فهرست مطالب

علوم و فناوری های پدافند نوین - سال هفتم شماره 4 (پیاپی 26، زمستان 1395)

مجله علوم و فناوری های پدافند نوین
سال هفتم شماره 4 (پیاپی 26، زمستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/11/11
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مصطفی نجفی *، سعید منزوی، محمد جواد تقی زاده صفحات 269-276
    در این تحقیق، یک حسگر گازی مقاومت شیمیایی مبتنی بر گرافن اکسید احیا شده برای آشکارسازی گزینش پذیر دی متیل متیل فسفونات (DMMP) به عنوان شبه عامل اعصاب توسعه داده شده است. احیای گرافن اکسید توسط عوامل احیا کننده های مختلفی مانند آسکوربیک اسید، گلوکز، هیدرازین هیدرات و پارافنیلن دی آمین انجام گرفت. گرافن اکسیدهای احیا شده که به خوبی در آب مقطر پراکنده شده بودند؛ با روش قطره چکانی روی سطح الکترودهای شانه ای قرار داده شدند. همچنین، از ترکیب تترافلوئورو هیدروکینون (TFQ) به عنوان لایه ثانوی پوشش دهنده برای بهبود گزینش پذیری و حساسیت استفاده گردید. برای سنجش تغییرات مقاومت از دستگاه LCR-Meter استفاده شد. گستره پاسخ خطی آمده برای DMMP با این حسگر mg/L 5/4-2 با حد تشخیص mg/L 3/0 به دست آمد. انحراف استاندار نسبی برای 4 بار تکرارپذیری پاسخ حسگر مقدار 1 درصد محاسبه شد.
    کلیدواژگان: حسگر مقاومت شیمیایی، گرافن اکساید احیا شده، دی متیل متیل فسفانات، حسگرگازی
  • صفا خزایی *، مهندس محسن فیضی صفحات 277-287
    برآورد امکان پایش اهداف زمینی توسط ماهواره های تصویربرداری همواره یکی از دغدغه های اصلی پدافند غیرعامل بوده است. در این تحقیق، با استفاده از اطلاعات دوخطی و الگوریتم مدل اغتشاشات ساده شده (SGP4) مدار ماهواره های ارتفاع پایین در یک بازه زمانی مشخص مدل سازی شده است. توانایی SGP4 برای پایش اهداف زمینی از طریق بررسی دقت پیش بینی موقعیت ماهواره با استفاده از اطلاعات دوخطی در روزهای بعد مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، یک روش بر اساس هندسه دید ماهواره های تصویربرداری اپتیکی و الگوریتم در برداری چندضلعی جهت امکان پایش اهداف زمینی در بازه زمانی مورد نظر در دو وضعیت بحرانی و عادی ارائه و در قالب یک ابزار کاربردی در محیط MATLAB پیاده سازی شده است. به منظور نمایش کارایی این ابزار، یک مطالعه موردی برای سه ماهوارهEROS B ، IKONOS و SPOT5 جهت پایش یک هدف زمینی فرضی انجام شده و نتایج حاصل با استفاده از پارامترهای فاصله، زاویه ارتفاعی و زاویه آزیموت نقطه هدف از ماهواره ها مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: برآورد امکان پایش، اهداف زمینی، اطلاعات دوخطی، ماهواره های تصویربرداری، SGP4
  • مهندس رضا غفارپور *، مهندس علی اصغر پورموسی، پروفسور علی محمد رنجبر صفحات 289-304
    هدف از این مقاله، ارائه شاخصی برای ارزیابی امنیت شبکه قدرت بعد از حملات تروریستی بر روی تجهیزات شبکه با استفاده از تئوری مجموعه فازی می باشد. برای رسیدن به این هدف، از یک روش مبتنی بر تئوری احتمال و تئوری امکان استفاده شده است. در گام اول، با استفاده از روش بیزین که یک روش مبتنی بر تئوری احتمالات است، میزان احتمال حمله و همچنین میزان ریسک ناشی از فعالیت های تروریستی بر روی تجهیزات سامانه قدرت محاسبه شده و تجهیزات سامانه بر اساس این میزان ریسک رتبه بندی شدند. در گام دوم، با به کارگیری پخش بار فازی و یافتن پارامترهای فازی مرتبط با عملکرد شبکه، میزان تاثیر از دست رفتن هر یک از تجهیزات رتبه بندی شده در گام اول بر روی شبکه قدرت مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت با محاسبه میزان ریسک ناشی از حمله به تجهیزات شبکه، شاخصی برای ارزیابی امنیت سامانه قدرت ارائه شده است. همچنین به منظور ارزیابی کارایی روش پیشنهاد شده، شاخص امنیت برای یک شبکه خاص محاسبه شد.
