فهرست مطالب

علوم و فناوری های پدافند نوین - سال دوازدهم شماره 1 (پیاپی 43، بهار 1400)

مجله علوم و فناوری های پدافند نوین
سال دوازدهم شماره 1 (پیاپی 43، بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/03/30
  • تعداد عناوین: 10
|
  • علی جبار رشیدی*، بهزاد نظرپور صفحات 1-21

    در حوزه دفاع سایبری همواره پژوهشگران با فقدان یک دادگان مناسب برای ارزیابی نظریه ها و روش های پیشنهادی خود، مواجه هستند. متاسفانه در دادگان مختلفی که در حوزه سایبری وجود دارند حقیقت زمینه مبهم بوده و سناریوهایی که توسط مهاجمان برای اجرای حمله مورد استفاده قرارگرفته اند، نامشخص است. این موضوع موجب خواهد شد تا صحت سنجی روش ها و پژوهش های این حوزه با یک چالش جدی مواجه شود. در این مقاله، روشی ارایه شده است که بر اساس آن می توان یک دادگان جدید با حقیقت زمینه مشخص و سناریوهای از پیش تعریف شده برای حملات سایبری چندگامی ایجاد کرد. در این روش از الگوی راهنمای حملات سایبری برای تعیین گام های مختلف حمله و از مولد سناریوی حمله نیز برای تعیین سناریوهای مورد استفاده توسط مهاجمان، استفاده شده است. نقشه شبکه به عنوان ورودی در نظر گرفته شده و برای ایجاد تنوع در اجراهای مختلف شبیه ساز نیز از متغیرهای تصادفی استفاده شده است. همچنین در روش پیشنهادی از فنون مختلفی ازجمله c-means فازی برای خوشه بندی، و شبکه های عصبی مصنوعی برای طبقه بندی استفاده شده است. برای تنظیم مولفه های شبیه ساز پیشنهادی از دادگان CDX استفاده شده و قابلیت آن برای ایجاد یک دادگان جدید از حملات سایبری چندگامی نشان داده شده است. برای ارزیابی روش پیشنهادی از روش امتیازدهی توسط افراد خبره استفاده شده است و درنهایت با متوسط امتیاز 7/90 از دیدگاه خبرگان این حوزه مورد تایید قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: شبیه ساز، حملات سایبری چندگامی، تولید دادگان، دفاع سایبری
  • نادر بیرانوند*، میثم یعقوبیان، حمید بیگدلی صفحات 23-35

    در این مقاله یک بازی دیفرانسیلی دفاع هدف فعال بررسی شده است. در بازی موردبحث هواپیمای هدف و موشک مدافع تشکیل یک گروه داده و برای شکست موشک مهاجم، همکاری می کنند. فرض شده هواپیما دارای سرعت کمتری نسبت به مهاجم است. هواپیما با کمک موشک مدافع، که دارای شعاع انهدام نا صفری است، در تلاش است بر مهاجم پیروز شود. هواپیما و مدافع به گونه ای همکاری می کنند که مدافع بتواند قبل از نابود شدن هواپیما به وسیله مهاجم، مهاجم را نابود کند. تابع هزینه برابر بافاصله هواپیما و مهاجم در زمان نهایی (زمانی که مهاجم به وسیله مدافع نابود می شود) تعریف شده است. گروه هواپیما و مدافع می خواهند تابع هزینه را بیشینه کنند و مهاجم در تلاش است این تابع را کمینه کند. این مقاله با در نظر گرفتن محدودیت هایی بر روی هواپیما، نتایج موجود را تعمیم می دهد.

