Page 31 - bilgem-teknoloji-dergisi-7

Deniz BÖLÜKBAŞ Platformların RF İzi Kestirimi Yazılımı: RASES

artmaktadır. Bunun sebebi cisimler karmaşıklaştıkça cismin frekans ve açılarda 2-B veri aralıklarında toplanır. Geniş 3. RKA AZALTIMI İÇİN ÖNERİLER değeri yerine 2x2’lik bir RKA matrisiyle gösterilmesini
modellendiği üçgen sayısının, frekans arttıkça kullanılan ışın frekans bant-genişliği iyi menzil çözünürlüğüne ve geniş gerektirir.
sayısının yani denetlenecek ışın-üçgen kesişimi sayısının açısal bant-genişliği iyi çapraz menzil çözünürlüğüne karşılık RKA değeri metrekare cinsinden bir ölçüdür. Fakat
artmasıdır. gelir. Şekil 7 ve Şekil 8'de bir tank ve gemi modellerinin tasarımcılar, RKA değerinin yüksek çıkmasına sebep olan Hedefin geometrisi ve malzeme özellikleri
saçıcı görüntüsünü sergileyen 2-B TYAR imgeleri platform bölgeleri hakkında da bilgi sahibi olmak isterler.
RASES yazılımında hesaplama süresini kısaltmak için iki görülmektedir. Bu gereksinim ölçüm ortamlarında cismin Ters Yapay Genel olarak hedefin boyutları büyüdükçe radardan gelen
yöntem kullanılmıştır. Bunların ilki, ışın üçgen kesişimi Açılımlı Radar [Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR] sinyali yansıtması da artmakta dolayısıyla RKA değeri de
kontrollerini minimuma indirmeyi sağlayan uzay bölmeleme görüntülerinin çıkarılmasıyla karşılanmaktadır. RKA büyümektedir. Metal gibi elektriksel iletkenliği yüksek olan
algoritmasıdır. Uzay bölmeleme algoritmalarında cismin hesaplamaları sırasında da ‘anlık Doppler yaklaşımı’ gibi malzemeler elektromanyetik dalgaları çok iyi yansıttığı için
bulunduğu uzay belirli kurallara göre parçalara bölünür. Işın teknikler kullanılarak RKA değeri kestirilen platformun radar alıcısına gelen sinyalin şiddeti de yüksek olmaktadır.
üçgen kesişimi algoritması, yalnızca ışın yolu TYAR görüntüleri oluşturulabilir. Bu görüntülerde cismin Ahşap, kumaş, plastik, fiberglas gibi malzemelerin elektriksel
doğrultusundaki alt uzaylarda bulunan üçgenler için kuvvetli yansımaya sebep olan kısımları belirgin haldedir. iletkenlikleri olmadığı veya çok düşük olduğu için radardan
koşturulur. gelen sinyalleri çok az yansıtırlar. Bu tür malzemelere
3.1. RKA Değerini Etkileyen Faktörler elektromanyetik dalgaları geçirdiği için geçirgen malzemeler
Hesaplama süresini kısaltmak için kullanılan bir diğer de denilmektedir. Radar antenlerini yağmur, buzlanma,
yöntem, paralelleştirmedir. Seken ışın yöntemi, sayısı Yapılan tanımlamalar ışığında, RKA değerinin frekansa, rüzgar v.b dış etkenlerden korumak için RADOM (Radar ve
milyonları bulabilen birbirinden bağımsız ışınlar üzerinde hedefin verici ve alıcıya göre yönelimine, vericinin ve Dome (kubbe) kelimelerinden oluşmuştur.) yapıları
aynı türden işlemlerin yapılması ve bu bağımsız işlemlerin alıcının polarizasyonlarına, hedefin geometrisine ve kullanılmaktadır. Fiberglas elektromanyetik sinyalleri çok az
sonuçlarının toplanmasıyla yürütülür. Dolayısıyla seken ışın malzeme özelliklerine bağlı olduğu ifade edilebilir. RKA zayıflatarak geçirdiği için genelde Radom yapımında bu
yöntemi, yüksek derecede paralelleştirmeye oldukça uygun Şekil 7. Tank modelinin 2-B TYAR görüntüsü. değeri verici gücü, alıcı kazancı ya da hedef ile radar malzeme kullanılır.
bir yöntemdir. RASES yazılımında ana-uydu (master-slave) arasındaki mesafeye bağlı değildir.
