Técnicas avanzadas de tratamiento de la señal radar
(200598)

Profesor: María Pilar Jarabo Amores
Profesor: José Carlos Nieto Borge


INFORMACION DEL CURSO
Créditos
Objetivo
Contenidos
Metodología de enseñanza y aprendizaje
Criterios y procedimientos de evaluación
Bibliografía



OBJETIVO:

El objetivo de esta asignatura es que el alumno sea capaz de plantear los problemas de detección y clasificación de blancos radar como tests de hipótesis a partir de modelos estadísticos de los blancos deseados y de la interferencia (clutter y ruido). El análisis de estos problemas le permitirá comprender la dificultad del diseño de estos sistemas, las limitaciones de las soluciones que se utilizan en la práctica y cuáles son las líneas de investigación más actuales que intentan diseñar sistemas más robustos y con mayores capacidades detectoras. La comprensión del principio de funcionamiento de los radares de alta resolución (HRR, High Range Resolution Radar, y SAR, Synthetic Aperture Radar), es también un objetivo importante, pues permitirá definir los problemas a resolver en el procesado de estas señales así como estudiar las técnicas de procesado más empleadas en la actualidad.

CRÉDITOS ECTS: 4

CONTENIDOS:

1. Radares pulsados y de onda continua.

2. Detección automática.

2.1. Test de hipótesis.

2.2. Modelos de blancos y clutter.

2.3. Detector óptimo en presencia de clutter.

3. Procesamiento de la señal radar: Técnicas CFAR, Sistemas MTI y MTD.

4. Técnicas de compresión de pulsos.

5. Radares de alta resolución en distancia. Principio de funcionamiento. Firma radar.

6. Radares de apertura sintética. Principio de funcionamiento. Imagen SAR.


BIBLIOGRAFÍA:


LIBROS

1. Radar Principles.

Autor: P. Z. Peebles.

Editorial: Wiley-Interscience.

Año: 1998.

2. Principles of Modern Radar

Autor: Eaves and Reedy.

Editorial: Van Nostrand Reinhold, New York.

Año: 1987.

3. Introduction to Radar Systems. 3ª Edición.

Autor: M. I. Skolnik.

Editorial: McGraw-Hill.

Año: 2002.

4. Radar Handbook. 2ª Edición.

Autor: M. I. Skolnik.

Editorial: McGraw-Hill, Inc.

Año: 1990.

5. MTI and Pulsed Doppler Radar.

Autor: D. C. Schleher.

Editorial: Artech House, Inc.

Año: 1991.

Estos cinco libros constituyen una bibliografía básica sobre sistemas radar en la que se tratan los fundamentos y las aplicaciones de estos sistemas y las técnicas de procesado de señal más básicas, así como cuestiones de diseño y tecnológicas.

6. Radar Detection.

Autores: J. V. DiFranco, W. L. Rubin.

Editorial: SciTech Publishing.

Año: Reedición, 2004.


En este libro se plantea y se resuelve el problema de la detección de blancos radar estadísticamente, encontrando soluciones óptimas y subóptimas para distintos modelos de señal e interferencia.

7. Radar-Sonar Signal Processing and Gaussian Signals in Noise (Detection, Estimation, and Modulation Theory, Part III).

Autor: H. L. Van Trees.

Editorial: Wiley-Interscience.

Año: Reedición, 2001.


Es el tercer volumen de un conjunto de publicaciones que constituyen las referencias básicas en teoría de la detección, la estimación y la modulación. Este libro, en concreto trata el procesado de señales radar y sonar.

8. Optimised Radar Processors.

Autor: A. Farina.

Editorial: IEE Radar, Sonar, Navigation and Avionics Series No 1. Institution of Electrical Engineers.

Año: 1987.


En este libro se recogen una serie de artículos de A. Farina en los que aborda el problema del cálculo y la implementación de detectors óptimos y subóptimos en distintos entornos de clutter y compara su funcionamiento con los sistemas anticlutter más extendidos en la práctica. También aborda el estudio de sistemas adaptativos.

9. Principles of Space-Time Adaptive Processing.

Autor: R. Klemm.

Editorial: IEE Radar, Sonar, Navigation and Avionics Series. Institution of Electrical Engineers.

Año: 2002.


Este libro realiza una introducción a los principios de procesado adaptativo espacio-temporal y, además presenta un estudio del estado del arte en este tipo de problemas. Trata el diseño de sistemas MTI embarcados para la observación de la superficie terrestre y para tareas de vigilancia y reconocimiento, prestando una atención especial al problema de la reducción del clutter. Se abordan, entre otros, técnicas de procesado de señal, modelos de clutter, técnicas de procesado en array, técnicas espacio-frecuencia, así como aplicaciones SAR e ISAR. Es una referencia básica en técnicas de procesado adaptativo espacio-temporal.

10. High-Resolution Radar. 2ª Edición.

Autores: D. R. Wehner, B. Barnes

Editorial: Artech House Publishers.

Año: 1994.

11. Synthetic Aperture Radar. Systems and Signal Processing.

Autores: J. C. Curlander, R. N. McDonougj, F. H. Wong.

Editorial: John Wiley and Sons, Inc.

Año: 1999.

Estos dos libros describen la teoría básica para el análisis y el diseño de radares de alta resolución.

12. Synthetic Aperture Radar Signal Processing with Matlab Algorithms 

Autor: M. Soumekh 

Editorial: John Wiley and Sons, Inc.

Año: 1999.

Este libro introduce la teoría básica sobre la que se desarrollan algunos de los mejores métodos de formación de la imagen SAR y proporciona guías para el diseño y la implementación de sistemas para diversas aplicaciones. Proporciona funciones realizadas en MATLAB así como ejemplos prácticos sobre bases de datos SAR e ISAR reales.

REVISTAS CIENTÍFICO-TÉCNICAS:


• IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems.
• IEE Proceedings on Radar, Sonar and Navigation
• IEEE Transactions on Signal Processing.


METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE

Se combinarán las clases magistrales con la realización de ejercicios utilizando ordenadores personales disponibles en el laboratorio. El profesor presentará ejemplos utilizando funciones desarrolladas con el paquete matemático MATLAB y propondrá a los alumnos ejercicios en grado creciente de dificultad para ilustrar los conceptos fundamentales de la asignatura. Estos podrán resolverse tanto en forma individual como en grupos reducidos, buscando, no sólo la integración teórico-práctica, sino también el desarrollo de habilidades de trabajo organizado en grupo. Además se fomentará la discusión de los resultados obtenidos.

Las distintas funciones desarrolladas para la resolución de los ejercicios propuestos por el profesor, constituirán la base sobre la que cada grupo de alumnos desarrollará el trabajo de la asignatura.

CRITERIOS Y PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN

El alumno podrá elegir una de las dos opciones siguientes:

Opción 1:
    • Evaluación continuada y realización de prácticas de laboratorio que constituirá el 70% de la nota final.
    • Realización y defensa de un trabajo propuesto por el profesor que constituirá el 30 % restante de la nota final.

El alumno puede optar por realizar, además, el examen escrito sobre los contenidos de la asignatura en las convocatorias oficiales. En este caso, se comparará la media del seguimiento y el trabajo con la nota del examen y se elegirá la mayor de ellas como nota final de la asignatura.

Opción 2:
     • Realización y defensa de un trabajo propuesto por el profesor que constituirá el 30 % de la nota final.
     • Realización del examen escrito sobre los contenidos de la asignatura en las convocatorias oficiales que supondrá el 70% de la nota final de la asignatura.

     En este caso (opción 2) debe aprobarse cada parte por separado con    una nota mínima de 5 puntos sobre 10.