    کلیدواژگان: بازی های دیفرانسیلی، نظریه بازی ها، هواپیماهای بدون سرنشین، هدایت موشکی
  • محمد عبدالملکی، مسعود دوستی*، محمدباقر توکلی صفحات 37-44

    یکی از زمینه های تحقیقاتی در پدافند نوین، سامانه های رادیویی بی سیم با توان مصرفی کم است که به طور خاص منجر به تقاضا برای فیلترهای با عملکرد بالاتر می شود. فیلترهای Gm-C به دلیل عملکرد فرکانس بالا و قابلیت مجتمع شدن در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته اند. در این مقاله یک فیلتر پایین گذر مرتبه چهار Gm-C با مدار تنظیم فرکانس خودکار روی تراشه ارایه شده است. هسته این فیلتر یک تقویت کننده ترارسانایی عملیاتی (OTA) فرکانس بالای ولتاژ پایین بر پایه معکوس کننده های CMOS است. برای افزایش خطینگی OTA، مدار پس خور مد مشترک (CMFB) جدیدی ارایه شده که با مدار پیش خور مد مشترک (CMFF) ترکیب شده‏ است. همچنین در این مقاله مدار تنظیم فرکانس خودکار جدیدی ارایه شده تا از طریق تنظیم ولتاژ بالک ترانزیستورها اثرات عدم تطبیق در المان ها و تغییرات دمایی بر OTA و درنتیجه فرکانس قطع فیلتر را جبران کند، درحالی که این مدار بخش کمی از توان مصرفی فیلتر را به خود اختصاص می دهد. مدارها با استفاده از فناوری CMOS nm 90 TSMC و با منبع تغذیه V 1 در نرم افزار Cadence طراحی و شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی پس از جانمایی نشان می دهد بهره تفاضلی DC، بهره مد مشترک، فرکانس قطع dB 3  و فرکانس بهره واحد OTA به ترتیب برابر با dB 7/34، dB 26 ، MHz 237 و GHz 8/13 است. فرکانس قطع فیلتر GH 1 است و با اعمال ولتاژهای ورودی VP-p 2/0 دو تن، مقدار مدولاسیون داخلی مرتبه سوم (IM3) فیلتر در فرکانس قطع فیلتر برابر با dB 38  می باشد. توان مصرفی و مساحت اشغالی فیلتر به ترتیب mW 8/4 و mm2 038/0×043/0 می باشد. همچنین شبیه سازی مونت کارلو مقاومت خوب فیلتر پیشنهادی را در برابر خطاهای فرآیند ساخت نشان می دهد.

    کلیدواژگان: فیلترهای Gm-C، تقویت کننده ترارسانایی عملیاتی، مدار تنظیم خودکار، معکوس کننده های CMOS
  • مهدی مزیدآبادی فراهانی، جلیل مظلوم*، پیمان نایبی صفحات 45-52

    سامانه رادیوشناختی، شبکه ارتباطی فوق پهن باندی است که به طور هوشمند قابلیت استفاده بهینه از طیف فرکانسی موجود را با استفاده از روش پایش طیف پویا دارد. این سامانه می تواند نیازهای سامانه های مخابرات میدانی را به خوبی برآورده سازد و در عمده تجهیزات عملیاتی، مورد استفاده قرار گیرد. در این مقاله برای تحقق این سامانه، با اتصال ضربدری دو سلف فعال متشکل از توپولوژی گیت مشترک و بازخورد، در یک ساختار تفاضلی، یک تقویت کننده کم نویز فوق پهن باند جدید طراحی شده است. به کارگیری سلف فعال، علاوه بر افزایش پهنای باند تقویت کننده و کاهش سطح تراشه، دارای بهره ذاتی بوده و به علت داشتن ضریب کیفیت بالا، قابلیت تنظیم اندوکتانس و فرکانس را نیز دارا می باشد. این ساختار علاوه بر تطبیق ورودی در کل پهنای باند فرکانسی، با ساختار ارایه شده سبب افزایش هدایت انتقالی ترانزیستورها شده و موجب کاهش توان مصرفی و عدد نویز مدار می شود. در این کار، نتایج شبیه سازی با فناوری CMOS µm 18/0 نشان می دهد که در گستره فرکانسی از MHz 50 تا GHz 10، این ساختار دارای تطبیق ورودی بهتر از dB 10- ، بهره قدرت dB4/10، تغییرات عدد نویز از dB 7/6-3 و نقطه تقاطع مرتبه سوم dBm 4- را با توان مصرفی mW 29/9 و منبع تغذیه V 8/1 ارایه می دهد.

