Εισαγωγή
Ραντάρ αντιπροσωπεύει Ανίχνευση Radio Και Ranging: ανίχνευση και μέτρηση της απόστασης με ραδιοκύματα. Η βασική αρχή είναι εκπληκτικά απλή. — και από τη δεκαετία του 1930 αμετάβλητο:
- Το ραντάρ αποστολή μια μικρή ηλεκτρομαγνητική ενέργεια εκπομπής μέσω κατευθυνόμενης κεραίας.
- Η ενέργεια ταξιδεύει με την ταχύτητα του φωτός, χτυπά ένα αντικείμενο (η στόχος) και εν μέρει ανακλώμενο.
- Το ραντάρ λαμβάνει Αυτή η αδύναμη ηχώ και μετρά πόσο καιρό το σήμα ήταν καθ' οδόν και από ποια κατεύθυνση προήλθε.
Από αυτά τα δύο δεδομένα ακολουθούν τα πάντα: Η διάρκεια δίνει την απόσταση, η κατεύθυνση της κεραίας δίνει αζιμούθιο (και σε υψόμετρο 3D ραντάρ), και η μετατόπιση στη συχνότητα του ηχώ δίνει την ακτινική ταχύτητα (επίδραση Doppler, Επίδραση Doppler).
Η δύναμη του ραντάρ είναι σε αυτό που είναι όλα σχετικά με όχι ανάγκες: χωρίς φως, χωρίς αντίθεση θερμότητας, χωρίς συνεργασία του στόχου. Η τιμή: το ραντάρ εκπέμπει ενεργό και επομένως αυτοανιχνεύεται, και η ηχώ είναι εξαιρετικά αδύναμη — το εισπραχθέν περιουσιακό στοιχείο είναι συχνά ένας παράγοντας 1018 λιγότερο από την εκπεμπόμενη ισχύ. Σχεδόν όλες οι τεχνολογίες ραντάρ σε αυτό το κεφάλαιο αφορούν ένα ερώτημα: Πώς βγάζεις την ηχώ από το μουρμουρητό;
Απόσταση από στόχο σε ραντάρ
Τα ραδιοκύματα ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός γ. Μέτρηση της διάρκειας του ραντάρ Δt μεταξύ μετάδοσης και λήψης, τότε το σήμα εκείνη τη στιγμή έχει την απόσταση από τον στόχο δύο φορές (να έρχεσαι και να φεύγεις). Η απόσταση (εύρος R) είναι έτσι:
Ένα ραντάρ λαμβάνει ηχώ 200 μs μετά την αποστολή του παλμού. R = (3 × 108 × 200 × 10-6) / 2 = 60.000 / 2 = 30 χιλιόμετρα.
Τα ραδιοκύματα ταξιδεύουν ~300 m ανά μικροδευτερόλεπτο. Για κάθε μικροδευτερόλεπτο, υπάρχει ένα εύρος 150 μ. Χρήσιμο: 1 χλμ. εύρος ≈ 6,7 μ. διάρκεια; 150 χλμ.
Αυτή η απλή φόρμουλα είναι η καρδιά κάθε παλμικού ραντάρ. Οτιδήποτε διαταράσσει τον χρόνο. — ένας πρόωρος επόμενος παλμός (Μέγιστη μη εξυπηρετούμενη εμβέλεια), ένα στόχο ηχώ που εισέρχεται ενώ ο πομπός είναι ακόμα σε λειτουργία (Ελάχιστη εμβέλεια) — Διακόψτε την απόσταση αμέσως.
Σμήνος και θόρυβος
Η ηχώ του στόχου δεν είναι το μόνο πράγμα που μπαίνει στον δέκτη. Δύο κατηγορίες ανεπιθύμητων σημάτων καθορίζουν αν ένας στόχος είναι ορατός:
Θόρυβος
Θόρυβος είναι τυχαία ηλεκτρική ενέργεια, που παράγεται σε μεγάλο βαθμό στον ίδιο τον δέκτη (θερμικός θόρυβος) και εν μέρει από το περιβάλλον και το σύμπαν. Ο θόρυβος είναι πάντα εκεί και σε όλες τις συχνότητες. Η ηχώ του στόχου δεν είναι ανιχνεύσιμη μέχρις ότου είναι αρκετά πάνω από το δάπεδο του θορύβου. λόγος σήματος προς θόρυβο (SNR). Η ανίχνευση είναι τελικά ένα στατιστικό παιχνίδι: το κατώφλι (Κατώτατο όριο, σταθερός ψεύτικος ρυθμός συναγερμού και αυτόματος έλεγχος κερδών) θα πρέπει να είναι αρκετά υψηλή για να μην βλέπει συνεχώς θόρυβο για τους στόχους, και αρκετά χαμηλή για να μην χάσετε πραγματικούς στόχους.
Σμήνος
Σμήνος Αποτελείται από πραγματική ηχώ αντικειμένων στα οποία δεν ενδιαφέρεστε: επιφάνεια της Γης, κύματα της θάλασσας, βροχή, χαλάζι, σμήνη πουλιών, ανεμόμυλοι, κτίρια. Η διασπορά μπορεί να είναι πολλές φορές ισχυρότερη από την ηχώ ενός αεροπλάνου. — Μια πλαγιά του βουνού αντανακλά εκατομμύρια φορές περισσότερη ενέργεια από ένα κυνηγετικό αεροπλάνο.
| Είδος | Πηγή | Χαρακτηριστικό | Έλεγχος |
|---|---|---|---|
| Αγκράφα εδάφους | γη, κτίρια | Πολύ δυνατή, ακόμα. | Φίλτρα MTI / Doppler (Σφυγμός ραντάρ και κινούμενος δείκτης στόχου) |
| Αγκράφα θάλασσας | Θαλάσσια κύματα | κινείται αργά, σκληρά | CFAR, πόλωση, Doppler |
| Ακαταστασία καιρού | βροχή, χαλάζι, χιόνι | ογκώδες, κινούμενο με άνεμο | κυκλική πόλωση (Πόλωση του ηλεκτρομαγνητικού κύματος), Doppler |
| Άγγελοι | πτηνά, έντομα | μικρό, αργό | Φίλτρα ταχύτητας |
Η βασική διαφορά: Ο θόρυβος είναι τυχαίος και παντού. Ως εκ τούτου, καταπολεμούνται διαφορετικά: Καταπολέμηση του θορύβου με περισσότερη δύναμη, καλύτεροι δέκτες και ολοκλήρωση (Σφυγμός συμπίεσης και ενσωμάτωση σφυγμού), η αγκράφα μάχεται με φίλτρα που διακρίνονται κατά ταχύτητα (doppler/MTI) και με προσαρμοστικά όρια (CFAR, Κατώτατο όριο, σταθερός ψεύτικος ρυθμός συναγερμού και αυτόματος έλεγχος κερδών).
Jamming προσθέτει τεχνητό "θόρυβο" ή ψευδή ηχώ και κατά συνέπεια πέφτει ακριβώς σε αυτόν τον αγώνα: Ο οίκτος προσπαθεί να καταστρέψει το SNR του ραντάρ, το ραντάρ προσπαθεί να δει τον στόχο με φιλτράρισμα, αλλαγές συχνότητας και λειτουργία σήματος.