yapısında bir paralelleştirme yöntemi kullanılmıştır. Bu 3.2. Geometrik Biçimlendirme ve RSM
yöntemde ışınlar, ana düğüm tarafından gruplanarak Frekans Kullanımı
hesaplama (uydu) düğümlerine gönderilir. Hesaplama
düğümlerinin elde ettiği sonuçlar, ana düğümde toplanır. Elektromanyetik dalgaların cisimlerden yansıması sırasında RKA azaltımı için uygulanan en etkili yöntemlerden biri
Kullanılan adaptif yük dağıtım algoritması ile düğümlerin değişik fizik olayları devreye girebilir. Basit yansımanın geometrik biçimlendirmedir. Biçimlendirmenin amacı
bekleme süreleri ve ağ yükü en aza indirilmiştir. haricinde kırılım ve kırınım etkileri oluşabilir ve bunlar da elektromanyetik enerjiyi tehdit olmayan sektörlere
RKA değerini etkileyebilir. Basit yansımada RKA değeri yönlendirmektir. Geometrik biçimlendirme, belirli bir açısal
2.2. RASES: Saçılma Merkezi Analiz Bileşeni frekans ile doğru orantılı olarak artış gösterirken kırınımın bölgede RKA azaltımı sağlarken başka bir açıda RKA artışına
hesaba katıldığı durumlarda kırınımın tipine (kenar neden olabilir. Geometrik biçimlendirme kullanılarak RKA
RKA, Radar Menzil Eşitliği’nde platforma ilişkin tek kırınımı, köşe kırınımı) ve polarizasyon durumuna göre f değerini azaltmak amacıyla yapılan değişikliklerde etkiyen
1 5
2
,
f
f
parametredir. Radarda maksimum tespit menzilinin Şekil 8. Gemi modelinin 2-B TYAR görüntüsü. frekans olmak üzere, ile arasında değişim gösteren elektromanyetik dalganın alıcının bulunduğu yöne doğru
azaltılması için RKA değerinin düşürülmesi gereklidir. RKA davranışları görülebilir. yansımaması sağlanmalıdır. Günümüzde radar
uygulamalarının çoğunlukla monostatik olduğu
RKA değerini azaltmak için RKA değerine en fazla katkıda Saçılma Merkezi Hedefin verici ve alıcıya göre yönelimi (oryantasyon) düşünüldüğünde platformun aynasal yansımaları (specular
bulunan kaynaklar, nedenleriyle birlikte analiz edilmelidir. reflection) minimize edecek şekilde tasarımı yapılmalıdır.
Bu amaçla RKA değeri incelenen platformun farklı açı ve Saçılma merkezleri geri saçılmanın en şiddetli olduğu RKA değeri alıcı ve vericinin hedefe bakış açılarına ve aynı Ayrıca platform tasarımında olabildiğince motor açıklığı, top
frekanslarda menzil profili, 2-B TYAR analizi ve 3-B TYAR noktalardır ve TYAR imgesinin ve RKA değerinin zamanda hedefin yönelimine de bağlıdır. ağzı gibi kavite türü yapılardan da kaçınılması tavsiye
analizi yapılarak saçılma merkezleri tespit edilmelidir. RKA oluşmasında en çok katkıyı yaparlar. Öyle ki, cismin bakış RKA hesaplaması yapılacak olan hedef oryantasyonunun edilmektedir. RKA değerini en aza indirmek için platform
azaltımı için saçılma merkezlerinin şiddetinin azaltılması açısına göre yansıtıcılığı bu noktalar seti ile ifade her zaman aynı seçilmesi tüm analizlerde karşılaştırma üzerinde detaylı analizler yapılmasına gereksinim
gereklidir. edilebilmektedir. yapmayı kolaylaştıracağı için önerilmektedir. Örneğin bulunmaktadır. Bu analizler RASES yazılımıyla

Menzil profili 2.3. RASES: Alıcı Çalışma Karakteristiği hedefin burnu hep X ekseninde, yerden yüksekliği her yapılabilmektedir. Yazılımın bir uçak modelinde saçıcı
zaman Z ekseninde olacak şekilde seçilirse farklı hedeflerin
Eğrileri noktaların ve menzil profilinin gösterildiği arayüzü Şekil 9
Menzil profili RKA değerinin zamana göre değişimi olarak RKA grafiklerini karşılaştırmak daha kolay olacaktır. ve Şekil 10'da yer almaktadır. Şekil 11'de ise platform
tanımlanmaktadır. Aşağı menzil profili, etkiyen dalganın İdeal bir alıcıda hedeften yansıyarak gelen işaretin gürültü üzerindeki yüksek genlikli saçıcı noktalar görülmektedir.
