Sissejuhatus
Radar seisab RAdiotuvastus Ja Ranging: tuvastada ja mõõta kaugust raadiolainete abil. Põhiprintsiip on hämmastavalt lihtne — ja alates 1930. aastatest muutumatuna:
- Radar saata Lühike kiirgab elektromagnetilist energiat suunatud antenni kaudu.
- Energia liigub valguse kiirusega, tabab objekti (...) sihtmärk) ja osaliselt peegeldas.
- Radar saab See nõrk kaja ja mõõdab, kui kaua signaal oli teel ja millisest suunast see tuli.
Nendest andmetest järeldub kõike: Kestus annab kauguse, antenni suund annab asimuudi (ja 3D-radarite kõrgusel) ja kaja sageduse nihe annab radiaalkiiruse (doppleri efekt); Doppleri efekt).
Radari jõud on selles, milles asi. ei vajadused: puudub valgus, puudub soojuskontrast, puudub sihtmärgi koostöö. Hind: radar edastab aktiivset ja on seetõttu ise tuvastatav ning kaja on äärmiselt nõrk — saadud vara on sageli tegur 1018 väiksem kui eralduv võimsus. Peaaegu kõik selle peatüki radaritehnoloogiad on seotud ühe küsimusega: Kuidas sa saad selle väikese kaja kahinast usaldusväärselt välja?
Kaugus sihtmärgist radarini
Raadiolained liiguvad valguse kiirusel c. Mõõtke radari kestus Δt edastamise ja vastuvõtmise vahel, siis signaalil on sel ajal kaugus sihtmärgist kaks korda (Tule ja mine). Vahemaa (vahemik R) on seega:
Radar saab kaja 200 μs pärast impulsi saatmist. R = (3 × 10)8 × 200 × 10-6) / 2 = 60 000 / 2 = 30 km.
Raadiolained liiguvad ~300 m mikrosekundis. Iga mikrosekundi jooksul on vahemik 150 m. Kasulik: 1 km vahemik ≈ 6,7 μs küpsus; 150 km
See lihtne valem on iga impulsi radari süda. Kõik, mis häirib ajastust — enneaegne järgmine impulss (Maksimaalne üheselt mõistetav ulatussihtmärgi kaja, mis siseneb, kui saatja on veel sisse lülitatud ()Miinimumvahemik) — Katkestage kaugus kohe.
Segadus ja müra
Sihtmärgi kaja ei ole ainus asi, mis vastuvõtjasse siseneb. Soovimatute signaalide kaks kategooriat määravad, kas sihtmärk on nähtav:
Müra
Müra See on juhuslik elektrienergia, mis on suures osas toodetud vastuvõtjas endas (soojusmüra) ja osaliselt keskkonnast ja universumist. Müra on alati olemas ja kõigil sagedustel. Sihtmärgi kaja ei ole tuvastatav enne, kui see on müra põrandast piisavalt kõrgemal; signaali võimsuse ja müravõimsuse suhet nimetatakse signaali ja müra suhe (SNR). Avastamine on lõppkokkuvõttes statistiline mäng: lävi (lävi).Piirmäär, pidev valehäire ja automaatne kasumikontrollSee peaks olema piisavalt kõrge, et mitte pidevalt näha müra eesmärkide saavutamiseks, ja piisavalt madal, et mitte kaotada tegelikke eesmärke.
Clutter
Clutter See koosneb tõelistest kajadest objektidest, mis teid ei huvita: Maa pind, merelained, vihm, rahe, linnuparved, tuuleveskid, hooned. Segadus võib olla mitu korda tugevam kui lennuki kaja — Mäe nõlv peegeldab miljoneid kordi rohkem energiat kui jahilennuk.
| Liigid | Allikas | Funktsioon | Kontroll |
|---|---|---|---|
| Maapealne segadus | maa, hooned | väga tugev, ikka veel | MTI / Doppleri filtreerimine ()Impulsi doppleri radar ja liikuva sihtmärgi indikaator) |
| Mere segadus | Merelained | aeglaselt, kare | CFAR, polarisatsioon, doppler |
| Ilmateadete segadus | vihm, rahe, lumi | mahukas, tuulega liikuv | ringpolarisatsioon (ringpolarisatsioon)Elektromagnetlaine polariseerumineDoppler |
| Inglid | linnud, putukad | väike, aeglane | Kiirusfiltrid |
Oluline erinevus: müra on juhuslik ja kõikjal; segadus on tõeline peegeldus, millel on kindel koht või oma kiirus. Seetõttu võideldakse nendega erinevalt: võidelda müraga suurema võimsuse, parema vastuvõtja ja integratsiooniga ({{commentsTotal}})Impulsi kokkusurumine ja impulsi integreerimine; segadus võitleb kiiruse järgi eristavate filtritega (doppler/MTI) ja adaptiivsete künnistega (CFAR); Piirmäär, pidev valehäire ja automaatne kasumikontroll).
Jamming lisab kunstlikku "müra" või vale kaja ja järelikult langeb täpselt sellesse võitlusse: Kahju, et radar üritab hävitada radari SNR-i, radar püüab sihtmärki näha filtreerimise, sageduste muutuste ja signaali toimimisega.