    کلیدواژگان: رادیوشناختی، سلف فعال، تقویت کننده کم نویز پهن باند، اتصال ضربدری خازنی
  • علی عبداللهی ارجنکی، آرش دهستانی کلاگر*، محمدرضا علیزاده پهلوانی صفحات 53-71

    پیل سوختی به عنوان یک منبع تولید انرژی کارآمد و سازگار با محیط زیست، اخیرا به طور گسترده ای مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله، یک مدل جامع از پیل سوختی غشاء تبادل پروتون kW 6 که شامل مدل دینامیکی همراه با مدل الکتریکی می باشد، ارایه می شود. تعادل جرمی و تعادل انرژی ترمودینامیکی، تغییرات دمایی، ولتاژ خروجی مدار باز، تلفات ولتاژ و لایه دوتایی بار الکتریکی در پیل سوختی مدل سازی می شوند. برای اتصال پیل سوختی به ریزشبکه ها در کاربردهایی نظیر سامانه های تولید توان پراکنده، سیستم قدرت سامانه های پدافندی دریایی و شناورهای نظامی به مبدل هایی با بهره ولتاژ بالا، توانایی بالا در پردازش توان و سطح بالایی از جریان جذب شده از منبع DC نیاز می باشد. بنابراین در این مقاله، دو مبدل DC-DC افزاینده درهم تنیده و مبدل افزاینده درهم تنیده همراه با چند برابر کننده ولتاژ (IBVM) جهت اتصال پیل سوختی به ریزشبکه ها پیشنهاد می شود. سپس روش کنترل پیش بین به عنوان یک کنترل کننده حالت جریانی، برای هر دو مبدل پیشنهادی به منظور کنترل جریان تزریقی توسط پیل سوختی و همچنین صاف کردن نوسانات خروجی پیل سوختی طراحی می شود. در مقایسه با روش های کنترل خطی آبشاری مرسوم، روش پیشنهادی از تنظیم کردن پارامترهای PID، مدولاسیون PWM و تبدیل مختصات جلوگیری می کند. درنهایت، نتایج شبیه سازی جهت اعتبارسنجی مدل ارایه شده، کارایی مبدل های انتخابی و روش کنترل پیشنهادی ارایه می شوند.

    کلیدواژگان: پیل سوختی، مدل سازی دینامیکی، مبدل DC-DC، کنترل حالت جریانی، کنترل پیش بین مبتنی بر مدل
  • وجیهه ثابتی* صفحات 73-84

    در روش های نهان نگاری تطبیقی از ایده ظرفیت جاسازی متغیر در نواحی تصویر با توجه به یکنواخت یا لبه بودن آن ها، استفاده می شود. روش ALSBMR یک روش تطبیقی است که دو مرحله اصلی دارد: انتخاب پیکسل های مناسب برای جاسازی و جاسازی در آن ها با استفاده از روش LSBMR. در این روش، دو کلید توافقی میان فرستنده و گیرنده برای مشخص نمودن زاویه چرخش بلاک ها و انتخاب مسیر جاسازی استفاده می شود. در روش اصلی این کلیدها بدون هیچ ملاک و معیار مشخص و به صورت تصادفی توسط فرستنده انتخاب و به اطلاع گیرنده می رسد. در روش پیشنهادی، انتخاب کلید به عنوان یک مسئله بهینه سازی مدل شده است و از دو الگوریتم بهینه سازی ژنتیک (GA) و الگوریتم بهینه سازی آموزش-یادگیری (TLBO) برای یافتن کلیدهای بهینه استفاده شده است. برای بررسی بیشتر از دو تابع برازندگی اختلاف بین تصویر میزبان و نهان نگاری شده و همچنین اختلاف هیستوگرام تصویر میزبان و تصویر نهان نگاری شده استفاده شده است. نتایج نشان می دهد، کیفیت و امنیت تصویر نهان نگاری شده در روش پیشنهادی نسبت به روش پایه بهبود یافته است. با توجه به این که تمام روش های نهان نگاری نیاز به کلیدهای جاسازی دارند، هوشمند کردن فرآیند انتخاب این کلیدها می تواند به بهبود عملکرد روش های نهان نگاری موجود کمک کند.

