EMS 's læringsmiljø · Oversigt · 5 · §5.18 · English version

§5.18 Ambiguity

Start

Forskellige steder i dette kapitel uddelte begreberne tvetydighed (dobbelt) og Utvetydig Til — på det maksimale entydige område (Maksimalt tvetydigt område) og de blinde hastigheder af MTI (Impulsdopler radar og glidende målindikator). Dette punkt sætter selve begrebet i centrum, fordi det er et af de mest grundlæggende — og mest forvirrende — radaringeniørbegreber.

Hvad betyder tvetydig og uambitiøs?

En måling er Utvetydig (uden tvivl) én er virkelighed, der kan forklare måleresultatet. En måling er tvetydighed (dobbelt) flere forskellige realiteter giver nøjagtig samme måleresultat — Radaren kan så ikke bestemme fra selve målingen, hvilket er den korrekte.

Eksempel på dagligdag

Bare se på minut- pointer Han er på 3 'eren. Du ved tydeligvis, at kvartalet er forbi. — men en fjerdedel forbi hvor mange09: 15, 10: 15 og 11: 15 giver præcis den samme urskive. Minuthånden er entydig inde En time, og tvetydig udenfor. Dette er præcis, hvordan en radarmåling virker: Klart inden for et bestemt interval, tvetydig udenfor.

Hvorfor påvirkes radaren af dette? Fordi en pulsradar ikke er en kontinuerlig observatør, men en sampler: Han ser i en stabil rytme — PRF (Impuls repetitionsfrekvens). Alt, der gentager to visning øjeblikke eller strækker sig ud over et visning interval, folder tilbage i dette interval:

Hovednet

Ambiguity betyder ikke, at målingen fejl er — Læsningen er korrekt, men den har flere gyldige fortolkninger. "Utvetydig" betyder: inden for dette interval er der præcis én fortolkning mulig. Størrelsen af dette interval bestemmes udelukkende af PRF — og det gør PRF valg design kompromis af pulsradaren (PRF valg: lav, medium og høj PRF).

Ambiguity in range

Radaren antager, at hver ultralyd tilhører senest afsendt puls (Maksimalt tvetydigt område). Dette er kun garanteret for mål inden for det maksimale entydige område:

Rmaks., unamb = (c × PRI) / 2 = c / (2 × PRF) inden for denne afstand: en mulig fortolkning pr. ekko — Utvetydig udenfor: ekkoet træder først ind efter en anden puls — tvetydighed

Et mål forud for denne grænse giver en anden-tid-omkring ekko: hans ekko ankommer efter afgangen af næste puls og er forbundet til det. Radaren viser målet med den målte varighed minus én (eller flere) hele PRI 'er — Så langt for tæt på:

RTilsyneladende = Rreal − n × Rmaks., unamb (n = 1, 2, 3,...) Radaren kan ikke bestemme n fra én måling — Alle er en gyldig fortolkning
impuls 1 puls 2 puls 3 Echo af puls 1 radarmål denne (korte) varighed sammenlignet med puls 2 → mål synes tæt faktisk løbetid (længere end én PRI)
Sekunds-tid-rundt: ekko af puls 1 ankommer efter puls 2 og tilskrives puls 2 — Det fjerne mål er falsk tæt på.

Hvordan gør man målingen entydig igen? Ved prøvning af radarantagelse: ændre PRI (PRI-graduering). Et reelt mål inden for Rmaks., unamb forbliver på samme tilsyneladende afstand; en anden-tid-omkring ekko hopper præcis sammen med PRI ændring. Ved at bruge to eller tre forskellige PRF 'er og se på, hvilken afstand der passer til alle målinger, rekonstruerer radaren den korrekte n — Og med det den rigtige afstand.

Ambiguity in speed (dopler)

Det samme fænomen findes i hastighed domæne, og årsagen er igen PRF. En pulsradar (-dopler) ser ikke dopplerskiftet kontinuerligt, men i prøver: En fasemåling pr. impuls, dvs. med prøvetagningsfrekvens PRF. Fra signalet teori det følger, at kun dopler frekvenser inden for et vindue størrelsen af PRF kan skelnes:

fd, unamb = PRFunamb = (λ × PRF) / 2 Doppler frekvenser, der er et helt multiplum af PRF ser identiske (aliasing) eksempel: λ = 3 cm, PRF = 1.500 Hz → vunamb = 22,5 m / s — Modulo 22,5 m / s målt hver hastighed

Et mål, der går hurtigere end det entydige vindue "folder tilbage": radar måler den faktiske dopler minus Et helt antal gange PRF. Målet synes at være meget langsommere end det gør, eller endda flytte den anden vej. Dette er præcis klokken analogi af Hvad betyder tvetydig og uambitiøs?, men i frekvens i stedet for tid.

Du er stødt på to kendte ansigter af dopler ambition:

Løsningen er den samme som for området: flere PRF 'erHver PRF giver en anden fold; den faktiske hastighed er værdien i overensstemmelse med alle målinger. Spændt PRI (PRI-graduering) også skifter blinde hastigheder pr. par impulser, således at ingen hastighed er permanent usynlig.

PRF valg: lav, medium og høj PRF

Nu kommer alt sammen. Range ambition ønsker en lav PRF (lang lyttetid → stort entydigt område); Doppler ambition ønsker en høj PRF (hurtig prøvetagning → stort entydigt hastighedsområde). Disse to ønsker er grundlæggende modstridende. — Du kan ikke få begge maksimum. Dette er den berømte PRF udveksling:

PRF-ordningOmrådeDoppler / hastighedTypisk anvendelse
Lav PRF (~ 300 Hz) – 4 kHz)Utvetydigtvetydige (mange blinde hastigheder)overvågning / tidlig varsling (Karakteristika for tidlig varsling (EW) Radar): langt og klart
Medium PRF (~ 4 – 30 kHz)tvetydighedtvetydighedmultifunktion og jagerradar: både tvetydige, men begge opløselig med PRF switch
Høj PRF (~ 30 – 300 kHz)tvetydig (tung)Utvetydigpuls- dopler look- down (Impulsdopler radar og glidende målindikator): hastighed entydig, kobling maksimal undertrykt

Bemærk, hvad medium PRF gør: acceptere dobbelt tvetydighed og løser begge ved at udfylde flere PRF 'er pr. observation (PRI-graduering). Dette tager tid og computing magt, men giver den bedste balance for en radar, der samtidig skal måle afstand og hastighed af lav flyvende mål — Grunden til at moderne jagerradar har mellem- PRF-tilstande.

EW-relevans

PRF af en radar ikke kun forråder radartypen, men også hvad radar er at gøre: lav PRF = fjernsøgning, høj PRF = doppler arbejde såsom look- down eller CW- lignende belysning, skiftende PRF blokke = en multi-funktion radar, der løser sin tvetydighed. Og den anden vej rundt: enhver, der ønsker at placere jamming eller falske mål skal vide, på hvilket område radaren måler entydigt — Et falsk mål uden for det entydige vindue folder tilbage til et sted, der ikke kontrollerer medlidenhed.