`Radar mesafe ölçümlerinde cross- correlation tekniklerinin kullanılması`

Abstract

ÖZET Bu tez çalışması radar-hedef mesafesinin ölçülmesinde `cross-correlation` tekniklerinin uygulamalarını içermektedir. Radardan gönderilen sinyal hedefe gidip gelme süresince gürültü ve bozulmalara maruz kalır. Doğru bir ölçüm ancak bu bozulmalar ortadan kaldırılırsa sağlanabilir. Bu nedenle, sinyaldeki gürültüyü filtrelemek için birçok teknik geliştirilmiştir. Bununla beraber, diğer tekniklerden farklı olarak, `cross-correlation` tekniği, `non-correlated` sinyalleri ortadan kaldırma yeteneğine sahip olan `cross- correlation` fonksiyonun-dan faydalanır. Bu tez çalışmasında, `cross-correlation` tekniğinin uygulanabilirliği test edilecek ve radar mesafe ölçümü MATLAB'da simule edilecektir. Bu tekniğin mesafe ve hız ölçümünde daha uygun olduğu değerlendirilmektedir. Cross-Correlation tekmklerinin birçok gelişmiş teknolojik uygulamalarda kullanım alanları mevcuttur. Bu teknikler sistemde gürültü olduğunda tercih edilir. Mesafe ve hız ölçümleri, bilim ve teknolojinin birçok alanlarında ihtiyaç duyulan önemli fiziksel değerlerdir. Sinyalde gürültü olmadığında veya Sinyal / Gürültü oram yeterince büyükse, sinyalin gidiş geliş süresi mesafeye bağlı olduğundan hedef mesafesi kolaylıkla ölçülebilir. Genellikle sinyali gürültüden ayırmak çok zor, hatta bazen imkansızdır. Bu tip durumlarda `cross- correlation` tekniklerinin kullanılması çok uygundur. Endüstride akış ve hız ölçümünde `cross-correlation` teknikleri kullamlmaktadır. Tez teorik bir çalışma olacak ve MATLAB programında simule edilecektir. Çalışmada izlenecek başlıca adımlar aşağıda olduğu gibidir : - Literatür Araştırması. Radar teknolojileri ve radar ölçme sistemleri. Cross correlation fonksiyonu ve özellikleri. Radar matematik modeli Modelin MATLAB simülasyonu Sonuçlar - Çıkarılan sonuçlar ve diğer ölçüm sistemleriyle karşılaştırma XIVBu tez çalışmasının mevcut radar sistemlerine ilave yenilikler getireceğine inanıyoruz.Aynı zamanda Türk Silahlı Kuvvetleri'ne bu alandaki yeni teknolojik gelişmeleri azda olsa aktarabilecek bir kaynak olacaktır. XV

ABSTRACT This thesis will be involved with the application of cross-correlation techniques to radar- target distance measurement. The transmitted signal from radar is subjected to noise and disturbances during the time of flight. An accurate measurement can be accomplished if these disturbances can be eliminated. In this context, a lot of techniques have been developed to filter the noisy signal. However, unlike other techniques, cross correlation techniques utilize the cross correlation function, which has imbedded characteristic of eliminating non-correlated signals. In this thesis, the feasibility of the cross correlation techniques will be examined and target distance measurement will be simulated in MATLAB. It is expected that these techniques are well suited for the measurement of distance and speed of the target. Cross-Correlation techniques have found ground in many advanced technological applications. These techniques have been preferred when there is a noise present in the system. The distance and speed measurement are important physical quantities needed in many areas in science and technology. When there is no noise present in a signal or Signal- to-Noise ratio high enough, time of flight corresponding to distance can easily. be measured. It is however difficult or sometimes impossible to extract signal from noise. Cross correlation techniques are well suited for this type of situations. The cross- correlation techniques have proven track record in flow and speed measurements in industry. The thesis will be a theoretical work and be simulated by MATLAB program. The milestones of the work will mainly be as follows: - Literature survey. Radar technologies and radar measurement systems. Cross correlation function and its merits. Radar mathematical models - MATLAB simulation of the model - Results - Conclusion and comparison with other measurement systems XIIIt is believed that this thesis will provide an added value to present radar technology. It will also be asset to Turkish Armed Forces in a sense to evaluate the further technological advancement in the field. XIII