Doğrusal frekans modülasyonlu sürekli dalgaformu sinyallerinin tespiti ve parametrelerinin çıkarımı için bir gömülü sistem tasarımı

Abstract

Yakalanma Olasılığı Düşük (YOD) radarların düşman tarafından tespit edilebilmelerinin zor olmasından dolayı askeri harekât alanında kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Doğrusal Frekans Modülasyonlu Sürekli Dalgaformu (DFMSD), YOD radarlarda sıklıkla kullanılmaktadır. Zaman-Frekans (ZF) sinyal analizinde Wigner-Ville Dağılımı (WVD) başarılı bir tekniktir. WVD’nin bir görüntü işleme tekniği olan Hough Dönüşümü (HD) ile beraber kullanılmasıyla tanımlanan Wigner-Hough Dönüşümüyle (WHD) sinyal bileşenlerinin otomatik olarak tespit edilmesi mümkün olabilmektedir. Bu tez çalışmasında; WHD’ye yönelik bazı teknikler önerilerek, donanım ortamında tasarıma uygun olacak şekilde karmaşıklık seviyesi düşürülmüş, gerçek fiziksel veriyi işleyebilen bir yapı geliştirilmiştir. Bu amaçla; Kısa Süreli Wigner Dağılımı (KSWD) tanımlanmış, örnekle-tut ara örnekleme ile sütunsal eşikleme teknikleri kullanılmıştır. Önerilen sistemin tespit olasılığı (Pd) ve cıvıltı oranı tahmin olasılığı (PCRE) üzerindeki başarımını değerlendirmek için farklı Sinyal Gürültü Oranı (Signal to Noise Ratio,

SNR) seviyelerini içeren bir sinyal veritabanı oluşturulmuştur. Önerilen tekniklerin yazılım ve donanım ortamındaki başarımları Matlab ve Modelsim programlarıyla yapılan benzetimler ile doğrulanmış ve daha sonra tasarlanan sistem Alanda Programlanabilir Kapı Dizisi (Field Programmable Gate Array, FPGA) içerisine yüklenmiştir. Virtex-7 FPGA, FMC150 Analog-Sayısal Dönüştürücü kartı ve Rastgele Fonksiyon Üretecinin kullanıldığı bir deney düzeneği ile fiziksel ortamdaki sonuçlar elde edilmiştir. Sonuç olarak; geliştirilen FPGA tabanlı sistemle, –6dB SNR seviyesine kadar tüm sinyaller tespit edilip parametreleri çıkarılabilmekte ve –8dB SNR seviyesindeki sinyallerin ise %94’ünün parametrelerinin çıkarımı yapılabilmektedir.