• pulssitutka on klassinen ja edelleen yleisin tutka muodossa: lähetin on hyvin lyhyt ( pulssi) ja sitten suhteellisen pitkä, kun vastaanotin kuuntelee kaikuja. Kunkin kaiun kestosta alkaen seuraa etäisyyttä (Etäisyys kohteesta tutkaan) Tässä osassa käsitellään parametreja, jotka luonnehtivat pulssitutka — EW-asiantuntijalle nämä ovat juuri ne parametrit, joilla tunnistat tutkan.
Pulssin toistotaajuus
• Pulssin toistotaajuus (PRF) on niiden pulssien lukumäärä, jotka tutka lähettää sekunnissa, ilmaistuna hertsinä tai sekunnissa (pps). Tyypilliset arvot kulkevat sadasta Hz:stä (pitkän kantaman valvonta) satoihin tuhansiin Hz:iin (pulssi-dipple seuranta).
PRF on ehkä tärkein syketutkan suunnitteluvalinta, koska se määrittää perustavanlaatuisen vaihdon:
- Matala PRF → paljon kuunteluaikaa pulssien välillä → suuri yksiselitteinen alue (Suurin yksitahoinen alue), mutta doppler-mittauksesta tulee moniselitteinen: nopeus ei ole yksiselitteinen.
- Korkea PRF → Doppler-mittaukset ovat yksiselitteisiä (hyvä nopeuden määritykseen ja törmäyksenestoon), mutta yksiselitteinen alue tulee pieneksi: Aluemittaukset muuttuvat monitulkintaisiksi.
- Keskisuuri PRF → molemmat hieman epäselvät; modernit tutkat ratkaisevat tämän vaihtamalla useita PRF (PRI-tuen mukauttaminen)
PRF on keskeinen osa tutkan elektronista sormenjälkiä. ESM-järjestelmät luokittelevat aluksi mitatut päästöt taajuuden, PRF:n ja pulssin leveyden mukaan — Tutkatyyppi ja usein sen takana oleva asejärjestelmä voidaan jäljittää.
Pulssi toisto Interval ja pulssi leveys
• Pulssin toistoväli (Pulssin toistoaika) on aika yhden pulssin alusta seuraavan alkuun. PRI ja PRF ovat päinvastoin:
• Pulssin leveys (PW, pulssin kesto, τ) on se, kuinka kauan lähetin on todellisuudessa päällä pulssia kohti, tyypillisesti 0,1 – 100 μs. Välitysajan ja kokonaisajan suhdetta kutsutaan Toimintajakso:
Pulssin leveys on itsessään kompromissi:
- Lyhyt pulssi → hienon alueen tarkkuus (Alueen resoluutio) ja lyhyet vähimmäisrajat (Vähimmäisalue), mutta vähän energiaa pulssia kohti → vähemmän aluetta.
- Pitkä pulssi → Paljon energiaa per pulssi → Enemmän aluetta, mutta karkea alue erottelukyky ja suuri minimialue. Pulssipuristus (Pulssikompressio ja pulssin integrointi) ratkaisee tämän ongelman.
Yhdessä PRI tämä tapahtuu: lähettää (PW), sitten kuunnella seuraava pulssi. Kuunteluaika (PRI − PW) määrittää, kuinka kauas kaiku voi palata ennen seuraavaa pulssia.
Pulssitutkan huipputeho ja keskimääräinen teho
Pulssitutkan avulla on pidettävä kaksi kykyä erillään:
- Huipputeho (Pp): pulssin aikana — Usein satoja kilowattia megawattia.
- Keskimääräinen teho (Pavg): Virtakeskiarvo koko ajan, mukaan lukien pitkät hiljaisuudet. Tämä määrittää energianhallinnan (ruoka, jäähdytys) ja — keskimääräinen ajan myötä — - Havaitsemiskyky.
Tutkassa on Pp = 500 kW, PW = 2 μs ja PRF = 500 Hz (PRI = 2000 μs). Toimintasuhde = 2/2000 = 0,001.avg = 500 000 × 0,001 = 500 W. Puolen megawatin huippu, mutta keskimäärin enintään vedenkeitin.
Tämä selittää, miksi pulssitutkat voivat tuottaa niin valtava huipputeho: Siirtoputken täytyy toimia vain murto-osa ajasta ja voi "levätä." Se selittää myös EW yksityiskohta: vastaanotin kuuntelee tutkaa kaappaa koko huipputeho pulssi — Siksi RWR kuulee tutkan paljon kauempana kuin tutka näkee koneen.
Vähimmäisalue
Niin kauan kuin lähetin on päällä, vastaanotin ei voi kuunnella — Duplexer on kytkenyt antennin lähetin ja vastaanotin on suojattu. Kaiku palaa. hoidon aikana Pulssin lähettäminen on mennyttä. Tämän seurauksena jokaisella pulssitutkalla on Vähimmäisalue: tavoitteet lähempänä ovat näkymättömiä.
PW = 2 μs → Rmin = (3 × 108 × 2 × 10- 6) / 2 = 300 m. Kaikki 300 metrin säteellä on tätä tutkaa varten. PW = 100 μs (pitkän kantaman pulssi) se kasvaa 15 km!
Siksi tutkat, joiden on myös pystyttävä näkemään tarkasti (navigointitutkat, lyhyen kantaman puolustus) käyttävät hyvin lyhyitä pulsseja, ja vaihtavat monia valvontatutka pitkän pulssin lyhyitä pulsseja (läheltä näkökenttää).
