Př pulsní radar je klasická a stále nejběžnější radar forma: vysílač je na velmi krátké ( pulz) a pak relativně dlouhý, zatímco přijímač poslouchá ozvěny. Od doby trvání každé echo následuje vzdálenost (Vzdálenost od cíle k radaru). Tato sekce se zabývá parametry, které charakterizují pulzní radar — Pro EW specialistu, to jsou přesně ty parametry, kterými identifikujete radar.
Pulzní repetice Frekvence
Př Pulzní repetice Frekvence (PRF) je počet impulsů, které radar přenáší za sekundu, vyjádřený v Hz nebo pulsů za sekundu (pps). Typické hodnoty běží od několika stovek Hz (dohled dlouhého dosahu) po stovky tisíc Hz (sledování pulsedopple).
PRF je možná nejdůležitější konstrukční volbou pulsního radaru, protože určuje základní výměnu:
- Nízké PRF → hodně času na poslech mezi pulsy → velký jednoznačný rozsah (Maximální jednoznačný rozsah), ale dopplerové měření je nejednoznačné: rychlost není jednoznačná.
- Vysoký PRF → Dopplerovo měření je jednoznačné (dobré pro stanovení rychlosti a potlačení nerovností), ale jednoznačný rozsah se stává malým: Rozsah měření se stává jednoznačným.
- Střední PRF → jak trochu nejednoznačné; Moderní radary to řeší střídáním více PRF (Modulace PRI).
PRF je klíčovou součástí elektronického otisku prstu radaru. Systémy ESM klasifikují zachycené emise zpočátku na frekvenci, PRF a šířku pulsu — Radar typu, a často zbraňový systém za ním, lze vystopovat.
Pulzní repetice Interval a Pulzní šířka
Př Pulzní repetice Interval (PRI, také nazývaný čas opakování pulsu) je čas od začátku jednoho pulzu k začátku dalšího. PRI a PRF jsou naopak:
Př Šířka pulsu (PW, doba trvání pulsu, τ) je, jak dlouho vysílač je ve skutečnosti na jeden puls, typicky 0,1 – 100 μs. Poměr mezi časem přenosu a celkovým časem se nazývá pracovní cyklus:
Šířka pulsu je sama o sobě kompromisem:
- Krátký puls → rozlišení jemného rozsahu (Rozlišení rozsahu) a krátký minimální rozsah (Minimální rozsah), ale málo energie na puls → menší rozsah.
- Dlouhý puls → Spousta energie na puls → Větší rozsah, ale hrubé rozlišení rozsahu a velký minimální rozsah. Pulzní komprese (Pulzní komprese a integrace pulsu) porušuje toto dilema.
V rámci jednoho PRI se to stane: odeslat (PW), pak poslouchat další puls. Čas poslechu (PRI − PW) určuje, jak daleko se ozvěna může vrátit před dalším pulsem.
Maximální výkon a průměrný výkon pulsního radaru
S pulzním radarem musíte držet dvě schopnosti od sebe:
- Maximální výkon (Pp): výkon během samotného pulsu — Často stovky kilowattů na megawatty.
- Průměrný výkon (Pavg): Energetický průměr po celou dobu, včetně dlouhého ticha. To určuje hospodaření s energií (potraviny, chlazení) a — průměrný v průběhu času — Detekční schopnost.
Radar má Pp = 500 kW, PW = 2 μs a PRF = 500 Hz (PRI = 2000 μs). Pracovní cyklus = 2 / 2000 = 0,001. Pavg = 500 000 × 0,001 = 500 W. Půl megawatt vrcholu, ale v průměru ne více než konvice.
To vysvětluje, proč pulzní radary mohou dodávat tak obrovský špičkový výkon: Přenosová trubka musí pracovat jen zlomek času a může "odpočívat". Vysvětluje to také EW detail: přijímač poslouchající radar zachycuje plný špičkový puls — Proto RWR slyší radar na mnohem větší vzdálenosti, než radar vidí letadlo.
Minimální rozsah
Dokud je vysílač zapnutý, přijímač nemůže poslouchat. — Duplexer připojil anténu k vysílači a přijímač je stíněn. Vrací se ozvěna. během Takže posílání pulsu je ztraceno. Výsledkem je, že každý pulzní radar má Minimální rozsahCíle blíže jsou neviditelné.
PW = 2 μs → Rmin = (3 × 10)8 × 2 × 10- 6) / 2 = 300 m. Vše v okruhu 300 metrů je pro tuto oblast radaru. S PW = 100 μs (dlouhotrvající pulz) roste na 15 km!
Proto radary, které také potřebují být schopni vidět pozorně (navigační radary, krátkodobou obranu) používají velmi krátké pulsy a vyměňují mnoho sledovacích radary dlouhé pulsy s krátkými pulsy (blízko pohledu).
Maximální jednoznačný rozsah
Po každém pulsu bude radar poslouchat, dokud další pulz neodejde. Radar implicitně předpokládá, že každá echo obdržené na poslední odeslání pulz. Pokud ozvěna velmi daleko gól přijde v rámci dalšího pulsu, pak je připisován na nesprávný puls a umístěn v příliš krátké vzdálenosti: jeden Second-time-around echo. Vzdálenost, v níž nemůže dojít k žádné nejasnosti se nazývá Maximální jednoznačný rozsah (Rmax, unamb):
PRF = 1000 Hz → PRI = 1 ms → Rmax, unamb = (3 × 10)8 × 0,001) / 2 = 150 km. Cíl na 180 km přináší jeho echo 1,2 ms po pulsu — takže 0,2 ms po dalším pulsu — a objeví se falešně na (0,2 ms × c) / 2 = 30 km.