    کلیدواژگان: شبکه قدرت، ارزیابی امنیت، تئوری احتمال، تئوری امکان، شبکه بیزین، پخش بار فازی
  • مهندس وحید بهتویی، محمدیاسر رادان * صفحات 305-314
    به منظور شناسائی بهترین محل برای احداث سازه های مدفون دربرگیرنده تجهیزات و تاسیسات دارای خواص مغناطیسی، بی هنجاری های زیرسطحی در جنوب استان زنجان با پیمایش های ژئومغناطیسی برداشت و مورد بررسی قرار گرفت. برآورد عمق بی هنجاری های مغناطیسی با استفاده از روش واهمامیخت اویلر استاندارد انجام شد. پس از اعمال روش اویلر به نقشه ادامه فراسو، سه بازه عمقی برای بی هنجاری ها به دست آمد. نتایج به دست آمده از تعبیر و تفسیر کیفی نمایان گر یک روند کلی شمال غربی– جنوب شرقی از بی هنجاری ها در منطقه مورد مطالعه است. مدل سازی بی هنجاری ها با نرم افزار مدل ویژن انجام شده و بهترین مناطق جهت احداث سازه های مدفون از نظر رعایت اصول اختفای مغناطیسی پیشنهاد شد.
    کلیدواژگان: بی هنجاری های مغناطیسی زیرسطحی، ژئومغناطیس، روش واهمامیخت اویلر، مدل سازی، سازه های مدفون مغناطیسی
  • حسن فرسی *، مهندس پوریا اعتضادی فر صفحات 315-326
    یکی از حوزه های مهم در پدافند غیرعامل، شناسایی تهدیدات و اعلام هشدار است. یکی از روش های پرکاربرد در حوزه شناسایی بررسی داده های ویدئویی به منظور شناسایی اهداف ناشناس و اعلام هشدار است. به منظور بررسی سریع، با دقت بالا روش های خلاصه سازی ویدیو ارائه شده است. همچنین در طول سال های گذشته، ایجاد ویدیو دیجیتالی منجر به رشد نمایی محتوای ویدئویی شده است. به منظور افزایش قابلیت استفاده از این حجم بالای ویدیو، تحقیقات بسیاری به انجام رسیده و خلاصه سازی ویدیو به جهت مرور سریع این مجموعه ویدئویی بزرگ و برای کمک به فهم سریع محتوای داده های ویدئویی پیشنهاد شده است. در خلاصه سازی ویدیو، تصاویری به عنوان نماینده از هر صحنه انتخاب می شود تا مروری تصویری از تمام فیلم به دست آید. اخیرا روش هایی با استفاده از فرمول بندی تنک برای خلاصه سازی ویدیو، داده های ویدئویی را به میزان زیادی نسبت به دیگر روش ها خلاصه نموده اند. در این مقاله به خلاصه سازی ویدیو، به عنوان یک مسئله انتخاب واژه نامه تنک پرداخته می شود. بدین منظور، با استفاده از روشی جدید بر پایه کدینگ تنک، می توان به میزان زیادی خلاصه سازی داده های ویدئویی را نسبت به دیگر روش های خلاصه سازی ویدیو که با روش تنک و یا روش های دیگر پیشنهادشده اند بهبود بخشید. اساس این روش بر پایه حل معادله بهینه سازی با استفاده از آستانه گذاری نرم است که پیچیدگی کمتری نسبت به روش های پیشنهادشده اخیر است. این امر را می توان با بررسی میزان پیچیدگی روش پیشنهادی با روش های متداول اخیر متوجه شد. در انتها نتایج آزمایش برای مجموعه داده های معیاری زمین حقیقت و با روش های State of the art، ادعای ما در بهبود میزان خلاصه سازی روش پیشنهادی را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: خلاصه سازی ویدیو، انتخاب واژه نامه، فریم کلیدی، آنالیز ویدیو، کدینگ تنک
  • مهندس محمدحسین رنجبر *، ابوالفضل پیرایش صفحات 327-337
