Resolution ist die Macht eines Radars auf zwei Ziele, die nahe beieinander liegen als zwei Ziele sehen, anstatt eins zu sein. Auflösung ist etwas anderes als Genauigkeit: Genauigkeit sagt aus, wie gut Sie die Position eines Ziels messen, Auflösung oder Sie können zwei Ziele trennen. Die Radarauflösung hat drei Dimensionen: Winkel, Abstand und Geschwindigkeit.
Winkelauflösung
Die Winkelauflösung wird durch die Breite des Antennenstrahls bestimmt: zwei Objektive werden nur dann in gleichem Abstand voneinander getrennt, wenn sie winkelmäßig weiter voneinander entfernt sind als etwa eine Strahlbreite. Die Strahlbreite ergibt sich aus Wellenlänge und Antennengröße:
X-Band (λ = 3 cm) mit einer Schale von 1 m: θ ≈ 70 × 0.03/1 ≈ 2.1°. Bei 50 km ist der Strahl ~1,8 km breit — Zwei Flugzeuge, die 1 km voneinander entfernt fliegen, schmelzen zu einem Blip. Die gleiche Auflösung mit VHF (λ = 2 m) würde eine Antenne von fast 70 m erfordern — Deshalb sind Niederfrequenzradare so grob.
Die transversale Auflösung (in Metern) wächst linear mit dem Abstand: ΔX ≈ R × θ. Die Winkelauflösung ist daher der begrenzende Faktor, insbesondere bei großer Entfernung. Dies erklärt das gesamte Frequenzformat von Militärische Anwendungen innerhalb des EMS: genaues Targeting erfordert hohe Frequenzen oder große Antennen.
Entfernungsauflösung
Die Entfernungsauflösung ist der Mindestabstand Tiefe Wo zwei Ziele noch getrennt sind. Zwei Ziele verschmelzen, wenn sich ihre Echos im Laufe der Zeit überschneiden — Und das passiert, wenn sie weniger als eine halbe Pulslänge voneinander entfernt sind:
Beachten Sie, dass Bereich Auflösung Nicht abhängig von der Entfernung: 150 m Auflösung ist 150 m, 5 km und 300 km. Das ist genau das Gegenteil der Winkelauflösung, die sich durch den Abstand verschlechtert. Reichweite ist daher die "schärfste" Dimension eines Radars.
High Range Auflösung ist mehr als trennende Formation Piloten: Mit einer Auflösung von mehreren Metern oder weniger kann ein Radar eine Profil Machen Sie ein Ziel (welche Teile spiegeln wahr) und helfen so zu klassifizieren und zu identifizieren — Und wenn man einen wirklichen Zweck der Spreu oder eines Köders erkennt.
Geschwindigkeitsauflösung
Die Geschwindigkeitsauflösung ist die Fähigkeit, zwei Ziele mit (fast) gleicher Position, aber unterschiedlicher Geschwindigkeit zu trennen — die Domäne der Dopplerfilterbank eines Pulsdopplerradars ()Puls-Doppler-Radar und Moving Target Indicator. Der entscheidende Faktor ist die Erfassungszeit (Verweilzeit): Je länger das Radar kohärent auf das Ziel schaut, desto feiner können die Dopplerfrequenzen auseinander gezogen werden:
Hier kollidiert die Physik mit der Operation: Längeres Betrachten pro Richtung bedeutet langsameres Scannen — ein Multifunktionsradar muss seine Zeit zwischen der Feingeschwindigkeit messen und das Luftbild frisch halten.
Die Geschwindigkeitsauflösung hat eine wichtige EW-Anwendung: Sie trennt einen Zweck von seiner Umgebung und von falschen Zielen. Spreuwolken verlangsamen sich fast sofort auf Windgeschwindigkeit; kein Flugzeug. Ein Radar mit guter Geschwindigkeitsauflösung sieht diesen Unterschied innerhalb von Sekunden und kann die Spreu durchstechen. Gleiches gilt für die Erkennung von langsam bewegten Ködern zwischen realen Zielen.
