EMS Learning Environment · Преглед · 5 · §5.1 · English version

§5.1 Основна работа на радара

Начало

Въведение

Радар означава Радио откриване And Ranging: откриване и измерване на разстояние с радиовълни. Основният принцип е удивително прост. — и от 30-те години на миналия век без промяна:

  1. Радара изпращане кратко излъчва електромагнитна енергия чрез насочена антена.
  2. Енергията пътува със скоростта на светлината, удря обект (на Цел) и отчасти отразени.
  3. Радара Получаване Това слабо ехо и измерва колко дълго е бил сигналът на път и от коя посока е дошъл.

От тези две данни следва всичко: Продължителността дава разстоянието, посоката на антената дава азимут (и при 3D радари височина), и промяната в честотата на ехо дава радиална скорост (доплер ефект, Доплеров ефект).

радар импулс на предаване → ← ехо Цел
Изпращане, отразяване, приемане: принципа на радара.

Силата на радара е в това, за което е всичко. не нужди: няма светлина, няма топлина контраст, няма сътрудничество на целта. Цената: радарът предава активен и следователно се открива, и ехото е изключително слабо — полученият актив често е фактор 1018 по-малко от излъчваната мощност. Почти всички радарни технологии в тази глава се отнасят до един въпрос: Как да изкараш това малко ехо от мърморенето надеждно?

Разстояние от целта до радара

Радиовълни се движат със скоростта на светлината c. Измерване продължителност на радара Δt между предаване и приемане, след това сигналът по това време има разстоянието до целта два пъти (да идват и си отиват). Разстоянието (обхват R) е по този начин:

R = (c × Δt) / 2 където: R = разстояние до целта (m)c = скорост на светлината8 m/sΔt = продължителност между предаването и получаването (ята)Разделението по 2: Сигналът продължава напред-назад
Преглед

Радара получава ехо 200 μs след изпращане на пулса. R = (3 × 108 × 200 × 10- 6) / 2 = 60 000 / 2 = 30 km.

Юмрук правила

Радиовълните пътуват с ~300 m в микросекунда. За всеки микросекунден период, има диапазон от 150 m. Полезни: 1 km диапазон.0 μs матуритет; 150 km

Тази проста формула е сърцето на всеки пулсов радар. Всичко, което нарушава времето. — преждевременен следващ импулс (Максимална неамбициозна дистанция), цел ехо, което влиза, докато предавателят е все още включен (Минимален обхват) — Разруши разстоянието незабавно.

Клатър и шум

Ехото на целта не е единственото нещо, което влиза в приемника. Две категории нежелани сигнали определят дали дадена цел е видима:

Шум

Шум е случайна електрическа енергия, до голяма степен генерирана в самия приемник (термален шум) и отчасти от околната среда и вселената. Шумът винаги е там и на всички честоти. Целта ехо не се открива, докато тя е достатъчно над шум под; съотношението между сигнала мощност и шум мощност се нарича съотношение сигнал/шум (SNR). Откриването в крайна сметка е статистическа игра: прагът (Праг, постоянна фалшива тревога и автоматичен контрол на печалбата) трябва да бъде достатъчно висока, за да не се вижда постоянно шум за целите и достатъчно ниско, за да не пропуснете реални цели.

Клатър

Клатър се състои от истински ехота на обекти, в които не се интересувате: земната повърхност, морски вълни, дъжд, градушка, птичи рояци, вятърни мелници, сгради. Клатър може да бъде много пъти по-силен от ехото на самолет. — Планинският склон отразява милиони пъти повече енергия от ловния самолет.

ВидИзточникХарактеристикиКонтрол
Наземна бъркотияземя, сградимного силен, все ощеФилтриране на MTI / Doppler (Пулс доплеров радар и движеща се целева индикатор)
Морска бъркотияМорски вълниДвижи се бавно, грубо.CFAR, поляризация, доплер
Метеорологична бъркотиядъжд, градушка, снягобемни, движещи се с вятъркръгла поляризация (Поляризация на електромагнитната вълна), doppler
Ангелиптици, насекомималък, бавенСкоростни филтри

Основната разлика: шумът е случаен и навсякъде; безпорядъкът е истинско отражение с определено място или собствена скорост. Затова те се борят по различен начин: Борба с шума с повече сила, по-добри приемници и интеграция (Интеграция на импулса); битки с прах с филтри, които се различават по скорост (доплер/MTI) и с адаптивни прагове (CFAR, Праг, постоянна фалшива тревога и автоматичен контрол на печалбата).

Значение на ЗВ

Заглушаването добавя изкуствен "шум" или фалшиви ехота и следователно попада точно в тази битка: Съжалението се опитва да разруши SNR на радара, радарът се опитва да види целта с филтриране, смяна на честотата и работа на сигнала.