I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   11 ,   No .   6 Dec em b er   202 1 ,   p p .   5 1 4 4 ~ 5 1 5 2   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 11 i 6 . pp 5 1 4 4 - 5 1 5 2           5144       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   s m a ll  ves sel de t ection using  a  c o - l o ca ted  m ulti - fr eq uency   FMCW MI M O   r a da r       Su ra y a   Z a in ud di n 1 ,   Nur  E mil ee n Abd Ra s hid 2 ,   I dn i n P a s y a 3 ,   Ra j a   Sy a m s ul Az m ir  Ra j a   Abdu lla h 4 K o rha n Ce ng iz 5   1 F a c u lt y   o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Un iv e rsiti   T e k n o lo g M A RA ,   M a la y sia   2 ,3 M icro w a v e   Re s e a rc h   In stit u te,  Un iv e rsiti   T e k n o lo g M A R A ,   M a la y sia   1 F a c u lt y   o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ic E n g in e e ri n g   T e c h n o lo g y ,   Un iv e rsiti   T e k n ik a M a la y si a   M e lak a ,   M a lay sia   4 F a c u l ty   o f   En g in e e rin g ,   Un iv e rsiti   P u tra M a lay sia ,   M a la y sia   5 F a c u lt y   o f   En g in e e rin g ,   T ra k y a   Un iv e rsit y ,   T u rk e y       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   1 5 ,   2 0 2 1   R ev i s ed   A p r   8 ,   2 0 2 1   A cc ep ted   A p r   2 6 ,   2 0 2 1       S m a ll   v e ss e ls  d e tec ti o n   is  a   k n o w n   issu e   d u e   to   it l o w   ra d a c r o ss   se c ti o n   (RCS ).   A n   e x isti n g   sh o re - b a se d   v e s se trac k in g   ra d a r   is  f o lo n g - d istan c e   c o m m e rc ial  v e ss e ls  d e tec ti o n .   M e a n w h il e ,   a   v e ss e l - m o u n ted   r a d a sy ste m   k n o w n   f o it re li a b il it y   h a a   li m it a ti o n   d u e   to   it sin g le  ra d a c o v e ra g e .   T h e   p a p e p re se n ted   a   c o - lo c a ted   f r e q u e n c y   m o d u late d   c o n ti n u o u w a v e f o r m   (F M CW m a rit i m e   ra d a f o s m a ll   v e ss e d e tec ti o n   u ti li sin g   a   m u lt ip le - in p u m u lt ip le - o u t p u t   (M IM O)  c o n f ig u ra ti o n .   T h e   ra d a b e h a v io u is  n u m e ric a ll y   sim u late d   f o d e tec ti n g   a   S w e rli n g   1   tar g e w h ich   re s e m b les   s m a ll   m a rit ime ’s   v e ss e ls.  T h e   sim u late d   M IM c o n f ig u ra ti o n   c o m p rise d   tw o   tra n sm it ti n g   a n d   re c e iv in g   n o d e s.  T h e   p ro p o sa is  to   u ti li z e   a   m u lt i - f r e q u e n c y   F M C W   M IM c o n f ig u ra ti o n   i n   a   m a rit ime   e n v iro n m e n b y   a p p ly in g   th e   sp e c tru m   a v e ra g in g   (S A to   f u se   M IM re c e iv e d   sig n a ls  f o ra n g e   a n d   v e lo c it y   e sti m a ti o n .   T h e   a n a ly sis  w a s   su m m a ris e d   a n d   d isp lay e d   in   ter m o f   e sti m a ti o n   e rro r   p e rf o r m a n c e ,   p ro b a b il it y   o f   e rro a n d   a v e ra g e   e rro r.   T h e   si m u latio n   o u tco m e a n   im p ro v e m e n o f   2 . 2   d f o a   s tatic  targ e t,   a n d   0 . 1   d f o a   m o v in g   targ e t,   in   re su lt i n g   th e   2 0 %   p r o b a b il it y   o f   ra n g e   e rro w it h   th e   M IM se tu p .   m o v in g   v e ss e l ' e ff e c w a o b se rv e d   to   d e g ra d e   th e   ra n g e   e rro e sti m a ti o n   p e rf o r m a n c e   b e twe e n   0 . 6   to   2 . 7   d B.   M e a n w h il e ,   t h e   p r o p o se d   m e th o d   w a s   p ro v e n   t o   im p ro v e   th e   2 0 %   p r o b a b il it y   o f   v e lo c it y   e rro b y   1 . 7 5   d B .   T h e   im p a c t   o f   m u lt i - f re q u e n c y   M I M wa a lso   o b se rv e d   to   p ro d u c e   b e tt e a v e ra g e   e rro p e rf o r m a n c e .   K ey w o r d s :   FMC W   MI MO   R ad ar   Sp ec tr u m   a v er ag i n g   S w er lin g   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Nu r   E m ilee n   A b d   R as h id   Mic r o w a v R esear c h   I n s tit u te,   Un i v er s iti T ek n o lo g i M A R A   4 0 4 5 0   Sh ah   A la m ,   Sela n g o r ,   Ma la y s ia   E m ail:  e m ilee n 9 8 @ u it m . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   Dete ctio n   o f   s m all  v ess e ls   i s   cr u cial  an d   o n o f   t h v i tal  ta s k s   in   m ar iti m r ad ar .   Var io u s   t y p es  o f   s ea   s u r f ac e   m o n ito r i n g   s y s te m s   h av e   b ee n   e m p lo y ed ,   a n d   ea ch   h as   its   p r o s   an d   co n s   [ 1 ] .   Ho w e v er ,   th e   k n o wn   is s u i n   m ar it i m e   m o n ito r in g   is   t h at  s m all  v es s el  attr ib u te s   r ed u ce   th p r o b ab ilit y   o f   d etec tio n   o f   m o d er n   r ad ar s ,   in cl u d in g   s h ip - b o r n r ad ar   [ 2 ] .   I is   d u to   its   lo w   r ad ar   cr o s s   s ec tio n   ( R C S)   an d   lo w   s i g n a l - to - n o is e   r atio   ( SNR )   [ 2 ] .   A   tar g et’ s   R C d ep en d s   o n   th r ad ar s   o p er atin g   f r eq u en c y ,   s i g n a l’ s   in c id en an g le,   tar g et s   s p ee d ,   m ater ial  a n d   g eo m etr y   [ 3 ] .   A   s m all  v es s el  s u ch   a s   an   in s h o r f is h i n g   v es s el  p r o d u ce s   R C b et w ee n   3   an d   1 0   m 2   at  X - b a n d   [ 3 ] [ 4 ] .   S m al m etal   s h ip s ,   f is h i n g   v e s s el s   a n d   p at r o v e s s el s   p r o d u ce   R C u p   to     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   s ma ll v ess el  d etec tio n   u s in g   a   c o - lo c a ted   mu lti - fr eq u en cy   F MC W   MIMO  r a d a r   ( S u r a ya   Za in u d d in )   5145   1 0 0   m 2   at  th s i m ilar   b an d   [ 3 ] [ 4 ] .   T h ese  v ess el s   f l u ct u atio n   ch ar ac ter is tic  ar n o r m all y   c ateg o r is ed   b et w ee n   s lo w   a n d   f ast - f l u ct u ati n g   r ad ar   cr o s s   s ec tio n   ( R C S)  [ 5 ] [ 6 ] ,   w h ich   lead s   to   th i s   p ap er   d is cu s s io n   o n   a   S w er lin g   1   m ar iti m tar g et  b eh av io u r .   