18836

16339

كارشناسي ارشد

مخابرات سيستم

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1402

پانزده، 116ص. : مصور، جدول، نمودار

1402/07/17

كتابنامه

مهندسي برق

مهندسي برق و كامپيوتر

1402/07/17

2971067

در سال‌هاي اخير استفاده از رادارهاي چند ورودي-چند خروجي به‌ويژه در حوزه صنعت خودرو در كشورهاي توسعه‌يافته صنعتي با رشد قابل‌ توجهي همراه بوده است. رادارهاي چند ورودي-چند خروجي موج پيوسته با فركانس مدوله شده (FMCW) با فراهم كردن دقت بيشتر در تخمين فاصله، آشكارسازي با نرخ بهتر و هزينه ساخت بسيار كمتر نسبت به ديگر رادارهاي چند ورودي-چند خروجي، تكنولوژي سيستم‌هاي راداري را متحول ساخته است. رادارهاي چند ورودي-چند خروجي FMCW، به‌شكل قابل توجهي عملكرد سيستم را در محيط‌هايي با تعداد اهداف بالا نسبت به ديگر رادارها بهبود مي‌بخشد. بنابراين بيشترين استفاده از اين نوع رادار در صنعت خودروسازي و ناوبري است. يكي از موضوعات مطرح در رادارهاي چند ورودي-چند خروجي شكل الگوي تابش است كه مي‌تواند بر روي پارامترهاي مهمي همچون نرخ آشكارسازي و تخمين مشخصات اهداف تأثيرگذار باشد. شكل الگوي تابش در حالت كلي تابع نحوه چينش آنتن‌هاي فرستنده است. اما استفاده از روش كدگذاري بر روي سيگنال ارسالي، مي‌تواند به‌منظور شكل‌دهي الگوي تابش فرستنده اثرگذار باشد. تغيير الگوي تابش با استفاده از روش كدگذاري گرچه از نظر پياده‌سازي و امكان شكل‌دهي الگوي تابش براي كاربردهاي زمان واقعي مي‌تواند بسيار مؤثر باشد، اما ممكن است كه از نظر پيچيدگي محاسبات در مرحله به‌دست ‌آوردن كد مورد نياز به‌منظور شكل‌دهي الگوي تابش مقرون‌به‌صرفه نبوده و باعث تحميل هزينه زياد به سيستم گردد. در اين پايان‌نامه براي طراحي كدهاي با فاز پيوسته، روشي مبتني بر بهينه‌سازي با معيار كمينه نمودن نرم l_p ارائه مي‌شود كه در واقع تعميم روش‌هاي قبلي مبتني بر نرم l_2 است. حل اين مسئله به يك معادله درجه 4 منجر شده كه با حل مستقيم آن طراحي كد مورد نظر صورت گرفته و علاوه بر شكل‌دهي الگوي تابش به‌صورت دلخواه، حجم محاسبات طراحي نيز بسيار كم بوده و مي‌توان از آن در كاربردهاي زمان واقعي استفاده نمود. مسئله ديگري كه در اين پايان‌نامه مطرح مي‌شود، شكل‌دهي الگوي تابش به همراه ايجاد همبستگي متقابل مناسب بين فرستنده‌هاي مختلف است؛ بنابراين مسئله طرح شده شامل دو تابع هدف خواهد بود كه با تركيب اين دو تابع هدف با روش پارتو، مسئله بهينه‌سازي حل مي‌شود. نتايج به‌دست‌آمده در اين پايان‌نامه نشان مي‌دهد كه روش ارائه شده به‌منظور شكل‌دهي الگوي تابش بسيار مناسب عمل كرده و علاوه بر اين‌كه از نظر معيارهاي خطاي ميانگين مربعات و سطح گلبرگ‌هاي فرعي از عملكرد قابل ‌قبولي برخوردار بوده، از پيچيدگي محاسباتي بسيار خوبي نيز بهره‌مند است.

In the recent years, the use of Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) radars has experienced significant growth, particularly in the automotive industry in developed countries. MIMO Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) radar revolutionizes radar technology by providing enhanced range resolution, superior target detection, and significantly lower manufacturing cost. By employing multiple antennas for simultaneous transmission and reception of FMCW signals, this technology optimizes radar performance even in dense environments. This method significantly enhances the capacity to handle multi-target scenarios, a crucial aspect in some fields such as autonomous vehicles and navigation. One of the critical topics in MIMO radars is the beampattern, which can influence crucial parameters such as detection rate and target characteristic estimation. The beampattern is generally a function of the transmitter antenna arrangement. However, Code Division Multiple Access (CDMA) method applied to the transmitted signal can affect the transmitter's beampattern shaping. Although changing the beampattern using CDMA can be very effective in terms of implementation and shaping possibilities for real-time applications, it may not be cost-effective in terms of computational complexity and obtaining the necessary codes for beampattern shaping, imposing high costs on the system. This thesis proposes a method for designing codes with a continuous phase, which is founded on the principle of optimization through minimizing the l_p norm. This is essentially an extension of earlier methods which were based on minimizing the l_2 norm. The solution of this problem leads to a fourth-degree equation, the direct solution of which allows for the design of the desired code. This not only facilitates the creation of the desired beampattern, but also greatly reduces computational complexity, making it a viable solution for real-time applications. Another issue addressed in this thesis is beampattern shaping while creating suitable cross-correlations between different transmitters. Therefore, the proposed problem includes two objective functions which are combined by Pareto technique and the final objective function is optimized. The results obtained in this thesis demonstrate that the proposed methods for beampattern shaping performs well in terms of some criteria, such as mean squared error and integrated sidelobe levels, and also they have low computational complexity.

محمود مدرس هاشمي

احسان يزديان

محمدرضا تابان , محمدمهدي نقش