EMS 's læringsmiljø · Oversigt · 2 · §2.1 · English version

§2.1 Indledning

Start

Alt hvad en EW specialist gør — Identificering af et radarsignal, konvertering af en frekvens, bestemmelse af en afstand fra en varighed — er baseret på et lille antal aritmetiske baser. Dette kapitel indeholder disse fundamenter. Hvem begreberne storhed, enhed, hyppighed og kontrollerer beføjelser 10, kan følge ethvert næste kapitel uden at snuble over matematik.

Stoffet er bevidst holdt praktisk: ingen distraktioner, men de formler og konverteringer, du rent faktisk bruger i marken og i klassen.

Storhed og enhed

1 storhed er en egenskab, du kan måle eller beregne: længde, tid, hastighed, frekvens, effekt, temperatur. 1 enhed er det mål, hvor du udtrykker denne storhed: meter, sekund, meter per sekund, hertz, watt, kelvin. En værdi uden enhed er meningsløs — "afstanden er 5" siger intet, "afstanden er 5 km".

International enighed om at samarbejde med SI-system (Sysème International). EW 's vigtigste mængder og deres SI-enheder:

StorhedSymbolSI-enhedForkortelse
Længde / afstandl, d, Rmeterm
Tidtandens
HyppighedfhertzHz
Hastighedvmeter pr. sekundm/s
EffektPwattW
TemperaturTkelvinK
Bølgelængdeλ (lambda)meterm
Vinkelθ φGrad / radial° / rad
Husk

Ved enhver beregning, skriv enheden. Mange matematiske fejl i praksis er i virkeligheden enhedsfejl: Mileage forvirring med målere, megahertz med gigahertz.

Hyppighed

Hyppighed f) er antallet af gange et periodisk fænomen gentages pr. sekund. Enheden er hertz (Hz): 1 Hz = 1 vibration pr. sekund. For EW er frekvensen den centrale mængde: hele det elektromagnetiske spektrum klassificeres efter frekvens, og radar, radioer og ladninger er kendetegnet ved den frekvens, hvor de opererer.

Tidspunktet for en komplet vibration kaldes termin (T). Hyppighed og periode tid er hinandens modsatte:

f = 1 / T og T = 1 / f hvor: f = frekvens i hertz (Hz)T = periodetid i sekunder
Forhåndsvisning

Et signal har en periode på 1 ms (0,01 s). Frekvensen er f = 1 / 0,001 = 1.000 Hz = 1 kHz. Omvendt: En radar, der opererer på 10 GHz, har en periode på T = 1 / 10 millioner millioner = 0,1 nanosekund.

T (periode) amplitude
En periode T af et sinuelt signal. Jo kortere T, jo højere frekvens f.

Fælles afledte enheder: 1 kHz = 1000 Hz, 1 MHz = millioner Hz, 1 GHz = milliard Hz, 1 THz = billioner Hz. Militære radar opererer typisk i MHz til GHz-området; Infrarød og lys er i THz-området.

Store antal, antal navne og beføjelser på 10

I EM spektrum du arbejder med ekstremt store tal (gigahertz: 1.000.000.000 Hz) og ekstremt små (nanosekunder: 0.000000001 s). Afmelding er klodset og fejlfølsom; derfor bruger vi Beføjelser på 10 og SI-præfikser.

PræfiksSymbolStrømstyrke 10UskrevetNavn
teraT10121.000.000.000.000mia.
gigaG1091.000.000.000mia.
megaM1061.000.000mio.
kilok1031.0001000
——1001én
millim10-30,0011000.
mikroµ10- 60,000001millioner
nanon10- 90,000000001billionth
picop10- 120,000000000001trillionth

Beregningen med potenser på 10 følger to enkle regler: når du ganger, tilføje eksponenter (103 × 106 = 109), i dele du trække dem fra hinanden (109 / 106 = 103).

Forhåndsvisning

En radar sender ved 9,4 GHz. Det er 9,4 × 10.9 Hz = 9,400 MHz = 9.400.000 kHz. En impulsbredde på 1,5 μs er 1,5 × 10- 6 a.

Vær opmærksom

Den hollandske "mia" (109) på engelsk mia., og den hollandske "mia" (1012) på engelsk trillionI international dokumentation og NATO er dette en klassisk fejlkilde.