T h r ec en tr en d   o f   r ad ar   s tu d ies  is   w o r k i n g   o n   th co n v er g en ce   o f   m u ltip le  ap p r o ac h es b y   ex p lo i tin g   ea ch   tec h n iq u e ' s   q u alit y   t o   b o o s t sy s te m   p er f o r m an ce .     I n   t h is   w o r k ,   f r eq u e n c y   m o d u lated   co n ti n u o u s   w a v ( FM C W )   r ad ar   to p o lo g y   w h ich   is   k n o w n   f o r   its   r o b u s t n ess   to w ar d s   n o i s an d   b etter   r eso lu tio n   [ 7 ]   w as  p r o p o s ed   b y   ta k in g   ad v a n ta g o f   2 ×2   m u ltip le - in p u m u ltip le - o u tp u ( MI MO )   co n f ig u r atio n .   MI MO   tech n iq u h as  b ee n   r ec en in ter e s d u to   its   h ig h   ca p ac it y ,   i n cr ea s ed   d iv er s i t y   an d   i n ter f er e n ce   s u p p r ess io n   [ 8 ] .   T h u s ,   th e   MI MO   co n f i g u r atio n   w it h   m u lti - f r eq u en c y   w as  p r o p o s ed   to   b ad o p ted   f o r   m ar iti m tar g et s   esti m atio n .   Si m ilar   to   all  r ad ar   ap p licatio n s ,   t h e   p r o p o s ed   co n f i g u r atio n   w o r k s   b ased   o n   t h co n ce p o f   s i g n al   r ef lect io n   b y   tar g et   o f   i n ter est  [ 9 ] - [ 1 2 ] .   Ho w e v er ,   i m p le m e n ti n g   t h s ig n a o v er   MI MO   r eq u ir e s   o r t h o g o n al it y   b et w ee n   F MCW   s ig n a ls   as  p r ese n ted   b y   H in et  a l .   i n   th e ir   p ap er   [ 1 3 ]   ,   w h ich   d i s cu s s ed   t h ad v an tag e s   an d   d is ad v an ta g e s   o f   ea ch   FM C W   MI MO   ap p r o ac h .   Ho w e v e r ,   p er f o r m a n ce - w is o f   ea ch   s y s te m   w a s   n o ex p lai n ed   in   th r ep o r t.  So m o f   th a v ailab le   FMC W   MI MO   s c h e m es  t h a h av b ee n   s t u d ied   b y   o t h e r   r esear ch er s   w er ti m s tag g er ed   [ 1 4 ] ,   m u lti - f r eq u en c y   [ 1 5 ] - [ 1 7 ]   an d   d if f er en t p o lar it y   [ 6 ] .   Mo s t o f   t h m u lti - f r eq u e n c y   r esear c h es  w er e   d o n w i th   r e g ar d s   to   u tili s atio n   o f   a n te n n ar r a y   [ 1 5 ] [ 1 6 ] [ 1 8 ] .   R ef er en ce   [ 1 9 ]   d is cu s s ed   th i m p r o v e m e n t   b r o u g h b y   MI MO   co m p ar ed   to   th SI SO  co n f i g u r atio n   i n   d etec ti n g   s m a ll  s t atic  v es s el.   A   m o r e x te n s i v n o d es  co n f ig u r atio n   y ie ld s   b etter   tar g et  es ti m atio n   an d   r ed u ce s   r an g esti m atio n   er r o r   [ 1 9 ] .   T h is   p ap er   p r esen ts   n u m er i ca s i m u latio n   o f   2 ×2   MI MO   r ad ar   w h ic h   co m p r is es   t w o   FMC W   tr ian g u lar   w a v e f o r m   n o d es  ap p ly in g   m u lti - f r eq u e n c y   ap p r o ac h ,   in   d etec t in g   s lo w - f lu c tu ati n g   R C S   s tatic   an d   d o p p ler   tar g et.   T h m u lti - f r eq u en c y   ap p r o ac h   w as  i m p le m e n ted   in   s u ch   t h t w o   co - l o ca ted   tr an s m itt in g   an ten n a s   o p er ated   at  d i f f er e n t   f r eq u e n cie s   w it h   f r eq u en c y   o f f s et   b et w ee n   s u b - b a n d s   w i t h o u t   an te n n ar r a y   i m p le m en ta tio n .   E ac h   tr an s m itti n g   s i g n al  w a s   e m it ted   b y   a n   in d ep en d en an te n n a.   Nex t,  s p ec tr u m   av er ag i n g   ( S A )   alg o r it h m   was  ap p lied   to   co m b in m u lti p le  r ec eiv ed   s ig n als,  a n d   its   p er f o r m a n ce   w a s   o b s er v ed   an d   an al y s ed ,   in   te r m s   o f   p r o b ab ilit y   o f   er r o r   an d   av er ag er r o r .   T h ef f ec o f   th p r o p o s ed   co n f i g u r atio n   o v er   m ar it i m tar g et  r an g esti m atio n   w as e x p lo r ed ,   t o g eth er   w it h   m o v in g   v e s s el 's i m p ac t.       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   A   m u l ti - f r eq u e n c y   ap p r o ac h   w as  ad o p ted   to   ev alu ate  t h p r o p o s ed   MI MO   co n f ig u r atio n   f o r   m ar iti m tar g et  d etec tio n   w it h   i n ter v a b an d   a n d   S s c h e m a s   p er   [ 1 9 ] ,   th r o u g h   u tili s in g   a   Mo n te  C ar lo   s i m u lat io n   [ 2 0 ] [ 2 1 ] .   T h p r o p o s ed   tr an s m itti n g   s i g n a is   ill u s tr ated   i n   Fi g u r 1 .   T h 2 ×2   co - lo ca ted   MI MO   FMC W   co n s is ted   o f   t w o   tr a n s m i tti n g   n o d es  t h at  e m i FM C W   tr ian g u lar   s i g n als,   a n d   t w o   r ec ei v in g   n o d es   r esid ed   at  th s a m s i te.   T h tr ian g u lar   s w ee p   w as  o p ted   d u to   its   ca p ab ilit y   to   o b tain   r an g an d   v elo cit y   w it h   o n l y   o n s w ee p   [ 2 2 ] [ 2 3 ] .   Ho w e v er ,   t w o   s w ee p s   w er u tili s ed   in   t h is   p ap er   to   in cr ea s th r eso lu tio n   b y   h av i n g   m o r n u m b er   o f   s a m p l es [ 2 4 ] .   T h s i m u latio n   s tar ted   w it h   b aseb an d   g en er ato r s   to   p r o d u ce   th FMC W   tr ian g u lar   c h ir p s .   I n   t h i s   ca s e ,   th er w er t w o   b aseb a n d   g en er ato r s   w it h   ea ch   co n s tr u ct ed   b aseb an d   at   a   d if f er e n f r eq u en c y   r an g e,   b an d w id th   1   ( B W 1 )   an d   b an d w id th   2   ( B W 2 )   as  p er   T a b le  1 .   I n   th s i m u latio n ,   ea ch   b aseb an d   s i g n al  w a s   m o d u lated   w it h   t h ca r r ier   s i g n al  to   s h i f t h b aseb an d   s p e c t r u m   t o   a   h i g h e r   f r e q u e n c y   o f   1 . 3   G H z ,   s u i t a b l e   f o r   l o n g - r a n g e   r a d a r   s y s t e m s .   I t   w a s   s im u l a t e d   f o r   1 0 , 0 0 0   i t e r a t i o n s   an d   a   2   MH z   g ap   w a s   ap p lied   in   th ca s o f   in ter v a l b an d   i m p le m en tatio n   b y   co n s id er in g   t h f i lter   o r d er   an d   f ilter   d ela y .   