EMS Studijní prostředí · Přehled · 5 · §5.1 · English version

§5.1 Základní funkce radaru

Start

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:

  1. Radar odeslat krátká emisní elektromagnetická energie prostřednictvím řízené antény.
  2. Energie cestuje rychlostí světla, zasáhne objekt ( cíl) a částečně reflekt.
  3. 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).

radar převodový puls → ■ echo cíl
Vysílání, odrážení, příjem: princip radaru.

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:

R = (c × Δt) / 2 kde: R = vzdálenost od cíle (m)c = rychlost světla8 m / sΔt = doba mezi převodem a příjmem (y)Divize o 2: Signál jde tam a zpět
Náhled

Radar přijímá echo 200 μs po odeslání pulsu. R = (3 × 108 × 200 × 10- 6) / 2 = 60 000 / 2 = 30 km.

Pravidla pěsti

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.

DruhZdrojFunkceKontrola
Pozemní nepořádekpozemky, budovyvelmi silný, stáleFiltrace MTI / Doppler (Pulzní dopplerový radar a pohyblivý ukazatel cíle)
Mořský nepořádekMořské vlnypohybující se pomalu, drsnéCFAR, polarizace, doppler
Neklid počasídéšť, krupobití, sníhobjemové, pohybující se s větremkruhová polarizace (Polarizace elektromagnetické vlny), doppler
Anděléptáci, hmyzmalé, pomaléRychlostní 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).

Význam režimu podpory

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.