Emitörlerin pasif konumlandırılmasında çok yollu saçılmaların kullanımı

Abstract

Bu tez, ada ve kıyı bölgelerindeki radar emitörlerinin çok yollu saçılımdan yararlanarak pasif konumlandırılmasına hitap etmektedir. Çalışmadaki fikir, Coğrafik Bilgi Sistemi (CBS) ile çok yollu saçılan sinyallerin yapay sensör olarak kullanılmasına dayalıdır. Böylece, tek sensör, tipik olarak Elektronik Destek (ED alıcı, ile pasif konumlandırma elde edilebilmektedir. Önerilen yöntem, düzensiz araziler üzerindeki muhtemel çok yollu saçılma merkezlerinin kestirimi ile başlamaktadır. Bunu yapmak için, çok yollu saçılmış darbeler ve direk yol ile ED alıcıları tarafından alınmış darbelerin geliş açısı (GA) ve varış zaman (VZ) bilgilerine ihtiyaç vardır. O halde, ele alınan problem klasik varış zaman farkları (VZF) temelli tekniklerin kolayca uygulanabileceği çoklu sensör konumlandırma problemine dönmektedir. Fakat, çok yollu saçılım düzensiz araziler üzerindeki dağınık bileşenleri kapsadığı için, yapay sensör olarak kullanılacak saçılma merkezlerinin konumunda yüksek derecede bir belirsizlik olacaktır. Açıkçası bu durum yüksek konumlandırma hatasına yol açmaktadır. Bu hatayı azaltmak için belirsizlik bölgelerinin bölütlendirilmesi önerilmektedir ve sonrasında radyo dalga yayılımı ilkeleri muhtemel saçılma merkezlerinin konumunu kestirebilmek için uygulanmaktadır. Muhtemel saçılma merkezlerinin konumu belirlendiğinde, ağırlıklandırılmış ortalama yöntemi radar emitörünün konumunu kestirmek için kullanılmaktadır. Basitleştirilmiş bir iki boyuttaki bir model ile ilgili simülasyon sonuçları sunulmaktadır.

This thesis addresses exploiting multipath scattering in passive localization of radar emitters around islands and in the littoral. The idea is based on the use of multipath scattered signals as virtual sensor along with the help of geographical information systems. In this way, single sensor, typically Electronic Support Measures (ESM) receiver, passive localization can be achieved for radar emitters. The proposed approach is initiated with estimating candidate multipath scattering centers over irregular terrain using electromagnetic wave theory. To do this, ESM receivers' angle of arrival (AOA) and time of arrival (TOA) information are required for directly received radar pulses along with multipath scattered pulses. Then, the problem turns out to be multiple sensor localization problem for which classical time difference of arrivals (TDOA) based techniques can easily be applied. However, as the multipath scattering involves diffuse components over irregular terrain, there is high degree of uncertainty in location of scattering centers as virtual sensors. Apparently, this causes large localization errors in TDOA. To reduce this error, segmentation of uncertainty regions is proposed, and then radio wave propagation principles can be implemented to estimate location of candidate scattering centers. Once candidate scattering centers are determined, a reliability based weighting method is adopted to estimate the radar emitter location. Simulation results regarding with a simplified 2D model is presented.