T h m o d u lated   s i g n als  w er e   tr an s m itted   an d   p r o p ag ated   th r o u g h   f r ee - s p ac p ath   lo s s   ( FS P L )   m ed iu m .   S ig n als  w er r ef lecte d   b y   tar g et  w h ic h   lo ca ted   5 0   m   f r o m   t h r ad ar .   I n   th d o p p ler   tar g et  s ce n ar io ,   s i m u latio n   w as  ca r r ied   o u o v er   6 0   k n o ts   tar g et  to   r e s e m b le  m o to r b o at  [ 2 5 ] .   R ef l ec ted   s ig n al s   w er ad d ed   w ith   ad d itiv w h ite   G a u s s ian   n o is e   ( A W GN)   at  t h d esire d   s ig n al - to - n o i s r atio   ( S NR )   b ef o r ac q u ir ed   b y   th e   MI MO   r ec eiv er .   S i m p l if ied   d iag r a m   o f   t h r ad ar   s y s te m   i s   d ep icted   in   Fi g u r 2 .   T ab le  1   s u m m ar is es   th n u m er ical  s i m u latio n   p r o p er ties   o f   th s etu p .     Sig n als   g ath er ed   b y   r ec ei v er s   w er d e m o d u lated   to   s h i f t h e   s i g n a b ac k   to   b aseb an d s .   D e m o d u lated   s ig n al s   w er f ilter ed   b y   f i n i te  i m p u ls e   r esp o n s e   ( FIR)  b an d p ass   f ilter   w i th   1 0 0 th   f i lter   o r d er   u tili s i n g   Ha m m i n g   w i n d o w   to   o b tain   n ar r o w er   tr an s itio n   b a n d   f o r   MI MO   s u b - b a n d   p r o ce s s in g .   T h 1 0 0 th   o r d e r   in tr o d u ce s   f i lter   d ela y   o f   5 0   f o r   h ig h   i s o latio n   b et w ee n   MI MO   s u b - b a n d s   f o r   b etter   ac cu r ac y .   A   2   MH in ter v a b an d   w a s   ap p lied   f o r   th e   s ep ar atio n   to   p r o v id s u f f icie n t   g ap   w h e n   t h r ec ei v ed   s ig n al  s h if ted   i n   f r eq u en c y   d o m ai n   d u to   d o p p ler ,   n o u tili s i n g   to o   lar g b an d w id th .   A   b an d w id t h   u ti lis atio n   m a y   i n cr ea s e   w it h   t h i n cr e m e n tal  MI MO   c o n f i g u r atio n ,   s w ee p   b an d w id t h   an d   s ize  o f   th i n ter v al.   B es id es,  s m aller   g ap   r eq u ir es  h i g h er   f il ter   o r d er .   T h u s ,   th f il ter   o r d er   s elec tio n   n ee d s   to   co m p en s a te  f o r   t h n ar r o w   tr a n s itio n   b an d   an d   d elay ,   tr ad e - o f f   with   t h b an d w id th   r eq u ir e m e n t.  Nex t,  ea ch   f ilter ed   s i g n a w a s   m i x ed   w it h   th e   r ef er en ce   b aseb a n d   s i g n al   to   p r o d u ce   b ea s ig n al,   in   th ti m d o m ai n .   T h b ea s i g n al  was  ap p lied   w ith   th e   f ast  f o u r ier   tr an s f o r m   ( FF T )   a lg o r ith m   to   co n v er to   f r eq u e n c y   s p ec tr al  b ef o r f u s ed   to   S A   b lo ck .   As  p er   Fig u r 1 ,   th er w er f o u r   FF T   o u tp u ts   r e s u l ted   f r o m   2 ×2   MI MO   co n f i g u r atio n .   P ea k   d e tectio n   w as  ap p lied   to   th S A   f r eq u en c y   s p ec tr al  t o   d eter m i n b ea t a n d   d o p p ler   f r eq u en cies,  f o r   r an g a n d   v elo cit y   co m p u tatio n.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   6 Dec em b er   2021     5 1 4 4   -   5 1 5 2   5146       Fig u r 1 .   T h p r o p o s ed   M I M FMC W   tr an s m itti n g   s ig n al s   w it h   f r eq u en c y   o f f s e t b et w ee n     s u b - b an d s   ( w it h   2   MH g ap )           Fig u r 2 T h p r o p o s ed   M I M r ad ar   b lo ck   d iag r a m       An al y s i s   w as  d o n to   o b s er v th r ad ar   p er f o r m a n ce   i n   te r m s   o f   p r o b ab ilit y   o f   er r o r   a n d   av er ag e   er r o r ,   f o r   r an g an d   v elo cit y T h p r o b ab ilit y   o f   r an g er r o r   in d icate s   t h r o b u s tn e s s   o f   s y s te m   to   p r o d u ce   ac cu r ate  esti m atio n .   I n   co n tr as t,   th av er ag er r o r   d ef in e s   t h e   ac cu r ac y   o f   th m ea s u r e m en w it h   t h in f l u en ce   o f   ad d itiv w h ite   n o is i n   f r ee - s p ac p ath   lo s s   ( FS P L )   en v ir o n m e n t.   I n   t h ca s o f   s tat i tar g et  w it h   r ad ial  v elo cit y   0 ,   b ea f r eq u en c y   ( f b )   w a s   s u f f iced   to   u tili s th m a x i m u m   p ea k   i n   th r eq u en c y   s p ec tr u m ' s   p o s itiv r eg io n   as  p er   Fig u r 3 .   F o r   d o p p ler   tar g et  w h ic h   r ad ial  v elo cit y   0 ,   b ea f r eq u e n c y   ( f b )   an d   d o p p ler   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   s ma ll v ess el  d etec tio n   u s in g   a   c o - lo c a ted   mu lti - fr eq u en cy   F MC W   MIMO  r a d a r   ( S u r a ya   Za in u d d in )   5147   f r eq u en c y   s h i f ( f d w er ca lc u lated   as  p er   ( 1 )   an d   ( 2 ) ,   r esp ec tiv el y   [ 2 6 ] .   Fig u r 3   ill u s tr ates  an   e x a m p le  o f   a   b ea s ig n al  r ep r ese n ted   in   t h f r eq u en c y - ti m a n d   f r eq u en c y   s p ec tr u m ,   w it h   v al u es  to   b u tili s ed   f o r   ( 1 )   an d   ( 2 ) .     ( )   =   1   +   2 2   ( 1 )     ( )   =   2   1 2   ( 2 )       T ab le  1 .   FMC W   r ad ar   s i m u lat io n   p r o p er ties   P a r a me t e r s   D e scri p t i o n / V a l u e   W a v e f o r m t y p e / S w e e p   me t h o d   F M C W / T r i a n g u l a r   S w e e p   b a n d w i d t h   1 0   M H z   I n t e r v a l   b a n d     S w e e p   p e r i o d   ( 1   t r i a n g u l a r )   2 0   ms   S e t u p   1   ( w i t h o u t   i n t e r v a l   b a n d )       B a n d w i d t h   1   ( B W 1 )   0   H z     1 0   M H z     B a n d w i d t h   2   ( B W 2 )   1 0   H z     2 0   M H z   S e t u p   2   ( w i t h   i n t e rv a l   b a n d )       B a n d w i d t h   1   ( B W 1 )   0   H z     1 0   M H z     B a n d w i d t h   2   ( B W 2 )   1 2   H z     2 2   M H z   S a mp l i n g   f r e q u e n c y   8 0   M H z   N u mb e r   o f   sam p l e   1 6 ,   0 0 0 0 0   R a n g e   r e so l u t i o n   1 5   m   T a r g e t   R C S   S w e r l i n g   1 . 