Kaja võimsusest tuvastuseni
Lihtsustatud radarivõrrand Pöördruutude seadus See näitab, kui palju jõudu tagasi tuleb. Kuid radar ei tuvasta elektrit — See näitab erinevust kaja ja müraIga vastuvõtja tekitab oma müra ja kaja on kasulik ainult siis, kui see tõuseb piisavalt kõrgemale. Seega on määrav kogus signaali ja müra suhe (()SNR).
Vastuvõtjamüra tuleneb soojuse füüsikast: elektronid liiguvad juhuslikult, tekitades müravõimsuse, mis on proportsionaalne temperatuuri ja ribalaiusega:
Seadke kaja müra vastu ja lahendage kaugus ja saate radari võrrandi kujul, mida disainerid ja analüütikud tegelikult kasutavad — need maksimaalne avastamisvahemik:
Uued terminid nimetajas on sama olulised kui lugeja saatja võimsus:
- Ribalaius B: Laiem vastuvõtja laseb sisse rohkem müra. Radar valib B nii kitsaks, kui tema pulss võimaldab.B ≈ 1/PW; pulsspressiooniga ( )Impulsi kokkusurumine ja impulsi integreerimineSee taastab ribalaiuse ilma müratrahvita.
- Mürategur F: hea vähese müraga võimendi (LNA Otse antenni taga hoiab F madalana. Iga kaotatud dB maksab sama palju kui dB saatja võimsust.
- SNRmin: mida suurem on nõutav avastamise tõenäosus (P)d) ja mida väiksem on valehäire lubatud tõenäosus (P)fa, Piirmäär, pidev valehäire ja automaatne kasumikontroll), seda enam SNR on vaja. ühe P impulsi jaoksd = 90% ja Pfa = 10⁻⁶, see on umbes 13 dB.
See on täpselt koht, kus segamine ründab: segaja ei tõsta kaja, vaid müra nimetajas. Niipea kui müra vastuvõtjas tõuseb, Rmaksimum kahaneb neljanda juurega. The J/S arutluskäik Läbipõlemine ja J/S suhe ei ole midagi muud kui see võrrand, millele on lisatud müraallikas.
Kahjum ja kõikumine
Ükski radar ei saavuta oma teoreetilist ulatust. Kõik puudused koondatakse üheks kaoteguriks L, mis dB-des lihtsalt liidetakse. Peamised punktid:
| Kaotus | Põhjus | Suurusjärjestus |
|---|---|---|
| Ülekandekadu | lainejuhtmed, pöörlev liigend, dupleks — tagasi | 1 – 3 dB |
| Atmosfääri sumbumine | hapniku ja veeauru imendumine; suureneb sageduse ja ulatusega | tühisest (L-riba) kuni paljude dB-deni (Ka-riba, vihm) |
| Kiire kuju kadu | sihtmärk ei ole alati valgusvihu keskel | ~1.5 – 2 dB |
| Töötlemiskadu | mitteideaalsed filtrid, CFAR (()Piirmäär, pidev valehäire ja automaatne kasumikontroll), digiteerimine | 1 – 3 dB |
| Kõikumise kadu | sihtmärgi RCS hüpped skaneerimisest skaneerimiseni | Pd kergesti 5 – 10 dB |
See viimane kaotus vajab selgitamist. The RCS (()Radari ristlõige* Tõeline õhusõiduk ei ole kindel arv: väikesed muutused aspektides muudavad kere, tiibade ja mootori sisselaskeavade peegeldused vaheldumisi üksteist tugevdavad ja tühistavad. Kaja kõigubSelle klassikaline kirjeldus on Mudelid: ühtlasest sihtmärgist (Cwerling 0) teistsuguste sihtideni RCS skaneeringu kohta (Swerling) I/III) või impulsi kohta (Swerling) II/IV). Kõikuv eesmärk vajab rohkem keskmist SNR sama tõenäosuse avastamiseks, sest radar võib selle "küna" tabada.
