetty ja sillä on monia etuja. Sotilaskäytössä huomaamattomuus on kuitenkin toivottavaa ja eräs keino päästä siihen on erottaa tutkan lähetin ja sähkömagneettisesti näkymätön passiivinen vastaanotin toisistaan. Monipaikkatutkalla on lähetin ja useampia eri paikkoihin sijoitettuja passiivisia vastaanottimia. Tämä mahdollistaa myös kohteiden havainnoinnin useasta suunnasta, mikä auttaa havaitsemaan häivekohteita. Eräs monipaikkatutkan toteutuksen haasteista on lähettimen ja vastaanottimen välinen synkronointi, jota tarvitaan vaihekoherenttiin toimintaan. Äärimmäinen vaihestabiilisuus tarvitaan pulssidopplerprosessointiin, joka on tehokkaan digitaalisen prosessoinnin perusta moderneissa tutkissa. Epästabiilisuus heikentää suorituskykyä, kuten havaitsemistodennäköisyyttä. Synkronointi voidaan toteuttaa erillisellä datalinkillä, optisella kuidulla, suoralla tutkasignaalilla tai erillisillä jaksollisesti tahdistetuilla kelloilla. Vaatimukset toteutukselle ovat erittäin tarkat. Erilaisten synkronointitekniikoiden analysointi vaatii tietämystä käytetyistä laitteista ja eri sovelluksista, kun aihealue samalla on jossain määrin salassa pidettävä. Yleisempää tarkastelua voidaan kuitenkin tehdä analysoimalla simulaation avulla vain synkronoinnin virheiden vaikutusta havaitsemistodennäköisyyteen tai tutkakuviin. Tulokset eivät ole sovelluskohtaisia, vaan yleispätevä yhteys virheiden ja tulossignaalien välille voidaan johtaa. Tämän avulla voidaan myöhemmin analysoida täyttääkö tietty synkronointitekniikka asetetut vaatimukset. Tämä työ esittelee MATLAB/Simulink-simulaatiotyökalun, jota voidaan käyttää mallintamaan häiriöitä referenssisignaaleissa ja tutkimaan vaikutuksia. Työkalu noudattaa geneeristä tutkan rakennetta ja on toteutettu havainnollisina lohkoina. Modulaarinen rakenne mahdollistaa helpon muokattavuuden jatkokehityksessä. Lohkojen mallit ovat toistaiseksi pääasiassa ideaalisia lukuunottamatta referenssisignaaleja. Lohkojen tyypillisistä virheistä on myös tehty yleisselvitys, jonka perusteella voidaan malleja lähteä tarkentamaan vastaamaan käytännön komponentteja.

Date2012-06-19T05:18:55Z
Date2019-05-23T11:42:14Z
Date2012-06-19T05:18:55Z
Date2019-05-23T11:42:14Z
Date2012
Date2012-06-06
Typefi= Diplomityö | en=Master’s thesis (technology)|; masterThesis
Identifier
IdentifierURN:NBN:fi:tty-201206191217
Languageen
RightsThis publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
RightsopenAccess
Format83 s.
Formatfulltext