1 0   m 2   T a r g e t   r a n g e   5 0   m   T a r g e t   v e l o c i t y   6 0   k n o t s   O p e r a t i n g   S N R   - 6   d B   t o   3 0   d B   I t e r a t i o n   1 0 , 000         ( a)       ( b )     Fig u r 3 E x a m p le  o f   t h b ea s ig n al  r ep r esen ted   i n ;   ( a)   f r eq u en c y - ti m d o m ai n ,   an d   ( b )   f r eq u en c y   s p ec tr u m     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   6 Dec em b er   2021     5 1 4 4   -   5 1 5 2   5148   3.   RE SU L T A ND  D I SCU SS I O N   3 . 1 .     Rec eiv ed  s ig na ls   s pect ro g ra m   R ec eiv ed   s ig n al s   w er o b s er v ed   to   h av th m u lti - b an d   e f f ec w h e n   n o   in ter v al  b an d   in tr o d u ce d   b et w ee n   t h t w o   s u b - b an d s .   T h er is   f r eq u e n c y   o v er lap p in g   at   1 0   MH b et w ee n   B W 1   an d   B W 2 .   T h e   o v er lap p in g   i n cr ea s e s   w it h   t h ex is ten ce   o f   d o p p ler   ca u s ed   b y   th e   f r eq u e n c y   s h i f d u to   t h t ar g e t ’s   mo tio n Ho w e v er ,   th s li g h f r eq u en c y   s h i f b y   a   d o p p ler   tar g et  is   al m o s u n n o t ice ab le  t h r o u g h   s p ec tr o g r am   d is p la y .   Fig u r 4   d is p lay s   th ex a m p l o f   th r ec eiv in g   B W 1   s p ec t r o g r a m   af ter   b an d p ass   f i lter   f o r   m o v i n g   tar g et ,   w it h o u an d   w it h   i n ter v a b an d   i m p le m e n ted .   T h er ar e   r e m ai n in g   B W 2   f r eq u en c y   co m p o n en ts   o b s er v ed   w h e n   n o   in ter v al  ap p lied   b et w ee n   MI MO   s u b - b an d s .           ( a)   ( b )     Fig u r 4 Sp ec tr o g r a m   o f   r ec ei v in g   s ig n al  B W 1   af ter   b an d p ass   f ilter ;   ( a)   w it h o u t in ter v al  b an d   i m p le m en ta tio n ,   an d   ( b )   w it h   2   MH in ter v al  b an d   i m p le m e n tatio n ,   i n   d etec ti n g   m o v i n g   tar g et       3 . 2 .     SA bea t   s ig na l f re qu ency   s pe ct ru m   T h in ter f er en ce   e f f ec t s   b et wee n   t w o   s u b - b a n d s   w as   f u r th er   ex a m i n ed   t h r o u g h   t h b ea s ig n al s   f r eq u en c y   s p ec tr u m .   Fi g u r 5   d ep icts   th o u tp u o f   S A   ta k en   at  3 0   d B .   T h eo r etica lly ,   5 0   m   tar g et’ s   r an g w i ll   r esu lt   in   b ea f r eq u e n c y   at   ap p r o x im a te ly   3 3 3   Hz  w it h   t h w a v e f o r m s   p ar a m eter s   a s   p er   T ab le  1 .   T h e   f r eq u en c y   s p ec tr u m   i n   Fi g u r 5   d is p lay s   s tat ic - f l u ct u ati n g   tar g et  d etec tio n ,   u til i s ed   m u lti - f r eq u en c y   FM C W   w it h   2   MH in ter v al  b a n d   w it h   a   p o s itiv e   b ea s ig n al   o f   3 7 5   Hz ,   eq u i v ale n to   5 6 . 2 5   m   r an g e.   T h is   p o s iti v e   b ea t f r eq u en c y   is   d is t in ct  f r o m   o th er   p ea k s   f o r   r an g co m p u t atio n   an d   esti m atio n .           Fig u r 5 R esu lt o f   t h p r o p o s ed   s p ec tr u m   av er a g i n g   f r eq u e n c y   s p ec tr al,   at  SNR = 3 0   d B   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   s ma ll v ess el  d etec tio n   u s in g   a   c o - lo c a ted   mu lti - fr eq u en cy   F MC W   MIMO  r a d a r   ( S u r a ya   Za in u d d in )   5149   Ho w e v er ,   d o p p ler - f l u ct u ati n g   tar g e p r ese n ts   s h i f t   o f   f r eq u e n cie s   p ea k s   d u to   th v e s s el s   m o tio n .   I p r o d u ce s   p o s itiv p ea k   at  1 2 5   Hz  an d   n eg ativ p ea k   at  - 6 2 5   Hz,   b o th   w ith o u a n d   w it h   t h e   in ter v a b an d   ap p r o ac h Utilis in g   ( 1 )   r esu lted   in   b ea t   f r eq u en c y   o f   3 7 5   Hz  w it h   co r r e s p o n d in g   r an g o f   5 6 . 2 5   m .   B esid es,  b o th   s p ec tr u m s   r esu lt ed   f r o m   d o p p ler   tar g et  d is p la y   h i g h   n ei g h b o u r in g   p ea k s ,   w h ich   m a y   lead   to   in ac cu r ac y   o f   r a n g o r   v elo cit y   e s ti m atio n ,   i n   ca s t h ese  p ea k s   o v er s h o o t th ac t u al   p ea k .     3. 3   Ra ng er ro a na ly s is     T h a n al y s i s   w as  d o n o n   th p r o b a b ilit y   o f   r an g er r o r   an d   th e   a v er ag r an g er r o r .   Firstl y ,   t h e   p r o b a b ilit y   o f   r a n g e   er r o r   w as   o b s er v ed   o v er   t w o   s et u p s   i m p le m en t in g   m u lti - f r eq u en c y   MI MO   s i g n al s   w it h   an d   w it h o u t   2   MH z   f r eq u en c y   o f f s et   i n   d etec ti n g   m o v in g   v es s el,   as   ill u s tr ated   i n   F ig u r e   6 T h ex er ci s i s   to   o b s er v th e f f ec o f   i n ter v al  b an d   i m p le m e n tatio n .   I n   t h i s   s i m u latio n a   d etec tio n   w as  ca teg o r i s ed   as  er r o r   w h e n   th d i f f er en ce   b et w ee n   th ac t u al  a n d   esti m ated   r an g e   is   m o r t h a n   7 . 5   m ,   w h ich   is   h al f   o f   th e   r an g e   r eso lu tio n .   B y   u tili s i n g   ( 3 ) ,   r an g r eso l u tio n   i s   eq u al  to   1 5   m   f o r   1 0   MH s w ee p   b an d w id th .       =   2   ( 3 )     I n   w h ich   ∆r   i s   r a n g e   r eso lu tio n ,   c   i s   t h v elo cit y   o f   lig h a n d   B   is   s w ee p   b an d w id th .   T h m ax i m u m   r an g er r o r ,   ∆R ,   is   g iv e n   b y   ( 4 )   w it h   T   is   s w ee p   p er io d ,   f s   i s   th s a m p l in g   f r eq u e n c y ,   an d   N s   is   th n u m b er   o f   s a m p les [ 1 7 ] .   Fro m   t h s i m u la tio n   p r o p er ties   in   T ab le  1 ,   it r e s u lted   in   th m a x i m u m   r an g er r o r   o f   1 5   m .       =    2   ( 4 )     B o th   co n f i g u r atio n s   p r esen a lo n g - s id ed   r esu lts   to   ea ch   o th er   w ith   s i m ilar   cu r v tr en d   ac r o s s   th s i m u lated   SN R .   T h r es u lt   in d icate s   t h at  at   t h 2 0 o f   r a n g er r o r ,   s et u p   u tili s in g   2   MH in ter v al  d i s p la y s   a   b etter   p r o b ab ilit y   o f   r an g er r o r   p er f o r m an ce   at  ap p r o x i m atel y   9 . 1 4   d B   SNR   b en ef iti n g   f r o m   th m u lti - f r eq u en c y   e f f ec a n d   FF T   m a g n it u d en h a n ce m en ts   b y   th p r o p o s ed   SA .   C o n f i g u r atio n   w i th o u i n ter v a b an d   b et w ee n   s u b - b an d s   i s   p r o d u cin g   0 . 0 8   d B   d elay   at  9 . 2 2   d B .     Nex t,  an   a n al y s i s   w as  d o n o v er   th av e r a g r an g er r o r   as  d ep icted   in   Fig u r 7 ,   f o r   s m a ll  m o v i n g   v es s el  d etec tio n .   Mo r s i g n i f i ca n r a n g e   er r o r   p er f o r m an ce   is   o b s er v ed   b et w ee n   b o t h   s et u p   i m p le m e n tat io n .   co n f i g u r atio n   w i th   2   MH z   i n ter v al   s u r p ass e s   a   co n f ig u r ati o n   w it h o u t   i n ter v al   ac r o s s   SN R .   A t   2 6   d B ,   s etu p   w it h   in ter v al  b a n d   p r o d u ce s   a n   a v er ag e   r an g er r o r   o f   6 . 0 6   m   w i th in   th e   er r o r   th r es h o ld ,   w h ile   ar r an g e m e n t   w it h o u i n ter v al   p r o d u ce s   h i g h   av er a g er r o r   o f   2 3 . 8 9   m .   Ho w e v er ,   th e   av er a g er r o r   p er f o r m an ce   f o r   b o th   s etu p s   ar s till   f l u ctu a ti n g   an d   u n s tab le.   Setu p   w ith   a n d   w i th o u in ter v al  r esu lted   i n   6 . 1 7   m   o f   av er ag er r o r   at   3 0   d B ,   b elo w   th 7 . 5   m   er r o r   th r es h o ld .               Fig u r 6 P r o b ab ilit y   o f   r a n g er r o r   im p le m e n ti n g   w it h   a n d   w ith o u t 2   MH in ter v al  b et w ee n   MI MO   s u b - b an d s ,   f o r   s m all  m o v i n g   v ess el  d etec tio n   Fig u r 7 Av er ag r an g er r o r   i m p le m en t in g   w it h   an d   w ith o u t 2   MH in ter v al  b et w ee n   MI MO   s u b - b an d s ,   f o r   s m a ll  m o v in g   v es s e l d etec tio n       Fo llo w i n g ,   th r an g er r o r   an al y s i s   w as  also   e v alu ated   f o r   co n f i g u r atio n   w it h   2   MH in t er v al  b an d   o v er   th e   v ess e l ' s   m o tio n ,   s tat ic  an d   m o v in g .   I t   w as   to   d i s co v er   th e   e f f ec t   o f   v ess e m o tio n   o n   th e   er r o r   p ar am eter s   u s in g   t h p r o p o s ed   s ch e m es.  Fi g u r 8   d is p l a y s   t h co r r esp o n d in g   p r o b ab ilit y   o f   r an g er r o r ,   w h i le   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   6 Dec em b er   2021     5 1 4 4   -   5 1 5 2   5150   Fig u r 9   d i s p la y s   t h av er ag r an g er r o r .   Fig u r 8   s h o w s   t h at  th p r o b ab ilit y   o f   r an g er r o r   p e r f o r m a n ce   i n   d etec tin g   m o v i n g   v es s el  d e g r ad es  co m p ar ed   to   s tatic  v ess el,   attr ib u tab le  to   th d o p p ler ' s   e x i s ten ce   th a ca u s ed   th s i g n al  to   s h i f in   t h f r eq u en c y   d o m a in .   Ves s el  m o tio n   is   k n o w n   to   in cr ea s th e   d if f ic u lt y   i n   r ad ar   d etec tio n   m o r eo v er   f o r   lo w   o b s er v ab le  tar g et   [ 2 7 ] [ 2 8 ]   as  tar g et  R C S   d ep en d s   o n   tar g e ts   s p ee d .   B y   u tili s in g   co - lo ca ted   2 ×2   MI MO   FMC W   r ad ar   in   d etec tin g   s tati v ess e l,  th 2 0 p r o b ab ilit y   o f   r an g er r o r   ca n   ac h iev a 6 . 3 5   d B ,   w h ic h   i s   2 . 7 9   d B   b etter   th an   m o v i n g   v ess e l.  I m a y   w o r s en   w it h   t h ex i s te n ce   o f   h ig h   s ea - s p ik e s   [ 2 9 ] ,   w h ic h   w as n o t c o v er ed   in   th i s   s i m u latio n .     Si m i lar   b eh a v io u r   is   m o n ito r ed   o v er   th e   av er a g r a n g e   er r o r   f o r   m o v i n g   a n d   s tat ic  tar g e ts .   I t sh o w s   a   s i m ilar   tr en d   to   th p r o b ab ilit y   o f   r an g er r o r   an d   r esu lted   in   b etter   er r o r   esti m at io n   o n   s m a ll  s tatio n ar y   v es s el  f r o m   2 6   d B   f o r w ar d .   At  2 6   d B ,   th p r o p o s ed   s y s te m   p r o d u ce s   an   a v er ag e   r an g er r o r   o f   6 . 0 6   m   f o r   m o v i n g   v es s el  an d   6 . 2 5   m   f o r   v ess el  w it h o u m o tio n .   B o th   r ea d in g s   ar w ith in   t h ac ce p tab le  er r o r   th r es h o ld .   Ho w e v er ,   m o v i n g   v e s s el  c u r v f l u ctu a tes  i n   p er f o r m an ce   a n d   r ea ch es  6 . 1 7   m   at  3 0   d B   SNR .   Me an w h ile,   s tatic  tar g et  d etec tio n   co n ti n u o u s l y   d is p la y s   s m o o t h er   cu r v w it h   co n s i s te n r ea d in g   o f     6 . 2 5   m   u p   u n til 3 0   d B .               Fig u r 8 P r o b ab ilit y   o f   r a n g er r o r   i m p le m e n ti n g     2   MH in ter v al  b et w ee n   MI MO   s u b - b an d s ,   f o r   s m all  s tatic  an d   m o v i n g   v es s els d ete ctio n   Fig u r 9 Av er ag r an g er r o r   i m p le m en t in g   2   MH in ter v a l b et w ee n   MI MO   s u b - b an d s ,   f o r   s m all  s ta tic  an d   m o v i n g   v e s s el s   d etec tio n       3. 4   Velo cit y   er ro a na l y s is   Fu r t h er   an a l y s is   w as   d o n to   o b s er v th e   v e lo cit y   er r o r .   T h is   e x er cise  w as  to   o b s er v t h e   i m p ac t   o f   in ter v a b an d   i m p le m en tatio n   o n   t h v elo cit y   er r o r   p ar am e ter s .   