EMS Lernumgebung · Übersicht · 5 · English version
5. Radar
Das komplette Radarkapitel: vom Basisbetrieb und Radarvergleich über Pulsradar, Doppler, CW/FMCW, Passivradar, Antennen und Auflösung.
5.1Grundlegende Funktionsweise des Radars
Radar steht für RAdioerkennung und Ranging : Entfernung mit Radiowellen erfassen und messen. Das Grundprinzip ist erstaunlich einfach — und seit den 1930er Jahren unverändert:
§5.1 →5.2Komponenten des Radarsystems
Jedes Pulsradar besteht aus den gleichen Funktionsblöcken:
§5.2 →5.3Polarisation der elektromagnetischen Welle
Polarisation ist die Richtung, in der das elektrische Feld einer EM-Welle schwingt. Die Antenne bestimmt die Polarisation des Sendesignals — und eine Antenne empfängt Wellen mit der "falschen" Polarisation schlecht oder gar nicht.
§5.3 →5.4Dopplerwirkung
Die Dopplerwirkung Sie wissen aus dem Krankenwagen: Der Ton ist höher, wenn er sich nähert, niedriger, wenn er wegfährt. Dasselbe passiert mit Radiowellen. Reflektiert ein Radarsignal auf einem Umzug Ziel, dann verschiebt sich die…
§5.4 →5.5Radarquerschnitt
Die Radarquerschnitt (RCS, Symbol σ) ist das Maß dafür, wie viel Radarenergie ein Ziel zum Radar zurückprallt, ausgedrückt in m2. Äquivalent Oberfläche: Ein Ziel mit σ = 5 m2 reflektiert so viel wie eine ideale Kugel, die 5 m2…
§5.5 →5.6Inverse Quadratgesetz
Energie, die eine Antenne verlässt, breitet sich über eine immer größere Kugeloberfläche aus. Da die Oberfläche einer Kugel mit R2 wächst, nimmt die Leistungsdichte mit der Quadrat Abstand — in inverse Quadratgesetz (umgekehrtes…
§5.6 →5.20Horizont
Wie weit ein Radar reicht, hängt nicht nur von seiner Fähigkeit ab: Inverse Quadratgesetz sondern auch durch die Erdkrümmung Da Radarwellen sich nahezu linear reproduzieren (Line-of-Sight), Elektromagnetische Wellen ), verschwindet ein…
§5.20 →5.23Geländemaskierung
Zusätzlich zur Krümmung () Horizont auch blockiert Feld Selbst die Linie der Vision. Geländemaskierung nutzt bewusst Berge, Hügel und Täler, um sich außerhalb der Reichweite eines feindlichen Radars zu halten. Es ist eine der ältesten und…
§5.23 →5.21Dezibel und Logarithmen
Radar- und EW-Größen haben eine große Reichweite: Übertragungsleistung von Megawatt, Echos von Femtowatt und das 1/R4-Gesetz (siehe oben). Inverse Quadratgesetz Arbeiten mit Milliarden von Faktoren. Solche Zahlen werden nicht bequem in…
§5.21 →5.7Gewinn
Eine Antenne kann die Energie jedoch nicht steigern Konzentrat . Gewinn (Antennenverstärkung, G) drückt aus, wie viel stärker eine Antenne in ihrer Hauptrichtung strahlt im Vergleich zu einer imaginären Antenne, die alle Energie…
§5.7 →5.27Die vollständige Radargleichung: Rauschen, Verluste und Detektion
Die vereinfachte Radargleichung von Inverse Quadratgesetz Sagt Ihnen, wie viel Kraft zurückkommt. Aber ein Radar erkennt nicht an der Macht — Sie erkennt die Differenz zwischen Echo und Lärm Jeder Empfänger erzeugt sein eigenes Rauschen,…
§5.27 →5.8Frequenzbänder
Radarfrequenzen werden durch Buchstabenbänder angezeigt. Das Format (IEEE) stammt aus dem Zweiten Weltkrieg, als die Buchstaben absichtlich kryptisch ausgewählt wurden, und ist immer noch der Standard:
§5.8 →5.9Radartypen
Radare können in mehrere Achsen unterteilt werden. Die Hauptuntergliederung erfolgt gemäß Funktion :
§5.9 →5.10Pulsradar
Die Pulsradar ist die klassische und immer noch häufigste Radarform: Der Sender ist sehr kurz (der) Impuls ) und dann relativ lang, während der Empfänger Echos hört. Aus der Dauer jedes Echos folgt die Entfernung () Entfernung vom Ziel…
§5.10 →5.28Der Transmitter: vom Magnetron zum Festkörper
Der Sender () Komponenten des Radarsystems ) die Hochfrequenzimpulse erzeugt. Es gibt zwei grundlegend unterschiedliche Designs dafür, und der Unterschied bestimmt, was das Radar tun kann:
§5.28 →5.29Der Empfänger: Vom Echo zum Plot
Ein Echo bei 3 oder 10 GHz ist schwer zu verstärken und direkt zu filtern. Fast jedes Radar (und alle) ESM Der Empfänger verwendet daher die Superheterodyn Grundsatz: a Mischer kombiniert das Echo mit einem lokalen Oszillator ()LO) und…
§5.29 →5.30Radaranzeigen: A-Scope, B-Scope und PPI
Moderne Radare zeigen synthetische Symbole auf einer Karte, aber die klassischen Anzeigetypen prägen immer noch den Jargon — Und sie machen sichtbar, was Jamming mit einem Radar macht.
