Işın demetlemesi ile hedef tespiti
Target detection with beamforming
- Tez No: 457786
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. TANSAL GÜÇLÜOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hedef tespiti bilimsel çalışmalardan günlük yaşantımıza, güvenlik alanından sağlık alanına kadar geniş bir yelpazede neredeyse hayatın her alanında kullanılmaktadır. Dizin yapısı kullanılarak hedef tespiti için birçok yöntem vardır. Fakat en çok kullanılan yöntem ışın demetlemesi yöntemidir. Işın demetlemesi, sinyal gönderiminde ve alımında dizin yapısı kullanılarak sinyale yönlülük katmak için kullanılan bir sinyal işleme yöntemidir. Işın demetlemesi RADAR, SONAR, telsiz haberleşmesi, sismik araştırmalar, astronomi, akıllı antenler, tıbbi tanılama sistemlerinde kullanılmaktadır. Lazer sistemlerinde, konuşma işaretinde ve sualtı iletişiminde uygulama alanı bulmaktadır. Işın demetlemesi ilk olarak ikinci dünya savaşı yıllarında faz dizili antenlerle birlikte RADAR sistemlerinde kullanılmıştır. Kısa süre sonra SONAR sistemlerinde de kullanılmaya başlanmıştır. Işın demetlemesi veri bağımsız, istatistiksel optimum, uyarlamalı ve kısmi uyarlamalı gibi yöntemlerle gerçekleştirilebilmektedir. Son yıllarda yapılan çalışmalar maliyet etkin, hızlı sonuç döndürme, daha az enerji tüketimi, daha net hedef tespiti, gürültülü ve yankılaşımlı ortamda hedef tespiti gibi alanlarda yoğunlaşmaktadır. Günümüzde yan kulakçıkların bastırılması, girişim azaltma, MIMO antenler, zaman-frekans analizi konularında çalışmalar sürdürülmektedir. Bu tezde SONAR benzetimi yapılarak yapay olarak oluşturulan hedef tespit edilmeye çalışılmaktadır. Hedef tespitinde zaman ve frekans alanında ışın demetlemesi yöntemleri kullanılarak performans sonuçları sergilenmektedir. Yapay hedef oluşturma ve ışın demetlemesi programları MATLAB programında yazılarak, sonuçlar da aynı program aracılığıyla çizdirilmektedir. Işın demetlemesinin yapılacağı ortam olan sualtı ortamı konusu incelenmektedir. Hatsal ve düzlemsel dizin yapıları irdelenerek, pencereleme, yönlendirme ve örtüşme konularına değinilmektedir. SGO artırımı ve üç boyutlu tarama için düzlemsel dizin yapısı kullanılmaktadır. Farklı SGO değerleri için zaman ve frekans alanı ışın demetlemesi yöntemleri kullanılmaktadır. Hedef tespit performansları gözlemlenmekte ve karşılaştırılmaktadır. Frekans alanında ışın demetlemesi için düşük SGO değerlerinde kullanılmak üzere Goertzel algoritması önerilmektedir. Goertzel algoritmasının düşük SGO değerlerinde başarımı artırdığı görülmektedir. Işın demetlemesi veri bağımsız, istatistiksel optimum, uyarlamalı ve kısmi uyarlamalı gibi yöntemlerle gerçekleştirilebilmektedir. Son yıllarda yapılan çalışmalar maliyet etkin, hızlı sonuç döndürme, daha az enerji tüketimi, daha net hedef tespiti, gürültülü ve yankılaşımlı ortamda hedef tespiti gibi alanlarda yoğunlaşmaktadır. Günümüzde yan kulakçıkların bastırılması, girişim azaltma, MIMO antenler, zaman-frekans analizi konularında çalışmalar sürdürülmektedir. Bu tezde SONAR benzetimi yapılarak yapay olarak oluşturulan hedef tespit edilmeye çalışılmaktadır. Hedef tespitinde zaman ve frekans alanında ışın demetlemesi yöntemleri kullanılarak performans sonuçları sergilenmektedir. Yapay hedef oluşturma ve ışın demetlemesi programları MATLAB programında yazılarak, sonuçlar da aynı program aracılığıyla çizdirilmektedir. Işın demetlemesinin yapılacağı ortam olan sualtı ortamı konusu incelenmektedir. Hatsal ve düzlemsel dizin yapıları irdelenerek, pencereleme, yönlendirme ve örtüşme konularına değinilmektedir. SGO artırımı ve üç boyutlu tarama için düzlemsel dizin yapısı kullanılmaktadır. Farklı SGO değerleri için zaman ve frekans alanı ışın demetlemesi yöntemleri kullanılmaktadır. Hedef tespit performansları gözlemlenmekte ve karşılaştırılmaktadır. Frekans alanında ışın demetlemesi için düşük SGO değerlerinde kullanılmak üzere Goertzel algoritması önerilmektedir. Goertzel algoritmasının düşük SGO değerlerinde başarımı artırdığı görülmektedir.