T h v elo cit y   er r o r   th r es h o ld   w as   d ef i n ed   a t     5   m s - 1   as t h m a x i m u m   v elo ci t y   er r o r   is   g iv e n   b y   [ 2 4 ] .       =   2   ( 5 )     Den o tes,  c   is   th v elo cit y   o f   lig h t,  f s   is   t h s a m p li n g   f r eq u en c y ,   f c   is   th ca r r ier   f r eq u en c y   a n d   N s   is   th e   n u m b er   o f   s a m p les.    Fig u r 1 0   p r esen ts   t h p r o b ab i lit y   o f   v elo cit y   er r o r   in   d etec tin g   m o v in g   v e s s el s   u s i n g   co n f i g u r atio n s   w it h   an d   w it h o u t   2   MH in t er v al.   T h s et u p   t h at   u tili s in g   2   MH z   g ap   o u tp la y s   t h e   s et u p   w it h o u g ap ,   ag ain s t h s i m u lated   S NR .   At  5 . 7 5   d B ,   th s etu p   w i th   i n te r v al  alr ea d y   ac h iev e d   t h 2 0 o f   v elo cit y   er r o r   an d   f o llo w ed   b y   s et u p   w ith o u t   in ter v al  at  7 . 5   d B ,   w h ic h   is   1 . 7 5   d B   latter .   Fig u r 1 1   illu s tr ates   th e   av e r ag v elo cit y   er r o r   f o r   b o th   co n f i g u r atio n s .   Si m ilar l y ,   t h a v er ag e   v elo cit y   er r o r   p er f o r m a n ce   d i s p la y s   t h d esi g n   w i th   2   MH in ter v al  i s   s u r p ass i n g   t h co n f ig u r atio n   w i th o u in ter v a ac r o s s   t h SN R .   A 2 4   d B ,   b o th   s etu p s   p r o d u ce   av er ag v elo cit y   er r o r   w it h i n   th er r o r   th r esh o ld ,   b y   h av i n g   0 . 5 8   m s - 1   f o r   th s et u p   w it h   i n ter v a l ,   an d   1 . 1 9   m s - 1   f o r   th s etu p   w it h o u in ter v al.   Ho w e v er ,   th s e tu p   w it h o u t   in ter v al  is   e x h ib iti n g   u n s tab le  r ea d in g s   co m p ar e   to   th o th er .   T h s etu p   w it h   in ter v al  b an d   is   p r o d u cin g   av er a g v e lo cit y   er r o r   co n s is ten t l y   w i th i n   t h er r o r   to ler an ce .   Fin all y ,   t h ese  t wo   co n f ig u r atio n s   ar r esu lti n g   in   a n   av er a g er r o r   b elo w   5   m s - 1   at  3 0   d B .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   s ma ll v ess el  d etec tio n   u s in g   a   c o - lo c a ted   mu lti - fr eq u en cy   F MC W   MIMO  r a d a r   ( S u r a ya   Za in u d d in )   5151           Fig u r 10 P r o b ab ilit y   o f   v elo cit y   er r o r   i m p le m e n ti n g   w it h   a n d   w ith o u t 2   MH in ter v al  b et w ee n   MI MO   s u b - b an d s ,   f o r   s m all  m o v i n g   v ess el  d etec tio n   Fig u r 11 A v er a g v elo cit y   er r o r   im p le m en t in g   w it h   an d   w ith o u t 2   MH in ter v al  b et w ee n   MI MO   s u b - b an d s ,   f o r   s m a ll  m o v in g   v es s e l d etec tio n       4.   CO NCLU SI O N   I n   s u m m ar y ,   t h is   p ap er   p r esen ted   n u m er ical  s i m u la tio n   o n   m u l ti - f r eq u e n c y   FMC W   MI MO   r ad ar   in   d etec ti n g   s m all   m ar it i m e   t ar g et.   T h s i m u latio n   w as  d o n to   o v er s ee   t h p r o p o s ed   co n f ig u r at io n   o f   2 ×2   MI MO   r ad ar   b eh av io u r   i n   e s ti m atio n   er r o r   p ar am eter s   f o r   m o v i n g   v ess e b y   i m p le m e n ti n g   an   in ter v al  b an d   b et w ee n   MI MO   s u b - b a n d s   an d   s p ec tr u m   a v er ag i n g   f o r   co m b in in g   t h r ec eiv ed   s ig n als.  T h p er f o r m a n ce   w a s   an al y s ed   th r o u g h   t h p r o b ab i lit y   o f   er r o r   an d   av er ag er r o r ,   f o r   r an g a n d   v elo cit y .   B es id es,  th r ec ei v in g   s ig n al s   s p ec tr o g r a m   a n d   S A   b ea t f r eq u en c y   s p ec tr u m   w er a ls o   ex a m in ed .   Ov er all,   t h m u lti - f r eq u e n c y   MI MO   co n f i g u r atio n   y ield ed   an   i m p r o v e m e n t i n   p er f o r m a n ce   f o r   r an g e   an d   v elo cit y   e s ti m atio n .   I is   b en ef it in g   f r o m   th co m b in a ti o n   o f   m u ltip le  i n d ep en d e n n o d es  th at   f o r m ed   th e   MI MO   co n f i g u r atio n .   B y   ap p ly in g   t h S A ,   th r ec ei v ed   s ig n al 's  q u alit y   i s   en h a n ce d ,   an d   it  i n cr ea s es  t h e   r an g e s ti m atio n   ac c u r ac y .   T h p r o p o s ed   s ch e m s u r p a s s es   s et u p   w it h o u i n ter v a b an d   o f   0 . 0 8   d B   at  ac h iev in g   th e   2 0 % p r o b ab ilit y   o f   r a n g e   er r o r   an d   1 . 7 5   d B   at  r ea ch in g   t h 2 0 %   p r o b ab ilit y   o f   v e lo cit y   er r o r ,   in   d o p p ler   tar g et  d etec tio n .   I n   a d d itio n ,   th a v er ag e   er r o r   f o r   r an g e   an d   v elo cit y   e s ti m atio n   al s o   in d icate s   t h e   m er it  b r o u g h b y   MI MO   i m p l e m en tatio n   o v er   m ar iti m tar g et.   Fu r th er m o r e,   it  w as  als o   o b s er v ed   th at  th e   ex is te n ce   o f   d o p p ler   d eg r ad es  th s y s te m 's  p er f o r m a n ce   i n   ter m s   o f   th p r o b ab ilit y   o f   r an g er r o r   b y   2 . 7 9   d B   an d   av er ag r an g er r o r   d i s p la y s   u n s tab le  p er f o r m an ce ,   co m p ar ed   to   s tatic  v ess el.   R e m ai n in g   f r eq u en c y   co m p o n e n t s   ex i s w it h o u i n t er v al  b an d   i m p le m en ta tio n .   Fre q u en c y   s h if tin g   w as  o b s e r v ed   in   th d o p p ler   tar g et  S A   f r eq u e n c y   s p ec tr al  w it h   s li g h tl y   h i g h er   n ei g h b o r in g   p ea k s ,   w h ich   m a y   ca u s an   in ac c u r ac y   i n   esti m atio n   i f   t h ese  p ea k s   o v er s h o o t th m a in   p ea k s .     C u r r en tl y ,   t h er is   n o   co n cl u s iv d ata   w it h   r e g ar d s   to   MI M r ad ar   i m p le m e n tatio n   o v er   m ar iti m e   s m al v es s el  d etec tio n .   