geldiği yönden platforma doğru bakıldığında görülen bir değerine oranı Sinyal-Gürültü-Oranı (SNR, signal to noise Vericinin ve alıcının polarizasyonları
hat üzerindedir. Çapraz menzil profili ise platformun diğer iki ratio) olarak adlandırılır. İşaretin ortamda bulunan kargaşa Elektromanyetik dalgalar sadece gidiş yönü ile Kural oluşturmamakla beraber RKA azaltımına yönelik
boyutunda RKA değerinin zamana göre değişimini değerine oranı ise Sinyal Kargaşa Oranı (SCR, signal to clutter tanımlanmazlar. Bir EM dalganın tam olarak tanımlanması geometrik biçimlendirme için genel olarak aşağıdaki
göstermektedir. Bu tanımda menzil profili ya da TYAR ratio) olarak tanımlanmaktadır. Genellikle alıcıda belirlenen için elektrik ve manyetik alan bileşenlerinin hangi önlemler alınabilir.
imgesinde hareketli bir hedefin RKA değerinin bir eşik değerini aşan işaretler sinyal olarak tanımlanır, eşik doğrultuda olduğunun da belirtilmesi gereklidir. Doğrusal, • Yüzeyler elektromanyetik enerjiyi farklı yönlere özellikle
hesaplanmasında kullanıldığı anlaşılmamalıdır. Sabit bir değerinin altında kalan işaretler ise gürültü olarak sağak veya solak dairesel, eliptik gibi pek çok polarizasyon tehdit olmayan bölgelere yönlendirmelidir.
hedeften dönen yankıların konum uzayında hesaplanması ve değerlendirilir. Eşik değerinin artması tespit olasılığını (Pd) çeşidi vardır. Fakat bu polarizasyonların hepsi ‘yatay’ ve
konum uzayının zaman uzayına çevrilmesi ile RKA değerinin artırmakla beraber yanlış alarm olasılığının (Pfa) artmasına ‘düşey’ polarizasyon olarak adlandırılan iki polarizasyonun • Elektromanyetik enerjiyi her yöne saçan kırınım
zamana göre değişimi bulunur. Temel olarak menzil profili da yol açar. SNR, Pd ve Pfa arasındaki bu ilişkiyi gösteren bileşkesi olarak elde edilebilirler. Dolayısıyla RKA etkilerini en aza indirmek için keskin kenar ve köşelerden
bir hedeften gelen radar yankısının temel banttaki eğrilere Alıcı Çalışma Karakteristiği (AÇK, Receiver Operating analizlerinde bu iki polarizasyon için analizlerin yapılması kaçınmak gerekir.
görüntüsüdür. Characteristic-ROC) eğrisi adı verilir. RASES yazılımnda kara, yeterlidir.
hava ve deniz kargaşaları için uygun istatistiki modeller • Elektromanyetik dalganın çoklu sekme oluşturacağı üst
TYAR İmgesi yapılar olabildiğince azaltılmalıdır.
üretilerek farklı kargaşa modelleri için AÇK eğrileri Bununla birlikte polarizasyon hem cismin üzerine gelen
Genellikle iki boyutlu (2-B) TYAR imgeleri, geri saçılan oluşturulabilmektedir. Kargaşa modelleri için genel olarak dalganın hem de cisimden yansıyan dalganın özelliğidir. • Süreksizlik olmayan düzgün yüzeyler tercih edilmelidir.
sinyalin aşağı menzil ve çapraz menzilde çeşitli frekans ve Log-normal dağılım, Weibull dağılımı ve K dağılımı Yani bir cisim sadece yatay polarizasyonla aydınlatıldığı Süreksizlikler saçılma merkezi oluşturabilir.
bakış açıları ile üretilir. Bu sebeple, alınan veriler değişik kullanılmaktadır. halde geriye hem yatay hem de düşey polarizasyonda
dalgalar yansıyabilir. Bu özellik, bir cismin sadece bir RKA
58 Sayı 07 · Eylül-Aralık 2011 http://www.bilgem.tubitak.gov.tr/ 59