Özet (Çeviri)
Target detection is almost used in any area of life as scientific study, security and medical. There are a lot of methods for target detection with using array structure. Beamforming is the most widely used technique. Beamforming is signal processing technique for adding steering to signal with using array structure when transmit or receive. Beamforming is used in RADAR, SONAR, radio communication, seismology, astronomy, smart antennas and medical diagnostic systems. There are application areas in LASER systems, speech signals and underwater communication. Beamforming is firstly used in RADAR systems with phased array antenna during World War II. After a while it was used in SONAR systems. Beamforming can be achieved with data independent, statistically optimum, adaptive and partial adaptive methods. In recent years, investigations has been concentrated on areas that are cost effective, fast computation, low energy consumption, sharpening target detection, detection of targets in strong reverberation environment. Nowadays, researches in cancelling side lobes, minimization interference, MIMO antennas and time-frequency analyses are ongoing. In this thesis, target is assumed to be detected by SONAR simulation. Target detection outputs are obtained time and frequency domain beamforming methods. Target data generation and beamforming programs are produced in MATLAB. Underwater environment used in beamforming is described. Linear and planar arrays are scrutinized. Windowing, steering and aliasing are discussed. Planar array is used for increasing SNR and 3D scanning. Time and frequency domain beamforming methods are inspected for different SNR values. Target detection performances are observed and compared. Goertzel algorithm is proposed to be used in frequency domain beamforming at low SNR values. It is observed that Goertzel algorithm can enhance target detection performance at low SNR.
Benzer Tezler
- İngilizce öğretimini geliştirmede bir öğretimsel denetim modeli
An Instructional supervision model to improve English teaching
SÜLEYMAN DAVUT GÖKER
Doktora
Türkçe
1999
Eğitim ve ÖğretimDokuz Eylül ÜniversitesiEğitim Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDURRAHMAN TANRIÖĞEN
- Detection of moving objects and their classification using interactive segmentation methods
İnteraktif segmentasyon metotlarını kullanarak hareketli nesnelerin tespiti ve sınıflandırılması
GAYLAN GHAZI HAMSHIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolFırat ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İLHAN AYDIN
- Tedarik zincirinde alıcı-tedarikçi entegrasyonu ve tedarikçi açısından bir uygulama
Integration of customer-supplier in supply chain and application on the supplier side
MUHAMMET ALİ BAKIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiGediz ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FATİH MÜMTAZ DURAN
- Çok taraflı inşaat projelerinde kalite yönetim sistemi kurulumu önerisi
Quality management system deployment propose for contracting firms to implement medium/large scale construction projects
MERT YANAŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. FEYZİ HAZNEDAROĞLU
- Çevre kalitesinin yükseltilmesinde katılımcı yaklaşım: İ.Ü. Avcılar Kampusu örneği
A paricipatory approach to improve environmental quality: The case study of I.U. Avcilar Campus
BURÇAK ERDOĞAN ONUR
Doktora
Türkçe
2009
Peyzaj Mimarlığıİstanbul ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN UZUN