T h u s ,   r esu lt s   g at h er ed   f r o m   t h is   n u m er ical  s i m u latio n   m a y   lead   an   i m p o r tan b ased   an d   k e y   i n   d esi g n i n g   m u l ti - f r eq u en c y   FM C W   MI MO   r a d ar   s ch e m e,   w h ile  i m p r o v i n g   th est i m a tio n   er r o r   in   ter m s   o f   r an g a n d   v elo cit y .   F u r th er   w o r k s   m a y   in cl u d n u m er ica l s i m u lat io n   w it h   cl u tt er   en v ir o n m en t   a n d   f ield   ex p er i m en v alid atio n .       ACK NO WL E D G E M E NT S     T h au th o r s   g r ate f u ac k n o w led g f u n d i n g   f o r   t h s t u d y   b y   th e   C o llab o r ativ e   R esear ch   i n   E n g i n ee r i n g ,   Scie n ce   a n d   T ec h n o lo g y   ( C R E ST )   u n d er   C R E ST   R & Gr an t,  p r o j ec T 0 5 C 1 - 67.       RE F E R E NC E S     [1 ]   H.  Ka b a k c h ie v   e t   a l. ,   Ex p e rime n tal  v e ri f ic a ti o n   o f   m a rit i m e   targ e t   p a ra m e ter   e v a lu a ti o n   in   f o r w a rd   s c a tt e r   m a rit ime   ra d a r,   IET   Ra d a r,  S o n a &   Na v ig a ti o n ,   v o l .   9 ,   n o .   4 ,   p p .   3 5 5 - 3 6 3 ,   2 0 1 5 ,   d o i : 1 0 . 1 0 4 9 /i e t - rs n . 2 0 1 4 . 0 0 1 0 .   [2 ]   D.  Ko m o e c   a n d   D.  M a ti k a ,   S m a ll   c ra f ts  ro le  in   m a rit i m e   tr a ff ic   a n d   d e tec ti o n   b y   tec h n o lo g y   in teg r a ti o n ,   Po mo rs tvo ,   v o l.   3 0 ,   n o .   1 ,   p p .   3 - 1 1 ,   2 0 1 6 ,   d o i:   1 0 . 3 1 2 1 7 /p . 3 0 . 1 . 1   [3 ]   In tern a ti o n a A ss o c iatio n   o f   M a rin e   A id to   Na v ig a ti o n   a n d   L ig h th o u se   A u th o rit ies ,   P re p a ra ti o n   o f   Op e ra ti o n a a n d   T e c h n ica P e rf o rm a n c e   R e q u ire m e n ts,   1 st   e d . ,   n o .   M a y ,   F ra n c e ,   2 0 1 5 .   [4 ]   P .   D.  L .   W il li a m s,  H.  D.  Cra m p ,   a n d   K.  C u rti s,  Ex p e rim e n tal  stu d y   o f   th e   ra d a c ro ss - se c ti o n   o f   m a rit im e   tar g e ts,”   IEE   J o u r n a l   o n   El e c tro n ic Ci rc u i ts a n d   S y ste ms ,   v o l.   2 ,   n o .   4 ,   p p .   1 2 1 - 1 3 6 ,   1 9 4 7 d o i:   1 0 . 1 0 4 9 / ij - e c s.1 9 7 8 . 0 0 2 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   6 Dec em b er   2021     5 1 4 4   -   5 1 5 2   5152   [5 ]   I.   Ha rre ,   RCS   in   Ra d a Ra n g e   Ca lcu latio n f o M a rit ime   T a r g e ts,   [ On li n e ] .   A v a il a b le:  h tt p : // ww w . m a r - it . d e /Rad a r/RCS /RC S _ x x . p d f .   [6 ]   J.  S u ry a n a   a n d   M .   Rid h a ,   De sig n   a n d   im p lem e n tatio n   o f   S - Ba n d   M IM F M CW   ra d a r,   2 0 1 6   1 0 t h   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   T e lec o mm u n ic a ti o n   S y ste ms   S e rv ice s   a n d   Ap p li c a t io n ( T S S A),   2 0 1 6 ,   p p .   1 - 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 /T S S A . 2 0 1 6 . 7 8 7 1 0 9 2 .   [7 ]   S .   S u ley m a n o v ,   De sig n   a n d   I m p le m e n tatio n   o f   a n   F M CW   R a d a S ig n a P r o c e ss in g   M o d u le  f o A u to m o ti v e   A p p li c a ti o n s,”   Un iv e rsity   o f   Tw e n te,  2 0 1 6 .   [8 ]   P .   V a rz a k a s,  Av e r a g e   c h a n n e c a p a c it y   f o Ra y l e ig h   f a d in g   s p re a d   sp e c tru m   M IM s y ste m s,   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o Co mm u n ica t io n   S y ste ms ,   v o l.   1 9 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 0 8 1 - 1 0 8 7 ,   2 0 0 6 ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 2 / d a c . 7 8 4 .   [9 ]   M.  I.   S k o ln ik ,   I n tro d u c ti o n   to   Ra d a S y ste m s,”   Ne Y o rk .,   v o l.   1 9 ,   p p .   1 - 5 3 9 ,   1 9 9 9 .   [1 0 ]   M.  I. S k o ln ik ,   A .   G u p ta,  M .   B.   B.   S .   F rc a ,   C.   S .   Re il ly ,   Ra d a Ha n d b o o k ,   2 n d   e d .   M c   G ra w   Hill ,   v o l.   2 4 ,     n o .   3 ,   2 0 1 1 .   [1 1 ]   Y.  P .   S a p u tera ,   M .   W a h a b ,   Y.  Y .   M a u lan a ,   U.  I.   Nu sa n tara ,   a n d   B.   Ba tu ,   De sig n   o f   r a d a d isp lay   o f   In d o n e sia n   a irsp a c e   m o n it o rin g   a p p li c a ti o n ,   T EL KOM NIKA  ( T e lec o mm u n ica ti o n ,   Co mp u ti n g ,   El e c tro n ics   a n d   Co n tro l),   v o l .   1 7 ,   n o .   3 ,   p p .   1 1 7 6 - 1 1 8 4 ,   2 0 1 9 d o i:   1 0 . 1 2 9 2 8 /t e lk o m n ik a . v 1 7 i3 . 1 1 7 7 8 .   [1 2 ]   M .   S .   Ka m a a n d   J.  A b d u ll a h ,   Ne w   a lg o rit h m   f o m u lt targ e ts   d e tec ti o n   in   c lu tt e e d g e   ra d a e n v iro n m e n ts,”   In d o n e sia n   J o u rn a o El e c trica En g i n e e rin g   a n d   C o mp u ter   S c ien c e   ( I J EE CS ) ,   v o l.   1 8 ,   n o .   1 ,   p p .   4 2 0 - 4 2 7 ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 / ij e e c s.v 1 8 . i1 . p p 4 2 0 - 4 2 7 .   [1 3 ]   J.  O.  Hi n z   a n d   U.  Zo d ielz e r,   A   M IM F M CW   ra d a a p p r o a c h   t o   HFS W R,   A d v a n c e i n   R a d i o   S c ien c e ,   v o l.   9 ,     p p .   1 5 9 - 1 6 3 ,   2 0 1 1 d o i:   1 0 . 5 1 9 4 /a rs - 9 - 1 5 9 - 2 0 1 1 .   [1 4 ]   J.  O.  Hin z ,   T .   F ick e n sc h e r,   A .   G u p ta,  M .   Ho lt e rs,  a n d   U.  Zo lze r,   Ev a lu a ti o n   o f   T i m e - S ta g g e r e d   M IM F M CW   i n   HFS W R,   2 0 1 1   1 2 th   In ter n a ti o n a l   Ra d a r S y m p o siu m   ( IRS ) ,   2 0 1 1 ,   p p .   7 0 9 - 7 1 3 .   [1 5 ]   X .   Ch e n ,   B.   Ch e n ,   Y.  X u e ,   W .   Ch e n ,   a n d   Y.  Hu a n g ,   S p a c e - Ra n g e - Do p p ler  F o c u P r o c e ss in g A   No v e S o lu ti o n   f o M o v in g   T a r g e In teg r a ti o n   a n d   Esti m a ti o n   Us in g   F DA - M IM Ra d a r,   2 0 1 8   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Ra d a r   ( RA DAR) 2 0 1 8 ,   p p .   