    کلیدواژگان: نهان نگاری، نهان کاوی، نهان نگاری تطبیقی، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم بهینه سازی آموزش-یادگیری
  • سیاوش یاری، محسن خالقی، حمید خوشخو*، محمد اخلاقی صفحات 85-94

    منابع تجدیدپذیر از دیدگاه پدافند غیرعامل منابعی استراتژیک به شمار رفته و می توانند جایگزین خوبی برای نیروگاه های سنتی در صورت وقوع جنگ و یا شرایط تحریمی باشند. در این مقاله، قابلیت نیروگاه خورشیدی جهت بهبود میرایی نوسانات بین ناحیه در شبکه قدرت مورد بررسی قرار گرفته شده است. با توجه به افزایش چشمگیر  نیروگاه های خورشیدی با سطوح نفوذ بالا در سامانه قدرت، مشارکت این منابع در جهت افزایش میرایی نوسانات شبکه قدرت امری مهم به نظر می رسد. بر این اساس، هدف از این مقاله، استفاده از مدل کنترلی سنکرونورتر (Synchronverter) برای بهبود میرایی نوسانات بین ناحیه ای و همچنین افزایش اینرسی شبکه قدرت در حضور نیروگاه خورشیدی می باشد. برای انجام شبیه سازی ها در این مقاله، نیروگاه خورشیدی به همراه کنترل کننده های آن در محیط  DSLنرم افزارDIgSILENT PowerFactory به طور دقیق مدل سازی شده است. به منظور نشان دادن قابلیت مدل کنترلی سنکرونورتر جهت بهبود میرایی نوسانات بین ناحیه ای از شبکه ی دو ناحیه ای کندور و همچنین شبکه انتقال شرکت برق منطقه ای زنجان جهت انجام شبیه سازی ها در حوزه ی زمان استفاده شده است. نتایج شبیه سازی های انجام شده در شرایط وقوع اغتشاش های مختلف (تغییر گشتاور، افزایش ناگهانی بار و خطای اتصال کوتاه)، نشان دهنده عملکرد مناسب و مطلوب روش پیشنهادی می باشد.

    کلیدواژگان: نوسانات بین ناحیه ای، نیروگاه های خورشیدی، سنکرونورتر
  • صابر کاویانی*، فریدون بهنیا صفحات 95-106

    در این مقاله به مکان یابی اهداف هوایی فعال با استفاده از تنها یک گیرنده سطحی پرداخته می شود و در این راستا از تفاضل های زمانی و فرکانسی سیگنال های دریافتی از هدف (منبع رادیویی) و سیگنال های انعکاسی از دو هدف سطحی بزرگ با موقعیت معلوم و از پیش تعیین شده (به عنوان ایستگاه های گیرنده مجازی و یا اهداف کمکی) استفاده می شود. با توجه به سطحی بودن ایستگاه های اصلی و مجازی به دست آوردن ارتفاع هدف در روش های معمول مکان یابی امکان پذیر نیست، به طوریکه در چنین مواردی مسئله مکان یابی را در دو بعد حل کرده و ارتفاع هدف را در نظر نمی گیرند. برای حل این مشکل در این مقاله روشی پیشنهاد می شود که با استفاده از آن ارتفاع هدف با دقت قابل قبولی به دست می آید. روش پیشنهادی علاوه بر تعیین موقعیت سه بعدی اهداف هوایی فعال از پیچیدگی محاسباتی پایینی نیز برخوردار است که استفاده از آن را در کاربردهای عملی امکان پذیر می سازد. در روش هایی که متغیرهای مکان و سرعت هدف در معادلات به صورت ضمنی و وابسته به یکدیگر حل می شوند، حجم محاسبات برای رسیدن به دقت مورد نظر در متن مقاله 250 برابر می شود. البته این روش برای نسبت های پایین سیگنال به نویز امکان عدم همگرایی دارد.