Üks lahendus on sageduste mitmekesisusradar töötab kahel (või enamal) sagedusel korraga, kusjuures kaks saatjat jagavad sama antenni läbi diplekser (()Kasegraiin, monopulssööt ja dupleks). Erineval sagedusel tuleb peegeldusmuster välja erinevalt, seega on võimalus, et sihtmärk istub mõlemal sagedusel samal ajal künas, väike. Impulsi-impulsi sagedusagility annab sama efekti ({{commentsTotal}})PRI modulatsiooni).
Sageduse mitmekesisus on samuti EPM (()Sissejuhatus*: täpisegaja, mis häirib üht sagedust, jätab teise kanali puutumata. An ESM käitaja, kes näeb korraga kahte identset heitkogust PRF Ja skannimine vaatab ilmselt ühte radarit kahe kanaliga — Mitte kahe radari juures.
Dwell time, hits per scan integratsiooni ja
Pöörlev seireradar valgustab sihtmärki vaid põgusalt: nii kaua, kui tala üle selle pühib. See dwell time ja impulsside arv, mis tabasid selle ajal sihtmärki — need hits per scan — järgima otse kiire laiust, pöörlemiskiirust ja PRF:
Seireradar θ-gaB = 1,5°, 12 p/min (72° sekundis) ja PRF = 1000 Hz. Dwell time = 1.5 / 72 ≈ 20.8 ms; hits per scan ≈ 20.8 × 1 ≈ 21 impulsse.
Need impulsid liidetakse: impulsside integreerimine (()Impulsi kokkusurumine ja impulsi integreerimine). Koos sidus integratsioon (etapp säilib); Saatja: magnetronist tahkisolekusse) SNR kasvab teguri n võrra — 21 impulssi annavad üle 13 dB võimenduse. Koos mittekoherentne integratsioon (ainult amplituudid) kasum on väiksem, ligikaudu n0,8Sellepärast on ühe impulsi radari võrrand liiga pessimistlik: tõeline radar tuvastab paljude tabamuste summa.
Flip pool on kõva kompromiss: pöörlemine aeglasemalt annab rohkem tabamusi ja seega rohkem ulatust, kuid värskendab õhupilti harvemini. Varajase hoiatamise radar ()Varajase hoiatamise tunnused ({{commentsTotal}})EW radarSeetõttu pöörleb aeglaselt ja vaatab kaugele; lähenemisradar pöördub kiiresti ja vaatab lähedale.
The dwell time määrab, kui kaua RWR või ESM vastuvõtja (vastuvõtja)Radarihoiatuse vastuvõtja ()RWR)) näeb peatala: lühike "pilk" pöörde kohta. Kahe piiksu vahelisest ajast tuletab operaator skaneerimiskiirus, alates valgusvihu pikkusest — koos PRF Ja sagedus, omadused, mis annavad ära radari tüübi. Ja segajal, mis töötab ainult kaugtules, on just see dwell time Skaneerimisel on mõju.
Arvutage see ise: avastamispiirkond
Allpool olev kalkulaator näitab, kuidas iga disainivalik töötab. Proovige näiteks vähendada RCS 1 m² (võitleja eest) kuni 0,01 m² (vargus): vahemik langeb koefitsiendiga ⁴√100 ≈ 3.2 — mitte 100 korda.
Vaikeväärtustega (100 kW, 35 dB, S-riba, 1 m², 1 MHz, 3 dB, 6 dB, 13 dB) jõuab radar umbes 53 km-ni. — ühe pulsi jaoks. Lisa integratsioonitulu Dwell time, hits per scan integratsiooni ja (vähendada nõutavat) SNR Selle tulemusena suureneb vahemik oluliselt. Selle vastuvõtja mürapõrand on umbes −141 dBW: kaja, mille radar peab leidma, on väiksem kui miljardik miljardit vatti.
Radartutorial.eu (Christian Wolff) töötab radarivõrrandi, kadude ja mudeliarvutuste abil samm-sammult: radarivõrrand ja hits per scan.