1 - 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /RA DA R. 2 0 1 8 . 8 5 5 7 2 9 7 .   [1 6 ]   P .   F .   S a m m a rti n o ,   C.   J.   Ba k e r,   a n d   H.  D.  G riff it h s,  F re q u e n c y   Div e rse   M IM Tec h n iq u e f o r   Ra d a r,   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   Aer o s p a c e   a n d   El e c tro n ic  S y ste ms ,   v o l.   4 9 ,   n o .   1 ,   p p .   2 0 1 - 2 2 2 ,   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 /T A ES . 2 0 1 3 . 6 4 0 4 0 9 9 .   [1 7 ]   A .   F risc h e n ,   J.  Ha sc h ,   C.   W a ld s c h m id t,   A   Co o p e ra ti v e   M IM Ra d a Ne t w o rk   Us in g   Hig h l y   In teg ra ted   F M CW   Ra d a S e n so rs,”  IEE T ra n s a c ti o n o n   M icr o wa v e   T h e o ry   a n d   T e c h n iq u e s ,   v o l.   6 5 ,   n o .   4 ,   p p .   1 3 5 5 - 1 3 6 6 ,   2 0 1 7 d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T M T T . 2 0 1 6 . 2 6 4 7 7 0 1 .   [1 8 ]   M .   B.   A laie   a n d   S .   A .   Ola m a e i,   W a v e f o r m   d e sig n   f o T DM - M I M ra d a sy ste m s,”   S ig n a Pr o c e ss in g ,   v o l.   1 6 7 2 0 2 0 ,   A rt.   n o .   1 0 7 3 0 7 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . sig p ro . 2 0 1 9 . 1 0 7 3 0 7 .   [1 9 ]   S .   Zai n u d d i n ,   I .   P a sy a ,   N.  E.   A b d   Ra sh id ,   a n d   R.   S .   Ra ja  A z m ir,   P e rf o rm a n c e   o f   M IM F M CW   Ra d a i n   De tec ti n g   S m a ll   V e ss e ls,”   2 0 1 8   I EE In ter n a ti o n a RF   a n d   M icr o wa v e   Co n fer e n c e   ( RF M ),   2 0 1 8 ,   p p .   3 2 9 - 3 3 2 d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /R F M . 2 0 1 8 . 8 8 4 6 4 7 5 .   [2 0 ]   H.  G o u ld ,   J.  T o b o c h n ik ,   a n d   W .   Ch rist ian ,   “A n   I n tro d u c ti o n   t o   Co m p u ter  S im u latio n   M e th o d s - A p p li c a ti o n t o   P h y sic a S y ste m s,   3 rd   e d .   A d d is o n   W e sle y ,   2 0 0 7 .   [2 1 ]   W .   L i,   G .   Ch e n ,   E.   B l a s c h ,   a n d   R .   L y n c h ,   C o g n i t i v e   M I M O   s o n a r   b a s e d   r o b u s t   t a r g e t   d e t e c t i o n   f o r   h a r b o r   a n d   m a r i t i m e   s u r v e i l l a n c e   a p p l i c a t i o n s ,   2 0 0 9   I E E E   A e r o s p a c e   c o n f e r e n c e ,   2 0 0 9 ,   p p .   1 - 9 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 /A ERO. 2 0 0 9 . 4 8 3 9 4 6 9 .   [2 2 ]   P .   Ko iv u m ä k i,   T ri a n g u lar  a n d   Ra m p   Wav e f o r m s   in   T a r g e D e t e c ti o n   w it h   a   F re q u e n c y   M o d u la ted   Co n ti n u o u s   W a v e   Ra d a r,   A a lt o   Un iv e rsit y ,   2 0 1 7 .   [2 3 ]   W .   S e d io n o ,   M e th o d   o f   m e a su rin g   Do p p ler  sh if o f   m o v in g   tar g e t u sin g   F M CW   m a rit i m e   ra d a r,   Pro c e e d in g o f   2 0 1 3   IEE I n ter n a ti o n a C o n fe re n c e   o n   T e a c h i n g ,   Asse ss me n a n d   L e a rn i n g   f o En g in e e rin g   ( T AL E) ,   2 0 1 3 ,     p p .   3 7 8 3 8 1 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T A L E. 2 0 1 3 . 6 6 5 4 4 6 5 .   [2 4 ]   E.   Hy u n   a n d   J.   L e e ,   M e th o d   to   Im p ro v e   Ra n g e   a n d   V e lo c it y   Err o Us in g   De - in terle a v in g   a n d   F re q u e n c y   In terp o latio n   f o A u to m o ti v e   F M CW   Ra d a rs,”   In ter n a ti o n a J o u r n a o S ig n a Pr o c e ss in g   Ima g e   Pro c e ss in g   a n d   Pa tt e rn   Rec o g n it io n ,   v o l .   2 ,   n o .   2 ,   p p .   1 1 2 2 ,   2 0 0 9 .   [2 5 ]   N.  De l - Re y - M a e stre ,   D.  M a ta - m o y a ,   M . - P .   Ja ra b o - A m o re s,  P . - J.  G o m e z - d e l - Ho y o ,   a n d   J. - L .   Ba r c e n a - Hu m a n e s,  A rti f icia in telli g e n c e   tec h n iq u e f o s m a ll   b o a ts  d e tec ti o n   i n   ra d a c lu tt e r .   Re a l   d a ta  v a li d a ti o n ,   En g i n e e rin g   Ap p li c a ti o n o Arti f icia I n telli g e n c e ,   v o l.   6 7 ,   p p .   2 9 6 - 3 0 8 ,   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 / j. e n g a p p a i. 2 0 1 7 . 1 0 . 0 0 5 .   [2 6 ]   S .   Yo n e m u ra ,   A .   T o m ik i,   T .   T o d a ,   a n d   T .   Ko b a y a sh i,   F e a sib il it y   o f   a   Ra d a A lt i m e ter  f o a n   Un m a n n e d   A e rial  V e h icle   Cru isin g   in   th e   M a rs’ A tm o sp h e re ,   J o u rn a o S e lec ted   A re a s in   T e lec o mm u n ica ti o n s ( J S A T ),   v o l.   4 ,   n o .   2 ,   p p .   2 3 - 3 0 ,   2 0 1 4 .   [2 7 ]   X .   Y u ,   X .   C h e n ,   Y .   Hu a n g ,   L .   Z h a n g ,   J.  G u a n ,   Y.  He ,   Ra d a M o v in g   T a r g e De te c ti o n   i n   Clu tt e Ba c k g ro u n d   v ia  A d a p ti v e   Du a l - T h re sh o ld   S p a rs e   F o u rier  T ra n sf o r m ,   IEE Acc e ss ,   v o l.   7 ,   p p .   5 8 2 0 0 - 5 8 2 1 1 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /A CCES S . 2 0 1 9 . 2 9 1 4 2 3 2 .   [2 8 ]   X .   C h e n ,   Ra d o n - F ra c ti o n a l   Am b ig u it y   F u n c ti o n - Ba se d   De tec ti o n   M e th o d   o f   L o w - Ob se r v a b l e   M a n e u v e rin g   T a r g e t,   IEE T ra n sa c ti o n o n   Aer o sp a c e   a n d   E lec tro n ic  S y st e ms ,   v o l.   5 1 ,   n o .   2 ,   p p .   8 1 5 - 8 3 3 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 /T A ES . 2 0 1 4 . 1 3 0 7 9 1 .   [2 9 ]   Y.  W e i,   L .   G u o ,   a n d   J.   L i,   Nu m e rica S im u latio n   a n d   A n a ly sis  o th e   S p ik y   S e a   Clu tt e f ro m   th e   S e a   S u rf a c e   W it h   Bre a k in g   Wav e s,”   IEE T ra n s a c ti o n o n   An ten n a a n d   Pro p a g a t io n ,   v o l.   6 3 ,   n o .   1 1 ,   p p .   4 9 8 3 - 49 9 4 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 /T A P . 2 0 1 5 . 2 4 7 6 3 7 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.