Lyshastighed

Elektromagnetiske bølger — radiobølger, radar, infrarød, lys, laser — planter i vakuum og omtrent også i luft med lyshastighed c:

c ≠ 3 × 108 m / s = 300.000 km / s den nøjagtige værdi: 299.792.458 m / s — Til beregninger er 3 × 10 tilstrækkeligt8 m / s

Dette nummer er af direkte praktisk betydning for EW-specialisten af to grunde:

c = f × λ hæmmet λ = c / f og f = c / λ hvor: c = lysets hastighed8 m / sf = frekvens i Hzλ = bølgelængde i m
Forhåndsvisning

En X- band radar opererer på 10 GHz. Bølgelængden er λ = (3 × 108) / (10 × 109) = 0,03 m = 3 cm. En VHF radio på 150 MHz har λ = (3 × 108(150 × 10)6) = 2 m.

Tommelfingerregel

Høj frekvens = kort bølgelængde; lav frekvens = lang bølgelængde. En praktisk æselbro: 300 MHz ↔ 1 m. Derfra kan du nemt skalere: 3 GHz ↔ 10 cm, 30 GHz ↔ 1 cm.

Temperatur

Temperaturen viser sig ved første blik at være en mærkelig and i en EW kursus, men er afgørende for forståelsen infrarød (Infrarød): Enhver genstand med en temperatur over dens absolutte nul udsender elektromagnetisk stråling, og dens mængde og bølgelængde afhænger direkte af temperaturen.

Der er tre skåle, du bør vide:

SkalaSymbolNulpunktAnvendelse
Celsius°Csmeltepunktsisdaglig anvendelse
Kelvin FormandKAbsolut nul (-273,15 ° C)videnskab og teknologi, IR beregninger
Fahrenheit°F—US Documentation
T (K) = T (° C) + 273.15 konvertering Fahrenheit: T (° C) = (T (° F) − 32) × 5 / 9

EU absolut nulpunkt (0 K = − 273,15 ° C) er den lavest mulige temperatur Der alle molekylære bevægelse står stille og en genstand ikke længere udsender varme stråling. Alt deroppe skinner — et menneske (~ 310 K), en køretøjsmotor (~ 350–400 K), en jetmotor udstødning (~ 700–1000 K). Jo varmere objektet er, jo mere IR stråling og jo kortere spidsbølgens længde. Dette er det fysiske princip bag termiske kameraer og IR- styrede missiler.

Forhåndsvisning

En udstødningsprop på 627 ° C er 627 + 273 = 900 K. Infrarød Ser du, at en sådan kilde topper omkring 3,2 μm — Præcis inden for mange varmesøgende missiler.

Azimut, højde og område

For at fange positionen af et mål i forhold til en sensor, bruger vi tre koordinater — sammen pære koordinatsystem i radarverdenen:

nord formål Az El område R radar
Azimuth (vandret vinkel mod nord), elevation (vinkel over horisonten) og område (hældningsafstand) samler målets position.

Med disse tre værdier er positionen af et mål blevet fuldt fastlagt. En 2D radar måler kun azimut og område; en 3D radar måler også højde og kan beregne højden af målet (se 2D- og 3D-radar).

Praksis

Azimuth er altid angivet med tre cifre i rapporter: "mål i 045, interval 12 km". Husk, at række Slope Afstanden er: et mål på 10 km og 30 ° stigning måles på jorden nærmere end 10 km.

Radial hastighed

EU radialhastighed vr) er den del af hastigheden af et mål langs synslinjen sensor — den hastighed, hvormed målet kommer til eller går af sensoren. Dette er forskellig fra den faktiske (jorden) hastighed af målet.

Et mål, der flyver direkte til radaren, har en radial hastighed, der svarer til dens faktiske hastighed. Et mål, der flyver præcist over linjen af vision (tangential) har en radial hastighed på 0 — Uanset hvor hårdt det går.

vr = v × cos (α) hvor: vr = radial hastighed (m / s)v = faktisk målhastighed (m / s)α = vinkel mellem målretningen og synsretningen mod radaren
radar Synsretning v v · cos α = v r
Kun hastighedskomponenten langs synslinjen (grøn) tæller som radial hastighed.

Hvorfor er det vigtigt? Fordi Dopplerradar (Dopplereffekt og Impulsdopler radar og glidende målindikator) kun at måle radialhastigheden. Et fly, der flyver pangabelt ikke producerer en doppler skift og derfor kan "forsvinde" fra hastighedsfiltrene i en pulse-doppler radar. — Et princip, som i praksis udnyttes af de såkaldte hak- eller Beaming- Maneuver.