پردازش داده و تشکیل تصویر در رادارهای روزنه مصنوعی دوپایه (bsar)

در سنجش از راه دور و تصویربرداری از سطح زمین می توان از قسمت های مختلف طیف الکترومغناطیس استفاده کرد. بهره گیری از امواج مایکروویو در رادارهای روزنه مصنوعی (sar)، مزایای زیادی مانند توانایی کار در هر شرایط آب و هوایی و در حضور ابر و مه، امکان استفاده در شب و روز، و بدست آوردن تصاویر با قدرت تفکیک بالا حتی در بردهای زیاد را داراست. این مزایا موجب شده است که این نوع رادارها کاربردهای نظامی و غیرنظامی بسیاری پیدا کنند. رادار روزنه مصنوعی دوپایه (bsar) با ویژگی جدا بودن سکوی فرستنده و گیرنده شناخته می شود. ساختار دوپایه مزایایی چون انعطاف پذیری بیشتر در طراحی سیستم، بدست آوردن اطلاعات بیشتر از ویژگی های سطوح، کاهش هزینه به علت امکان اشتراک فرستنده بین چند سکوی گیرنده، و کاهش امکان شناسایی گیرنده در کاربردهای نظامی را دارد. البته پیچیدگی های مسائل پردازشی در این حالت بیشتر می شود. سیگنال های دریافتی توسط رادار که داده خام نامیده می شوند را می توان تابعی دو بعدی از برد و سمت در نظر گرفت. در این داده های خام، انرژی یک هدف نقطه ای در هر دو بعد پخش شده است و بدون پردازش مناسب اطلاعاتی از آن قابل استخراج نیست. این پردازش مناسب که تشکیل تصویر نامیده می شود، از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. الگوریتم های تشکیل تصویر را می توان به دو دسته الگوریتم های حوزه زمان و الگوریتم های حوزه فرکانس دسته بندی نمود. الگوریتم های حوزه زمان علی رغم دقت، بسیار کند عمل می کنند. الگوریتم های حوزه فرکانس از لحاظ محاسباتی کارآمد بوده و کاربرد بسیاری دارند. از بین آن ها الگوریتم omega-k به دلیل دقت زیاد و توانایی کارکرد در شرایط با روزنه مصنوعی طویل و لوچی بیم زیاد، مورد توجه بسیار قرار گرفته است. اولین قدم در ارائه الگوریتم های تشکیل تصویر حوزه فرکانس در bsar، بدست آوردن طیف هدف نقطه ای می باشد. بر این اساس دقت الگوریتم های مختلف با توجه به دقت طیف مورد استفاده در آن ها محدود می شود. بر اساس طیف های مختلف، پیاده سازی های متفاوتی برای هر الگوریتم وجود دارد. اخیرا طیف دقیقی توسط لوفلد و گروه او ارائه شده است (طیف melbf) که برای هندسه های مختلف قابل اعمال است. در این پایان نامه این طیف را انتخاب نموده و الگوریتم omega-k را براساس آن و با دو رویکرد متفاوت استفاده از درون یاب استالت و isft، پیاده سازی نموده ایم. الگوریتم پیشنهادی قابلیت پردازش هندسه های مختلف bsar را دارد. در ادامه به شبیه سازی این الگوریتم پرداخته و علاوه بر نشان دادن صحت آن در هندسه های مختلف، نتایج حاصل از آن را با نتایج الگوریتم omega-k موجود مبتنی بر طیف elbf مقایسه کرده ایم. مشاهده شده است که در هندسه های با بیم عرضی و زوایای لوچی ناچیز، الگوریتم omega-k پیشنهادی و الگوریتم موجود دقت یکسانی دارند، ولی با افزایش زوایای لوچی فرستنده و گیرنده الگوریتم پیشنهادی از کیفیت تصویری بیشتری برخوردار می باشد. در پایان با توجه به اهمیت مسئله طیف دو پایه، استفاده از چند جمله ای های متعامد چبی شف در تعیین آن مورد بررسی قرار گرفته است.