    ارزیابی ریسک زیرساخت ها در برابر تهدیدات یکی از مهم ترین ملاحظات پدافند غیرعامل است. سامانه قدرت به عنوان یکی از مهم ترین زیرساخت های هر کشور که دیگر زیرساخت ها بدان وابسته است، همواره هدفی جذاب برای گروه های تروریستی بوده است. هدف از این مقاله ارائه روشی برای ارزیابی ریسک سامانه قدرت در برابر تهدیدات تروریستی و همچنین ارائه روشی برای کاهش ریسک سامانه با تخصیص بهینه بودجه پدافند غیرعامل برای مستحکم سازی تجهیزات آن است. بدین منظور ابتدا مدل احتمالی حمله موفقیت آمیز تروریستی به تجهیزات سامانه مشخص می شود و در گام بعد با مشخص کردن خسارت ناشی از حمله، ریسک سامانه برای سناریوهای مختلف تعیین می شود. در ادامه، بودجه پدافند غیرعامل برای مستحکم سازی تجهیزات به صورت بهینه اختصاص می یابد. به منظور نشان دادن کارایی روش ارائه شده برای ارزیابی و کاهش ریسک سامانه قدرت، سامانه آزمایش 24 باسه IEEE مورد آزمون قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که چگونه با اختصاص بودجه پدافند غیرعامل، ریسک سامانه کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: ارزیابی ریسک، آسیبپذیری، احتمال حمله موفقیت آمیز، خسارت ناشی از حمله، مسئله بهینه سازی کوله پشتی
  • مهندس امیر حبیبی درونکلا، سمیه چمانی *، مهندس یعقوب قانع صفحات 339-350
    در این مقاله یک سامانه آنتن هوشمند برای استفاده در سکوهای متحرک پیشنهاد شده است. سامانه طراحی شده می تواند به صورت هوشمند سمت سکوی متحرک دیگری را تشخیص داده و به صورت دید مستقیم با آن ارتباط برقرار کند. برقراری ارتباط با دقت بالا در جهت مورد نیاز نسبت به حالت همه جهته امنیت لینک و میزان سیگنال به نویز دریافتی در سامانه آنتن گیرنده را بالا می برد. سامانه آنتن هوشمند ساخته شدهساخته شده در این مقاله شامل شش قطاع است که عملکرد آن ها توسط یک برد کنترلی هوشمند کنترل می شود. عملکرد سامانه به این صورت است که برای شروع ارتباط، سکوی متحرک اولیه یک سیگنال به صورت همه جهته ارسال کرده و سکوی متحرک دوم بر اساس اینکه SNR از کدام قطاع قوی تر دریافت می شود، جهت سامانه اولیه را تشخیص می دهد، سپس عملیات هم راستاسازی انجام می شود. هر قطاع از آنتن هوشمند پیشنهادی دو باند فرکانسی C و UHF را پشتیبانی کرده و آرایه وفقی انتخاب شدهانتخاب شده از نوع بیم سوئیچ شده است. المان آنتنی انتخابی در باند C و UHF به ترتیب پچ و Rubber duck هستند. با به کارگیری آنتن هوشمند پیشنهادی در لینک ارتباطی امنیت لینک تا حدود 7/4 برابر افزایش خواهد یافت.
    کلیدواژگان: آنتن هوشمند، سطح امنیت، بیم سوئیچ شده
  • مهندس سیدمحسن حسینی، محمدحسین خانزاده * صفحات 351-364
    از مهم ترین بخش های سامانه اویونیک هواپیما، واحد تغذیه توان الکتریکی آن است. در این مقاله، یک مبدل سوئیچینگ DC/DC با ساختار جدید و خروجی چندگانه برای استفاده در سامانه اویونیک هواپیماهای نظامی ارائه شده است. مبدل پیشنهادی قادر است یک خروجی اصلی با توان بالا و یک خروجی جانبی برای بخش کنترلی سامانه را به صورت هم زمان و بدون افزودن سیم پیچ های اضافی به ترانسفورماتور، یا تغییر در سیکل وظیفه و فرکانس سوئیچ فراهم نماید. به علاوه، نیاز به سیم پیچ ثالثیه مغناطیس زدا نیز برطرف خواهد شد. فیلتر EMI متناسب، مدار مهار جریان هجومی و حالات گذرا، و همچنین فیلتر کاهنده ریپل نیز مدارهای جانبی هستند که مطابق با استانداردهای نظامیMIL-STD طراحی و در مبدل تعبیه شده اند. مبدل پیشنهادی نسبت به نمونه های موجود دارای مزایایی همچون سادگی طراحی و افزایش سرعت پردازش سامانه کنترلی، افزایش چگالی توان و بازده، کاهش وزن و ابعاد، حذف تداخلات EMI و افزایش قابلیت اطمینان می باشد.