    کلیدواژگان: مکان یابی تک ایستگاهی، مکان یابی سه بعدی، تفاضل زمان ورود (TDOA)، تفاضل فرکانس ورود (FDOA)
  • سمیرا نجف زاده کشتلی، علی آقاگل زاده، سید جواد کاظمی تبار* صفحات 107-119

    امروزه برای شناسایی هویت افراد از ویژگی های منحصربه فرد افراد استفاده می شود. این ویژگی ها بیومتریک نام دارند و از پرکاربردترین آن ها شامل اثرانگشت، کف دست و چهره است. یکی دیگر از مهم ترین و پرکاربردترین بیومتریک ها، عنبیه می باشد. پژوهش های انجام شده در این مقاله شامل طراحی یک سیستم شناسایی جدید بر مبنای افزایش امنیت در پایگاه داده عنبیه چشم است. در این مقاله الگوریتم جدیدی برای افزایش امنیت در پایگاه داده عنبیه چشم ارایه می شود که در آن از الگوریتم رمزنگاری دیداری و رمزنگاری RSA استفاده می شود. الگوهای استخراج شده از عنبیه چشم با الگوریتم های رمزنگاری دیداری و RSA به صورت توام رمز می شوند تا امنیت آن ها در پایگاه داده تضمین شود. در این مقاله از بانک تصویر CASIA-v1 استفاده شده است که مقدار EER آن بعد از اعمال روش های رمزنگاری تقریبا 01/0 است که مقدار قابل قبولی است. علاوه براین، نتایج شبیه سازی نشان می دهد که الگوریتم ها و ماسک های به کارگرفته شده در سامانه پیشنهادی در مقابل نویزهای فلفل نمکی، گوسی سفید و فیلتر میانگین نسبت به سامانه های دیگر عملکرد بهتری خواهند داشت.

    کلیدواژگان: تشخیص هویت، بیومتریک عنبیه، رمزنگاری، رمزنگاری دیداری، RSA، داگمن
  • ولی علیزاده، پرویز حسین خانی، مصطفی نجفی*، مسعود عبدالله زاده، جواد افشار صفحات 121-127

    در این کار، نانو ذرات BaMgAl10O17 با و بدون دوپ شدن با Eu2+ توسط یک روش سنتز احتراقی جدید، ساده با سوخت ترکیبی اوره و گلایسین بدون استفاده از اتمسفر احیاکننده تهیه شدند. ریخت شناسی، ساختار، خلوص فاز و ویژگی های نورتابی نانو ذرات به ترتیب با میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM) ، الگوی پراش اشعه (XRD) و فتولومینسانس (PL) بررسی شد. اثر سوخت اوره به تنهایی و در ترکیب با گلایسین در احیای Eu3+ به  Eu2+مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج مورفولوژی و پراش اشعه ایکس بیانگر ساختاری میله ای باریک شبیه به دانه برنج در ابعاد تقریبا 45 تا 65 نانومتر با خلوص تقریبا بالا را نشان می دهد. در نمونه دوپ شده با اروپیوم و سنتز شده با سوخت ترکیبی اوره و گلایسین، طیف گسیل فتولومینسانس در محدوده طول موج های 400 تا 500 نانومتر با مرکزیت 447 نانومتر مشاهده شد. پاسخ سوسوزنی نمونه ها به تابش چشمه های 90Sr و 241Am به عنوان چشمه های گسیلنده ذرات باردار و گاما و قابلیت جداسازی تابش بتا و گاما در چشمه 90Y / 90Sr بررسی شد. نتایج نشان داد که نانو ذرات BaMgAl10O17 دوپ شده با Eu+2 به ذرات بتا حساسیت خوبی نشان می دهند و می توانند گزینه مناسبی برای کاربردهای آشکارسازی ذرات بتا باشد.