§5.30 →5.11Puls-Doppler-Radar und Moving Target Indicator
Das größte Problem eines Pulsradars über Land ist Unordnung: Das Echo der Erdoberfläche kann millionenfach stärker sein als das eines niedrig fliegenden Flugzeugs. Die Lösung ist im Dopplereffekt enthalten () Dopplerwirkung Clutter steht…
§5.11 →5.22Erdrutsch
Erdrutsch ist das unerwünschte Echo der Erdoberfläche: Hügel, Wälder, Gebäude, Felder und Wellen prallen alle auf das Radarsignal zurück. Für ein Bodenradar oder ein Flugzeugradar ist dies das größte Erkennungsproblem, das es gibt — Das…
§5.22 →5.12Dauerstrichradar
1 Dauerstrichradar (CW) nicht in Impulsen senden, sondern kontinuierlich Eine konstante Frequenz aus und gleichzeitig empfangen. Da Senden und Empfangen gleichzeitig erfolgen, ist eine separate Sende- und Empfangsantenne (oder eine sehr…
§5.12 →5.13Variation auf CW-Radar
Die FMCW-Radar (Frequency Modulated Continuous Wave) löst den großen Verlust des CW-Radars: Entfernungsmessung. Der Trick: Die Sendefrequenz wird kontinuierlich variiert, meist als Dreiecks- oder Sägezahnschwinge (Sweep). Die Frequenz…
§5.13 →5.24LPI — Geringe Wahrscheinlichkeit von Intercept
Ausgeschaltet Spitzenleistung und Durchschnittsleistung des Pulsradars Eine unbequeme Wahrheit für Radar folgt: Ein ESM-Empfänger fängt das Signal in eine Richtung (1/R2) ein und hört folglich im Allgemeinen das Radar, bevor dieses Radar…
§5.24 →5.14Passivradar
1 Passivradar (passiver zusammenhängender Ort, PCL) überhaupt nichts Aus. Stattdessen nutzt er bestehende Drittkanäle — UKW-Sender, DAB/DVB-T-Sender, Mobilmasten — als "Beleuchtung". Das System erhält zwei Dinge: das direkte Signal vom…
§5.14 →5.31Bistatisches und multistatisches Radar
Ein gewöhnliches Radar ist monostatisch Sender und Empfänger sind an der gleichen Stelle und teilen sich normalerweise eine Antenne. In a Dichatisch Radar sie sind in einiger Entfernung voneinander, durch eine Baseline Bei mehreren…
§5.31 →5.25Triangulation
Ein Empfänger, der ein Signal aufnimmt, weiß nur, welche Richtung Es kommt — Eine Umfrage, eine Linie auf der Karte, kein Punkt. Triangulation (cross) löst das: Messen Sie die gleiche Quelle von zwei oder mehr räumlich getrennte…
§5.25 →5.15Antenneneigenschaften
Eine Antenne strahlt ihre Energie nie perfekt in eine Richtung aus. Das tatsächliche Strahlungsmuster besteht aus:
§5.15 →5.162D- und 3D-Radar
Der Unterschied liegt in der Anzahl der gemessenen Koordinaten (siehe Azimut, Höhe und Reichweite :
§5.16 →5.26Beispiele: Techniken in zeitgenössischen Systemen
Zum Beispiel: — Welche Techniken sind in bekannten Radarsystemen enthalten, die in offenen Quellen beschrieben sind? (Nur auf Hauptlinien; die tatsächliche Leistung wird oft klassifiziert.)
§5.26 →5.17Radarauflösung
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,…
§5.17 →5.18Mehrdeutigkeit
An verschiedenen Stellen in diesem Kapitel tauchten die Konzepte mehrdeutig (doppelt) und Mehrdeutigkeit am — im maximalen eindeutigen Bereich () Maximale eindeutige Reichweite ) und die Blindgeschwindigkeiten von MTI ( Puls-Doppler-Radar…
§5.18 →5.32Bildgebendes Radar: SLAR, SAR und ISAR
Ein Radar kann auch Bild : das Gelände und was darauf steht, Tag und Nacht und durch Wolken. Das Problem ist die Winkelauflösung ( Winkelauflösung Es wird schlimmer mit der Reichweite. Die erste Lösung war seitliches Bordradar ()SLAR:…
§5.32 →5.33Sekundärradar und IFF
Alles in diesem Kapitel ist bisher Primärradar : Das Radar empfängt eine passive Reflexion vom Ziel. A Sekundärradar funktioniert anders. Es stellt eine Frage (die) Abfrage ), und a Transponder an Bord des Luftfahrzeugs aktiv eine Antwort…
§5.33 →5.19Verschluss
Dieses Kapitel ist der technische Kern des Kurses. Die Hauptlinien:
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