    کلیدواژگان: سامانه اویونیک جنگنده ها، مبدل سوئیچینگ DC، DC نظامی، افزایش چگالی توان، افزایش قابلیت اطمینان
|
  • Dr. Mostafa Najafi * Pages 269-276
    In this work, a chemiresistor gas sensor based on chemically reduced graphene oxide (CRGO) for selective detection of dimethyl methyl phosphonate (DMMP) as a nerve agent simulant was developed. The reduction of graphene oxide was performed by various reducing agents such as glucose, ascorbic acid, hydrazine hydrate and p-phenylenediamine (PPD). The efficient dispersion of CRGOs in distilled water were drop-cast onto an interdigitated electrode. Also tetrafluorohydroquinone (TFQ) was used as a second coating layer for improving sensor selectivity and sensitivity. LCR-Meter device is used for measurement of resistance changes. The sensor showed a linear dynamic range of 2-4.5 mg/L with a detection limit 0.3 mg/L for DMMP determination. Also the RSD to evaluate the repeatability of sensor for 4 replicate measurements was 1%.
    Keywords: Chemiresistor, Reduced Graphene Oxide, DMMP, Gas Sensor
  • Dr Safa Khazaei * Pages 277-287
    Estimating the possibility of ground targets monitoring by imaging satellites is of the most challenging concerns in passive defense. In this research, two-line elements (TLE) data and SGP4 method which considers orbital perturbations have been used for modelling the orbits of low-altitude satellites in a specific period of time. The ability of SPG4 model for ground targets monitoring has been evaluated by using TLE data for estimating the accuracy of satellites’ position prediction in the next days. The ability of SPG4 for ground targets monitoring is appraised as well. Furthermore, a method has been proposed for estimating the possibility of ground targets monitoring based on based on the view geometry of optical imagery satellites in ordinary and critical situations and in-polygon algorithm. The proposed method has been presented as a MATLAB toolbox. For illustrating the applications of this toolbox, an investigation case study for three satellites EROS B, IKONOS, and SPOT 5 has been carried out as a case study, and then the results had been analyzed by using parameters such as range, angle of elevation and azimuth angles of target point from satellites.
    Keywords: Estimating the Possibility of Monitoring, Ground Targets, TLE, Imaging Satellites, SGP4
  • Reza Ghaffarpour *, Ali Asghar Pourmousa, Prof Alimihammad Ranjbar Pages 289-304
    The purpose of this paper is to present an index for evaluation of power network security after terrorist attacks against the network facilities using fuzzy set theory. In order to achieve this goal, a method based on probability and possibility theory is used. In the first step, by using Bayesian network which is a method based on probability theory, the probability of the attack as well as the risk value caused by terrorist activities against the power network facilities was calculated and the network facilities were ranked according to the level of the risk. In the second step, by employing fuzzy load flow and finding the fuzzy parameters related to network performance, the impact of the loss of each component ranked in the first step on power network was investigated. Finally, having calculated the risk value caused by terrorist attacks against the network facilities, an index was provided for evaluating power network security. Also, in order to validate the effectiveness of the proposed method, security index for a specific network was calculated.
    Keywords: Power Network, Security Assessment, Probabilities Theory, Possibility Theory, Bayesian Network, Fuzzy Load Flow
  • Eng. Vahid Behtooei, Dr. Mohammad Yaser Radan* Pages 305-314
    In order to identify the best location for the construction of underground structures including equipment and installation of subsurface, magnetic anomalies in the southern part of Zanjan provinc by geomagnetic surveys were determined and investigated. Estimation of the magnetic anomalies was performed using standard Euler method. Then, to map upward constitution, three depth intervals were calculated for the anomaly. The result of qualitative interpretation represents a northwest-southeast trend of the anomaly on the study area. Anomaly modeling was performed using Vision software and the best locations for the construction of underground structures in accordance with the principles of magnetic hiding were proposed.