    کلیدواژگان: سنتز احتراقی، نانو ذرات نورتاب، فتولومینسانس، سوسوزن، ذرات بتا، اروپیوم
|
  • Alijabbar Rashidi *, Behzad Nazarpour Pages 1-21

    In the field of cyber defense, researchers always suffer from the lack of a proper dataset to evaluate their proposed theories and methods. Unfortunately, in the various datasets existing in cyber defense scope, the ground truth is ambiguous, and the scenarios used by the attackers to carry out the attacks are unclear. This will lead to a serious challenge to the verification of methods and researches in this area. In this paper, a method is proposed by which a new database can be generated with the explisit ground truth and predetermined scenarios for multistage cyber attacks. In this method, a cyber attack guidance template is used to determine the various stages of the attacks and an attack scenario generator is also used to determine the scenarios used by simulated attackers. Network topology is considered as input, and random variables are used to create variety in simulator performances. Also, in the proposed method, various techniques such as fuzzy c-means for clustering, and artificial neural networks for classification are used. To set the simulator parameters, the CDX dataset is used and its ability to create a new dataset of multistage cyber attacks is well illustrated. To evaluate the proposed method, scoring by SME's is used, and finally with the mean score of 90.7, it had been approved.

    Keywords: Simulator, Multistage Cyber-Attacks, Generating Dataset, Cyber Defense
  • Nader Biranvand *, Meysam Yaghobian, Hamid Bigdeli Pages 23-35

    An aircraft defense dierential game is analyzed where a Target aircraft and a Defender missile team up to defeat an Attacker missile. Attacker pursues the (slower) Target which evades Attacker with the help of Defender, which is endowed with a non-zero capture radius. Target and Defender cooperate in a way that Defender intercepts Attacker before the latter reaches Target. The payoff functional is the distance between Target and Attacker at the interception time which Attacker strives to minimize and Target/Defender team strives to maximize. The work in this paper generalizes existing results to consider restrictions on aircraft.

    Keywords: Differential games, Game Theory, Autonomous air vehicles, Missile guidance
  • Mohammad Abdolmaleki, Massoud Dousti *, Mohammad Bagher Tavakoli Pages 37-44

    The study of low power wireless radio systems is an area in modern defense that especially deals with higher performance filters. In recent years, Gm-C filters have drawn attention due to their high frequency performance and integrability. In this paper, a fourth-order low-pass Gm-C filter with on-chip automatic tuning circuit is presented. The core of this filter is a low-voltage high-frequency CMOS inverter-based operational transconductance amplifier (OTA). To improve the linearity of the OTA, a new common-mode feedback (CMFB) circuit is presented that is combined with a common-mode feedforward (CMFF) circuit. Moreover, a new automatic tuning circuit is presented. By tuning the bulk voltage of transistors, this circuit compensates the effects of mismatches and temperature changes on the OTA, and therefore, on the filter cutoff frequency. Furthermore, this circuit consumes small portion of the power consumed by the filter. The circuits are designed and simulated in Cadence using TSMC 90nm CMOS technology and a 1 V power supply. The post-layout simulation results show that the DC differential gain, common-mode gain, -3 dB cutoff frequency and unity-gain frequency of the OTA are 34.7 dB, -26 dB, 255 MHz and 13.8 GHz, respectively. The cutoff frequency of the filter is 1 GHz, and by applying 0.2 Vp-p input voltages, the third-order intermodulation (IM3) of the filter at the cutoff frequency is -38 dB. The power consumption and the area of the filter are 4.8 mW and 0.043 × 0.038 mm2, respectively. Moreover, Monte Carlo simulations show the good robustness of proposed filter against the process errors.

