13251

13251

تشخيص موقعيت اهداف ساكن و متحرك در محيط تصادفي با استفاده از روش معكوس زماني

دكتري

برق - مخابرات ميدان

شهريور 1393

شهريور 1393

دكتر احمد چلداوي

دكتر علي عبدالعالي

چكيده اين رساله كاربرد روش معكوس زماني براي تشخيص موقعيت اهداف ساكن و متحرك را در محيط تصادفي مورد بررسي قرار مي¬دهد. تغيير ناپذيري معادله موج نسبت به معكوس زمان مبناي روش¬هايي موسوم به "معكوس زماني"است كه منجر بهتمركز مجدد امواج در محل منبع مي¬شوند. علت اين پديده انتشار موج ثانويه در جهت عكس موج اوليه در محيط مشابه (پراكندگي و انكسار مشابه) است. مخصوصاً در محيط با پراكندگي شديد ميزان تمركز امواج معكوس زماني شده بيشتر از حد كلاسيك انكسار است. مزيت اصلي روش¬هاي معكوس زماني وضوح فوق العاده امواج معكوس زماني شده در محيط با پراكندگي شديد (محيط تصادفي) است. موفقيت روش¬هاي معكوس زماني در حوزه اكوستيك باعث شد تا در حيطه امواج الكترومغناطيسي كاربردهاي متنوعي داشته باشند. در اين رساله به دنبال توسعه روش¬هاي معكوس زماني به منظور موقعيت يابي اجسام متحرك و ساكن در محيط تصادفي هستيم. از آنجائيكه شرط استفاده از روش-هاي معكوس زماني براي تعيين موقعيت جسم متحرك همگرايي امواج معكوس زماني شده در حضور منبع متحرك است، در اولين گام امكان همگرايي امواج معكوس زماني شده در شرايطي كه منبع اوليه متحرك باشد را بررسي مي¬كنيم. همچنين تاثير مشخصات محيط تصادفي بر همگرايي امواج معكوس زماني شده را مورد مطالعه قرار مي¬دهيم. پس از تصديق همگرايي امواج معكوس زماني شده در حضور منبع متحرك، در گام بعدي به بررسي چگونگي استفاده از روش¬هاي متداول معكوس زماني در موقعيت¬يابي اهداف متحرك مي¬پردازيم. ثابت مي¬كنيم كه روش¬هاي تفاضلي معكوس زماني در تعيين موقعيت اهداف متحرك موثراند. با مطالعه روش¬هاي مختلف در محيط تصادفي به منظور تعيين بهترين روش معكوس زماني ( از نظر وضوح و سرعت عمل)، مشاهده مي¬شود كه در محيط تصادفي هرچه اندازه¬گيري در باند فركانسي وسيع¬تري انجام شود پايداري و وضوح تصوير بهتري خواهيم داشت. از سوي ديگر، روش¬هاي حوزه فركانس در مقايسه با روش¬هاي حوزه زمان تمام موج سريع¬تر هستند. با تكيه بر اين دو نكته روشي نوين براي تشخيص اهداف در محيط تصادفي پيشنهاد داده¬ايم. اين روش معكوس زماني مبتني بر پردازش نمونه¬هاي فركانسي اندازه-گيري شده توسط آنتن مونواستاتيك است. در ادامه امكان استفاده از اين روش در سامانه رديابي اجسام مدفون در زمين را ارزيابي كرده¬ايم. در روش¬هاي معكوس زماني فرض نقطه¬اي بودن اجسام كاربرد آنها را محدود مي¬كند. اما در مسائل عملي¬تر علاوه بر موقعيت جسم به دنبال تعيين شكل آن نيز هستيم. براي تعيين حدودي شكل و ابعاد جسم لازم است تا مسئله پراكندگي معكوس را تحليل كنيم. به همين دليل در بخش پاياني رساله روشي براي تعيين شكل جسم را با تكيه بر بازسازي جريان¬هاي القايي درون جسم پيشنهاد مي-كنيم. مزيت اين روش نسبت به روش¬هاي پيشين سرعت پردازش بالا و پايداري در مقابل سطوح مختلف نويز است.