Zde vidíte PRF výměna Pulzní repetice Frekvence v nejčistší formě: Čím vyšší PRF, tím menší je jednoznačný rozsah. Early- varovný radar, který se musí dívat 400 km daleko může používat PRF 375 Hz maximálně; pulzní dopplerový radar s PRF = 100 kHz má jasný rozsah pouze 1,5 km a potřebuje rekonstruovat svou škálu měření pomocí chytrých triků (Modulace PRI). Což znamená "dvojité" tady. — a proč stejný problém existuje také v oblasti rychlosti — je prohlouben v Ambiguity.
Modulace PRI
Mnoho radarů neudrží PRI konstantní, ale záměrně se liší: Modulace PRI. Hlavní formy a jejich cíle:
| Tvar | Co se děje? | Proč? |
|---|---|---|
| Konstantní | fixní PRI | jednoduchost; ale předvídatelná a nejednoznačná |
| Ostrý PRI | pevná série 2–8 různých PRI, opakující se | zdvihání slepých rychlostí MTI (Pulzní dopplerový radar a pohyblivý ukazatel cíle), second-time-around eques unmask |
| Jittered PRI | PRI se liší (pseudo) náhodný na puls | obtížně předvídatelné pro klamavé rušičky; chrání před technikami falešné echo |
| Přepínač PRF / šnekový spínač | bloky pulsů jeden s druhým PRF | Řešení rozsahu a dopplerových dvojic (medium- PRF radary) |
| Posuvné PRI | PRI běží nebo běží | např. zabránění zatmění, posunutí nejednoznačnosti |
Jak PRI- variace řeší nejasnost? Skutečná ozvěna uvnitř Rmax, unamb Zůstaňte ve stejné vzdálenosti, ať si vyberete cokoliv. A second-time-around echo "skoky" ve zjevné vzdálenosti, jak PRI mění — a spadne do koše. Stejný princip platí v dopplerové doméně pro rychlosti.
Primární modulace je dvouhranný meč. Pro radar je to ochrana; pro obsluhu ESM je vzor modulace PRI (sekvence staggerů, hloubka jitteru) dalším identifikátorem. Moderní klamavé rušičky musí předpovědět PRI, aby byly schopny umístit falešné ozvěny před skutečným — Jitter to v zásadě ztěžuje.
Prahová hodnota, konstantní falešná upomínka a automatické řízení zisku
Kdy radar vidí cíl? Pokud signál obdržel nad prahovou hodnotou (práh) vyjde ven. Volba tohoto prahu je základním dilematem:
- Prahové hodnoty příliš nízká → Vrcholy hluku dostat přes to → falešné poplachy, obrazovka "sněhy zavřené" a procesor se přetíží.
- Prahové hodnoty příliš vysoká → slabé ozvěny cíle zůstávají pod → chybějící detekce.
Pevná prahová hodnota funguje špatně, protože pozadí (hluk + nepořádek + rušení) se značně liší podle směru a vzdálenosti. Proto používají radary. Stálá chybná frekvence poplachu (CFAR) procesor: Pro každou zkoušenou buňku měří procesor úroveň pozadí v okolních buňkách a klade práh nad pevnou marži. Výsledek: Počet falešných poplachů za sekundu zůstává konstantní bez ohledu na to, zda je pozadí stále nebo plné nepořádku.
Kromě toho chrání Automatické řízení zisku (AGC) příjemce: AGC automaticky ovládá výztuž pomocí silných signálů (úzké cíle, silný nepořádek, rušení) tak, aby se přijímač nenasytil a nahoru pomocí slabých signálů. Bez AGC by jeden silný signál vypnul celý převodový řetězec.
Prahová logika je přístup pro EW. Ruisjamming tlačí na práh CFAR, takže skutečné cíle zmizí pod ním (radar "vidí" nic, ale ví, že se zaseknout). A AGC může být zneužíván: Podvodové techniky, jako je AGC- podvod / inverzní zisk hrát se silnými impulsy narušit posílení kontroly sledovacích radarů.
Pulzní komprese a integrace pulsu
Dvě techniky zpracování signálu zvednou výkon pulsních radarů nad jejich specifikace "kalu".
Pulzní komprese
Dilema Pulzní repetice Interval a Pulzní šířka: dlouhý puls dává rozsah, krátký puls dává rozlišení. Pulzní komprese doručí oba najednou. Radar přenáší dlouhý puls, který je interně modulovaný. — například rostoucí frekvence (chirp / lineární FM) nebo fázový kód (Kód vozíku). Přijímač "ví", že modulace a stlačuje dlouhou echo s odpovídající filtr na jeden krátký, vysoký vrchol.
A 100 μs cirp impuls s šířkou pásma 10 MHz se chová v energii jako 100 μs impuls (velký rozsah), ale v rozlišení jako 0,1 μs impuls: ΔR = 15 m místo 15 km.
Pulzní integrace
Jedna ozvěna může zmizet pod zvukem, ale cíl je zasažen desítkami pulsů během jedné anténní vlny. Pulzní integrace Dej ty ozvěny dohromady. Hluk je náhodný a částečně uprostřed; Cíl echo je vždy na stejném místě a roste podél. Takhle roste efektivní SNR.
- Soudržná integrace (před detekcí, s fázovými informacemi): n pulsy → SNR zisk na faktor n.
- Nekoherentní integrace (po detekci pouze amplituda): menší zisk (~), ale jednodušší.
Pulzní komprese také dělá radary odolné proti rušení: Srovnávaný filtr pouze posiluje signály s přesně tou správnou vnitřní modulací. Škoda, že nenapodobuje cvrlikání přesně ztrácí kompresní zisk — časté — proti skutečné ozvěně. To je důvod, proč moderní DRFM (Digital RF Memory) investují do přesného záznamu a přehrávání pulzní formy.