    Keywords: Gm-C filter, operational transconductance amplifier, automatic tuning circuit, CMOS inverters
  • Mahdi Farahani Mazidabadi, Jalil Mazloum *, Peyman Nayebi Pages 45-52

    Cognitive radio is well known as an ultra-wideband communication system that intelligently optimizes the available frequency spectrum by implementing the dynamic spectrum monitoring method. This system can meet the needs of field communication systems well and be used in most operational equipment. In this paper, to realize this system, using the cross coupling of two active inductors consisting of common gate topology and feedback, in a differential structure, a novel ultra-wideband low noise amplifier is designed. The use of active inductor, in addition to increasing the amplifier bandwidth and reducing the chip area, due to its high quality factor, it also has the ability to adjust the inductance and frequency. In addition to input matching in the entire frequency bandwidth, this structure increases the transconductance of the transistors with the proposed structure and reduces the power consumption and the noise figure of the circuit. The simulation results show that in the frequency range of 50 MHz to 10 GHz, this structure has a better input matching than -10 dB, power gain of 10.4 dB, noise figure variations of 3-6.7 dB and a third-order intercept point is -4 dBm. The proposed LNA consumes 9.29 mW from a 1.8 V power supply.

    Keywords: Cognitive Radio, Active Inductor, Low Noise Amplifier (LNA), Capacitor Cross Coupled
  • Ali Abdollahi Arjanaki, Arash Dehestani Kolagar *, Mohammad Reza Alizadeh Pahlavani Pages 53-71

    The fuel cell, as an efficient and environmentally friendly energy source, has received much attention in recent years. In this paper, a comprehensive model of the 6-kW proton exchange membrane (PEM) fuel cell, including dynamic model along with the electrical model, is presented. The mass balance and thermodynamic energy balance, temperature dynamics, open-circuit output voltage, voltage losses, and the formation of charge double layer in the PEM fuel cell are modeled. The connection of fuel cells to the microgrids in applications such as distributed power generation, power systems of naval defense systems, and military ships requires DC-DC power converters with high voltage gain, high capability of power processing, and high levels of current absorbed from the dc source. In this context, this paper proposes the use of an interleaved boost DC-DC converter and an interleaved boost with voltage multiplier converter (IBVM) to connect the fuel cell to the microgrids. Then a model predictive control algorithm is proposed for the two proposed converter as a current-mode controller to control the injected current by fuel cell as well as to smooth output fluctuations of the fuel cell. Compared with traditional cascade linear control, the proposed scheme avoids PID parameters tuning, PWM modulation, and coordinate transformation. The simulation results are given to confirm the effectiveness of the proposed control method, the chosen converters, and the obtained model of PEM fuel cell.

    Keywords: Fuel Cell, Dynamic modeling, DC-DC Converter, Current Mode Control, Model Predictive Control
  • Vajiheh Sabeti * Pages 73-84

    Adaptive steganography methods use variable embedding capacity according to the uniformity or edges of image areas. ALSBMR is an adaptive method with two main stages: Selecting suitable pixels, and embedding them using the LSBMR method. This method utilizes two adaptive keys between the sender and the receiver to determine the block rotation angle and select the embedding path. In the original method, the keys are randomly selected by the sender with no specific criteria and then sent to the receiver. The proposed method models key selection as an optimization problem and uses Genetic Algorithm (GA) and Teaching-Learning-Based Optimization (TLBO) to find the optimal keys. Two fitness functions are used to further evaluate the difference as well as the histogram difference between the cover and stego images. The results show that the image embedded with the proposed method has improved quality and security compared to the base method. Since all steganography methods require embedding keys, intelligent key selection can improve the performance of existing steganography methods.

    Keywords: Steganography, Steganalysis, Adaptive Steganography, genetic algorithm, TLBO algorithm
  • Siavash Yari, Mohesn Khaleghi, Hamid Khoshkhoo *, Mohammad Akhlaghi Pages 85-94

    From a passive defense perspective, renewable sources are strategic resources and can be a good alternative to conventional power plants in the event of war or sanctions. In this paper, the capability of solarpower plant to improve the inter area oscillations damping in the power grid is investigated. Due to the significant increase in solar power plants with high penetration levels in the power system, the participation of these resources in order to increase the damping of power system inter area oscillations seems to be important. Accordingly, the purpose of this paper is to use the Synchronverter control model to improve the inter area oscillations damping and also to increase the inertia of the power system in the presence of a solar power plant. To perform the simulations in this paper, the solar power plant with its controllers in the DSL environment of DIgSILENT PowerFactory software is precisely modeled. In order to show the capability of the synchronverter control model to improve the damping of inter area oscillations, Kundur power system as well as the transmission network of Zanjan Regional Electricity Company have been used to perform simulations in the time domain. The results of the simulations performed in the conditions of occurrence of various disturbances (change of torque, sudden increase of load and short circuit fault), show the proper performance of the proposed method.