Die Auflösungszelle
Die drei oben genannten Auflösungen (Winkel, Entfernung, Geschwindigkeit) sind keine einzelnen Zahlen — Zusammen verschwören sie die Auflösungszelle on: der kleinste "Block"-Raum (und die Geschwindigkeit), den das Radar nicht weiter teilen kann. Zwei Ziele, die innerhalb einer Auflösungszelle liegen, verschmelzen zu einem Blip. Nur wenn sie in einer Dimension (Entfernung, Azimut, Höhe oder Doppler) weit genug voneinander entfernt sind, sieht das Radar zwei.
Abmessungen der Zelle:
- tief (Bereich): ΔR = c/(2B) — konstant, unabhängig von der Entfernung ()Entfernungsauflösung.
- Breite (Querbereich/Azimut): R × θaz — wächst mit der Entfernung ()Winkelauflösung.
- Höhe (Höhenlage): R × θLod — wächst auch mit der Entfernung.
Warum das wichtig ist:
- Zieltrennung: eine kleine Zelle trennt Formationspiloten, Schiffe-in-Konvoi und ein Ziel-mit-DecoyKöderEine große Zelle wischt sie zusammen.
- Clutter: Je größer die Zelle, desto mehr Groundclutter ()Erdrutsch) passt und je niedriger das Signal-Clutter-Verhältnis.
- Einstufung: sehr kleine Zellen (hohe Auflösung in allen Dimensionen) ermöglichen ein "Profil" eines Targets — Beginn der Zielerkennung (NCTR).
Pulsdoppler-Radare fügen eine vierte Dimension hinzu: in Dopplerbin ()Geschwindigkeitsauflösung. Zwei Ziele in derselben Entfernungs-Azimut-Elevationszelle können getrennt werden, wenn ihre Geschwindigkeit sich ausreichend unterscheidet — Warum genau das Notch-ManöverPuls-Doppler-Radar und Moving Target Indicator) funktioniert: gleich in Position und in Doppler mit dem Durcheinander, also unsichtbar.
Auflösung ist nicht dasselbe wie Genauigkeit
Auflösung und Genauigkeit sind oft verwirrt, aber sie beantworten verschiedene Fragen:
- Auflösung: Kann das Radar trennen zwei Ziele? ()Winkelauflösung bis Die Auflösungszelle)
- Genauigkeit: Wie nahe ist die gemessene Position von eine Ziel auf seine wahre Position?
Genauigkeit kann viel besser sein als Auflösung. Ein MonopulsradarCassegrain, Monopulse Feed und Duplexer) mit einem 2°-Strahl misst oft das Lager eines einzelnen Ziels auf ein Zehntel Grad, weil es nicht die Strahlbreite misst, sondern das Zentrum des Echos. Je höher die SNR, desto genauer: Der Messfehler nimmt grob mit der Quadratwurzel des SNR.
Die verbleibenden Fehler fallen in drei Gruppen: Zufall Fehler (Rauschen, schwankendes Echo), systematisch Fehler (eine Antenne nicht genau nach Norden ausgerichtet, eine Verzögerung in den Kabeln) und Ausbreitung Fehler (Refraktion, Multipath über dem Meer). Systematische Fehler sind tückisch: Sie verschwinden nicht durch häufigeres Messen, sondern nur durch Kalibrieren.
Ein Tracking-Radar, das einem Ziel genau folgt, ist nicht unbedingt in der Lage, zwei Flugzeuge, die nahe beieinander fliegen, zu trennen. Formation Flying nutzt dies, und so tut Glitzern: Die sich verschiebenden Reflexionspunkte eines großen Ziels oder von zwei Zielen in einer Auflösungszelle lassen das gemessene Zentrum umspringen — Ein Cross-Eye-JammerTrügerisches Verklemmenabsichtlich imitiert.