    Keywords: Subsurface Magnetic Anomalies, Geomagnetic, Euler Deconvolution Method, Modeling, Buried Magnetic Structures
  • Dr. Hassan Farsi *, Pouryia Etezadifar Pages 315-326
    One of the important topics of passive defense is threats detection and waning alarm. One of the most widely used methods in detection field is video data investigation in order to identify unknown targets and warning alarm. In order to evaluate a fast and high-precision technique, video summarization is presented. Also, during the past years, creation of digital videos has caused exponential growth of video content. To increase the high volume of video usability, a lot of researches have been done and video summarization has been proposed to quick view of large video collection and quick understanding of the content of video data. In the video summarization, pictures are selected as a representative of each scene to obtain a visual overview of whole video. Recently, new methods using sparse formulation are suggested for video summarization being more effective in video data summarization than other methods. In this paper, video summarization is presented as a sparse dictionary selection problem. For this purpose, using a new method based on sparse coding, have been able to improve video data summarization compared to other video summarization methods based on sparse or other coding. Finally, the results for the ground truth data collection and State of the art methods, shows improvement our claim in the video summary on proposed method.
    Keywords: Video Summarization, Dictionary Selection, Key Frame, Video Analysis, Sparse Coding
  • Mohamadhoseiin Ranjbar* Pages 327-337
    Risk assessment of infrastructures against threats, is one of the most important consideration in passive defence. Power system is an infrastructures on which other infrastructures are depended. This infrastructure is always regarded by terrorists as an attractive target. This paper presents a method for risk assessment of power system. It also presents a method for risk reduction of power system based on optimal allocation of defence budget for hardening facilities of power system. First, probability model of successful terrorist attack to power system’s facilities is presented and by combining of this probability and consequences of attack, risk of each scenario is achieved. Then, power system’s defence budget is optimally allocated for hardening its facilities. In order to indicate the effectiveness of these methods, IEEE 24-bus reliability test system is tested. Results show how system’s risk is reduced by the allocation of defence budget for system protection.
    Keywords: Risk Assessment, Vulnerability, Probability of Successful Attack, Consequences, Knapsack Problem
  • Amir Habibi Daronkola, Somayyeh Chamani *, Yaqob Qane Pages 339-350
    In this paper, a smart antenna system to be used in moving platforms is proposed. The designed system detects intelligently direction of the other moving platform and communicates with it in a poin to point manner. Compared to omnidirectional transmission, poin to point communication with a high accuracy in the required direction increases the link security and signal to noise ratio (SNR) in the receiver system. The fabricated smart antenna system consists of six sectors, the performance of which is controlled by an intelligent control board. First, the primary moving platform sends a signal to all directions and the second moving platform decides about direction of primary platform, considering the strongest SNR among sectors. In the next stage, aligning operation is performed. Each sector of the proposed smart antenna supports two frequency bands of UHF and C and the implementd adaptive array type is beam-switched. Antenna elements in C and UHF-band are Patch and Rubber duck, respectively. The results show that using the proposed smart antenna in the communication link, increases the security up to 4.7 times.
    Keywords: Smart Antenna, Security Level, Switched, Beam
  • Seyed Mohsen Hoseini, Mohammd Hosein Khandaze* Pages 351-364
    One of the most important parts in the aircraft avionic system is the electrical power supply, requiring special design considerations. Thus, many international standards have been adopted to achieve the best performance and highest system reliability. In this paper, a multi-output DC/DC switching converter with new forward-flyback structure for using in the military avionic system is presented. The proposed converter can provide a main high power output and an auxiliary output for control unit. It is performed without adding extra transformer winding, or change of switching frequency and duty cycle. Moreover, demagnetizing tertiary winding will be removed. The suitable electromagnetic interference (EMI) filter, inrush current suppressor circuit, and output ripple filter are designed according to MIL-STD standards. The proposed converter has many advantages such as simplicity of design, high processing speed of control system, high power density and efficiency, low size and weight, low electromagnetic noise, and good reliability.
    Keywords: Aircraft Avionic System, Military DC, DC Switching Converter, Increasing Power Density, Reliability Improvement