    Keywords: Inter area oscillation, Solar power plants, Synchronverter
  • Saber Kaviani *, Fereidoun Behnia Pages 95-106

    In this paper, we propose a method to localize an active aerial target (emitter) in three dimensions using the time difference and the frequency difference of the received signal from the target and the reflected signals from two large auxiliary terrestrial targets (pseudo stations) with known positions in a fixed ground-based station. Due to the pseudo and the main stations' terrestrial nature, it is not possible to obtain the altitude of the target in the traditional methods, so that these methods solve the localization problems in two dimensions and do not consider the altitude of the target. In this paper, a method is proposed to achieve the target altitude with acceptable accuracy to address this issue. The capability to give the target altitude and at the same time have low computational complexity makes this method an attractive option to be considered in practical applications. In methods where the variables of location and target velocity in the equations are solved implicitly and interdependently, the volume of calculations to achieve the desired accuracy in the text of the article is 250 times. Of course, this method does not converge for low signal-to-noise ratios.

    Keywords: single site localization, three-dimensional position, time difference of arrival, frequency difference of arrival
  • Samira Najafzadeh Keshteli, Ali Aghagolzadeh, Javad Kazemitabar * Pages 107-119

    Nowadays, unique identifiers are used to authenticate individuals. These identifiers are called biometrics with iris being one of the most popular ones. Research performed in this paper consist of designing a new identification system based on improved security in iris database. In this paper, we propose an iris template protection method based on Visual Cryptography (VC) and RSA. For iris template protection, the binary iris template is divided into two shares using VC, where one share is stored in the database and the other is kept with the user on a smart    card. In order to provide additional security, the share that is stored in the database is encrypted with RSA encryption. In the next step the patterns obtained from each image are compared with the patterns in the database and, by defining a threshold, the identification procedure is carried out. In this paper, the CASIA - v1 image bank has been used. The EER value after encryption is approximately 0.01. We then expose the system to different noises such as salt and pepper, white Gaussian noise and mean filt.r. After applying the noises, we haveit is observed that the system has shows been better performance compared to the than other systems which we have investigated.

    Keywords: Biometric, Iris, visual cryptography, RSA, smart card, security
  • Vali Alizadeh, Parviz Hosseinkhani, Mostafa Najafi *, Masoud Abdollahzadeh, Javad Afshar Pages 121-127

    In this research, doped and undoped BaMgAl10O17 nanoparticles were synthsized using a new simple combustion synthetic method. A hybrid fuel consisting of urea and glycine was utilized in absence of reductive atmosphe .The morphology, structure, purity of sample phases and the features of nanoparticles light-glowing were investigared using field emission scanning electron microscope (FE-SEM), X-Ray Diffraction (XRD) pattern, and Photoluminescence (PL). The effect of urea fuel was studied either solely or mixed with glycine for the dopant reduction. The results of morphology and X-ray diffraction imply narrow-bar-structured rice with an approximated dimension of 45 - 65 nm with roughly high purity. In the synthesized doped europium with urea hybrid fuel and glycine, the photoluminescence emission spectrum is observed within the wavelengthrange of 400-500 nm centered at 447 nm. The scintillation responses of the samples to the 90Sr beta and 241Am gamma radiation sources and the ,discrimination capability of beta and gamma emissions in the 90Sr/90Y sources are investigated. The results showed that the activated nanoparticles having doped Eu2+ have a good sensitivity to bate particles and. can be an appropriated alternative for detection applications of beta particles in the spaces combined with gamma photons and beta particles.

    Keywords: Beta particles, Combustion synthesis, Light-glowing nanoparticles, Photoluminescence, Scintillator, Uropium