Úvod
Radar znamená Radio detekce And Ranging: detekovat a měřit vzdálenost s rádiovými vlnami. Základní princip je neuvěřitelně jednoduchý. — a od 30. let 20. století beze změny:
- Radar odeslat krátká emisní elektromagnetická energie prostřednictvím řízené antény.
- Energie cestuje rychlostí světla, zasáhne objekt ( cíl) a částečně reflekt.
- Radar příjem Ta slabá ozvěna a měří, jak dlouho byl signál na cestě a odkud přišel.
Z těchto dvou dat následuje vše: Doba trvání dává vzdálenost, směr antény dává azimut (a při 3D radary zvýšení), a posun v frekvenci echo dává radiální rychlost (dopplerův efekt, Dopplerův efekt).
Síla radaru je v tom, o čem to všechno je. ne potřeby: žádné světlo, žádný kontrast s teplem, žádná spolupráce s cílem. Cena: Radar přenáší aktivní a proto je sebedetekovatelný, a ozvěna je extrémně slabá — přijaté aktivum je často faktorem 1018 menší než vyzařovaný výkon. Téměř všechny radarové technologie v této kapitole se týkají jedné otázky: Jak z toho šelestu spolehlivě dostaneš tu malou ozvěnu?
Vzdálenost od cíle k radaru
Radiové vlny cestují rychlostí světla c. Měření trvání radaru Δt mezi přenosem a příjmem, pak signál v té době má vzdálenost k cíli dvakrát (přijít a odejít). Vzdálenost (rozsah R) je tedy:
Radar přijímá echo 200 μs po odeslání pulsu. R = (3 × 108 × 200 × 10- 6) / 2 = 60 000 / 2 = 30 km.
Rádiové vlny cestují 300 m za mikrosekundu. Pro každé mikrosekundové období je zde rozsah 150 m. Užitečné: 1 km rozsah Ø 6,7 μs; 150 km
Tento jednoduchý vzorec je srdcem každého pulzního radaru. Cokoliv, co naruší načasování. — předčasný další puls (Maximální jednoznačný rozsah), cíl ozvěna, která vstupuje, zatímco vysílač je stále zapnutý (Minimální rozsah) — Okamžitě přerušte vzdálenost.
Netěsnost a hluk
Echo cíle není jediná věc, která vstupuje do přijímače. Dvě kategorie nežádoucích signálů určují, zda je cíl viditelný:
Hluk
Hluk je náhodná elektrická energie, z velké části generovaná v samotném přijímači (tepelný hluk) a částečně z prostředí a vesmíru. Hluk je vždy na všech frekvencích. Cílová ozvěna není zjistitelná, dokud není dostatečně nad podlahou hluku; poměr mezi signálním a zvukovým výkonem se nazývá poměr signal- to- šumu (SNR). Detekce je nakonec statistická hra: práh (Prahová hodnota, konstantní falešná upomínka a automatické řízení zisku) by měly být dostatečně vysoké, aby neustále vidět hluk pro cíle, a dostatečně nízké, aby nezmeškat skutečné cíle.
Clutter
Clutter Skládá se z reálných ozvěn objektů, ve kterých nemáte zájem: zemský povrch, mořské vlny, déšť, krupobití, ptačí roje, větrné mlýny, budovy. Clutter může být mnohokrát silnější než ozvěna letadla. — Horský svah odráží milionkrát více energie než lovecké letadlo.
| Druh | Zdroj | Funkce | Kontrola |
|---|---|---|---|
| Pozemní nepořádek | pozemky, budovy | velmi silný, stále | Filtrace MTI / Doppler (Pulzní dopplerový radar a pohyblivý ukazatel cíle) |
| Mořský nepořádek | Mořské vlny | pohybující se pomalu, drsné | CFAR, polarizace, doppler |
| Neklid počasí | déšť, krupobití, sníh | objemové, pohybující se s větrem | kruhová polarizace (Polarizace elektromagnetické vlny), doppler |
| Andělé | ptáci, hmyz | malé, pomalé | Rychlostní filtry |
Základní rozdíl: hluk je náhodný a všude; nepořádek je skutečný odraz s pevným místem nebo vlastní rychlostí. Proto se s nimi bojuje jinak: bojovat proti hluku s větší mocí, lepšími přijímači a integrací (Pulzní komprese a integrace pulsu); nepořádek bojuje s filtry, které rozlišují rychlostí (doppler / MTI) a s adaptivními prahy (CFAR, Prahová hodnota, konstantní falešná upomínka a automatické řízení zisku).
Jamming přidává umělé "hluk" nebo falešné ozvěny a následně spadá přesně do tohoto boje: Lítost se snaží zničit SNR radaru, radar se snaží vidět cíl s filtrováním, změnou frekvence a provozu signálu.