|
Teknolojik gelişmeler sayesinde, Faz Dizili Sistemler, elektronik harp,radyo-astronomi ve günlük uygulamalarda genişleyen kullanıma erişmektedirler.Bu sistemlerin sunmuş olduğu asıl özellik, yapılarında yer alan faz kaydırıcı ya dageciktirme elemanları sayesinde yaratılan bağımsız huzmelerdir.Ayrık Frekanslı Dizi (AFD) kavramı huzme oluşturma sorununa başka biryaklaşım getirmistir. Bu bağlamda, ardışık dizi anten elemanları birbirinden ayrıkadımlı frekansta işaretlerle sürülürler ve bu sayede uzayın sürekli taranmasısağlanır. Böylece, menzil-açı bağımlı tarama şablonu gerçeklenebilir. Bununlabirlikte, anten elemanlarını besleyen işaretler arasındaki ayrım, özellikle HareketliHedef Belirleyici (HHB) uygulamalarında, farklı bir araştırma alanının konusuolmustur. Literatürde çeşitli kurulum şemalarının var olmasına rağmen, kurulumfiyatları ve ideal olmayan malzeme davranışları kurulumu zorlaştırmaktadır. Buçalışmada, Doğrusal Frekans Şekillendirmeli Sürekli Dalga (LFMCW, DoğrusalFMCW) kaynağı ve ardışık çıkışları arasında düzgün gecikme olan huzmeolusturma ağı kullanımı ile yeni bir AFD kurulum yöntemi önerilmiştir. Bu yapıda,kaynağın dinamik davranışı ve huzme olusturma ağının anten çıkışları arasındakidüzgün gecikme, geleneksel AFD yapılarında belirtilen ardışık antenler arasındakidüzenli frekans kayması gereksinimini karşılamaktadır. Bu sayede, AFDkurulumu, sadece kaynağın, huzme olusturma ağının ve anten dizisinin tasarımınıgerektir.Bu çalışmada, geleneksel ve LFMCW tabanlı AFD yapılarınınmatematiksel analizleri ve kurulumları gerçeklestirilmistir. Analitik sonuçlarındoğrulaması, yapılan ölçümler ile teyit edilmistir. Bunlarla birlikte, AFD yapısınınbir radar ortamında, çeşitli senaryolar için analiz ve benzetimleri de yapılmıştır.Analizler boyunca, AFD yapısının sorunlu noktaları ve bu sorunların asılmasınayönelik önermeler de gelecekte yapılacak çalışmalar için aktarılmıştır.Anahtar Kelimeler: FMCW, Doğrusal FMCW, LFMCW, AFD, AyrıkFrekanslı Dizi, Düzgün Frekans Şekillendirmesi
|
|
Phased array based systems have extending applications in electronicwarfare, radio astronomy, civilian applications with technological advancements.The main virtue offered by these systems is the creation of agile beams withutilization of phase shifting or delay elements. In fact, the desire for flexiblesteering comes with a cost.Frequency Diverse Array (FDA) concept is another approach to beamsteering problem. In this context, the subsequent antenna elements are fed withstepped discrete frequencies causing continuous scanning of space in time. So arange-angle dependent scanning is made possible. Also the diversity of waveformsbetween the antennas is another area of research especially in Moving TargetIndicator (MTI) applications. Although several implementation schemes wereproposed, the costs and the non-ideal behavior of building blocks make theschemes hard to implement. During this study, a new implementation scheme isproposed where a Linear Frequency Modulated Continuous Wave (LFMCW,Linear FMCW) source is used for feeding a special beam forming network, wherethe subsequent outputs of the beam forming network have uniform delays. Thedynamic behavior of the source and the uniform (or non-uniform) delay providedby the beam forming network create the required frequency steps between antennaelements as described in conventional FDA. So, the implementation of FDAconcept requires just the design of the source, beam forming network and theantenna array.Throughout the study, mathematical analysis of both conventional FDAand the LFMCW based FDA is made and various implementations are realized.Justification of the mathematical derivations is made by the results of themeasurements with the implemented structures. Besides, analysis and simulationof the array in a radar environment with various scenarios are performed. Thedrawbacks and the proposals for overcoming these drawbacks are also reportedduring the analysis, which will be useful for future studies on the subject.Keywords: FMCW, Linear FMCW, LFMCW, FDA, Frequency DiverseArray, Linear Frequency Modulation |