Suurin yksitahoinen alue
Jokaisen pulssin jälkeen tutka kuuntelee kunnes seuraava pulssi lähtee. Tutka olettaa, että jokainen kaiku sai viimeinen lähetetty pulssi. Jos kaiku hyvin kaukana maali tulee seuraavan pulssin, niin se johtuu väärä pulssi ja sijoitettu aivan liian lyhyen matkan: yksi toisen kerran kaiku. Etäisyys, jossa ei voi tapahtua sekaannusta kutsutaan Suurin yksitahoinen alue (Rmax,unamb:
PRF = 1000 Hz → PRI = 1 ms → Rmax,unamb = (3 × 108 × 0,001)/2 = 150 km. Kohde 180 km:n kohdalla tuottaa vain 1,2 ms:n kaikua pulssin jälkeen. — niin 0,2 ms seuraavan pulssin jälkeen — ja näyttää virheellisesti (0,2 ms × c)/2 = 30 km.
Tässä näet PRF vaihto Pulssin toistotaajuus puhtaimmassa muodossaan: Mitä korkeampi PRF, sitä pienempi on yksiselitteinen alue. Varhaisvaroitustutka, jonka on katsottava 400 km:n päähän, voi käyttää enintään PRF... 375 Hz:n tehoa; PRF = 100 kHz:n pulssitunnistimella on vain selvä etäisyys 1,5 km ja sen on rekonstruoitava mittausalueensa älykkäiden temppujen avulla (PRI-tuen mukauttaminen) Se tarkoittaa "kaksosta." — ja miksi sama ongelma on myös nopeus domain — on syventynyt Epäselvyys.
PRI-tuen mukauttaminen
Monet tutkat eivät pidä PRI vakio, mutta ne tarkoituksellisesti vaihtelevat: PRI-tuen mukauttaminenTärkeimmät muodot ja tavoitteet:
| Muoto | Mitä tapahtuu? | Miksi? |
|---|---|---|
| Vakio | kiinteä PRI | yksinkertaisuus; mutta ennustettava ja moniselitteinen |
| Staggered PRI | kiinteä 2 sarja–8 eri PRIs, toista | MTI:n sokeiden nopeuksien nosto (Pulssi Doppler tutka ja liikkuva kohde ilmaisin), toisen kierroksen kaikua unmask |
| Jittered PRI | PRI vaihtelee (pseudo) satunnainen pulssia kohti | vaikea ennustaa petosta häiritseviä; suojaa vääriltä kaikutekniikoilta |
| PRF-kytkin | lohkot pulssit toistensa PRF | Selvitetään etäisyys ja doppler tupla (keski-PRF tutkat) |
| Sliding PRI | PRI on käynnissä tai pois päältä | esim. auringonpimennyksen estäminen, monitulkintaisuuden siirtäminen |
Miten PRI-variaatio ratkaisee epäselvyydet? Oikea kaiku sisällä Rmax,unamb Pysy samalla etäisyydellä. Toisen kerran kaiku "hyppyjä" näkyvissä etäisyydessä, kun PRI muuttuu — ja putoaa korin läpi. Sama periaate pätee nopeuksiin doppler-alueella.
Ensisijainen miekka. Tutkalle se on suojausta; ESM-operaattorille PRI-modulaation malli (hämähäkkisekvenssi, jitterin syvyys) on lisätunniste. Nykyajan petoksen häiritsijöitä on ennustaa PRI pystyä asettamaan vääriä kaikuja ennen todellista — Jännitys tekee siitä vaikeampaa.
Kynnysarvo, vakiohälytysnopeus ja automaattinen nousun säätö
Milloin tutka näkee kohteen? Jos signaali ylittää kynnysarvon (raja-arvoTule ulos. Rajan valinta on perusongelma:
- Määrä Liian alhainen → Melupiikit pääsevät sen yli → väärät hälytykset, näyttö "lumit suljettu" ja prosessori ylikuormittuu.
- Määrä Liian korkea → heikko kohdekaiku jää alle → Havainnot jäivät huomaamatta.
Kiinteä kynnys toimii huonosti, koska tausta (melu + sotku + häirintä) vaihtelee valtavasti suuntaan ja etäisyyteen. Siksi tutkat käyttävät Jatkuva väärä hälytysnopeus (CFAR) prosessori: Kunkin testatun solun osalta prosessori mittaa ympäröivän solun taustatason ja asettaa kynnyksen kiinteän marginaalin yläpuolelle. Tuloksena: Väärien hälytysten määrä sekunnissa pysyy vakiona riippumatta siitä, onko tausta yhä vai täynnä sotkua.
Lisäksi suojaa Automaattinen noston hallinta (AGC) vastaanottaja: AGC ohjaa vahvistusta automaattisesti takaisin vahvoilla signaaleja (lähellä maalia, voimakas sotku, häirintä) niin, että vastaanotin ei kyllästy, ja ylös heikkoja signaaleja. Ilman AGC:tä yksi vahva signaali sulkisi koko siirtoketjun.
Kynnysarvologiikka on eurooppalaisten yritysten lähestymistapa. Ruisjaming nostaa CFAR-kynnystä, jolloin todelliset kohteet katoavat sen alle (tutka "ei näe" mitään, mutta tietää jumittuvansa). Ja AGC voidaan käyttää väärin: Petosten tekniikoita kuten AGC-petosta / käänteistä gain pelata vahvat pulssit häiritä vahvistuksen valvontaa seuranta tutkat.
Pulssikompressio ja pulssin integrointi
Kaksi signaalinkäsittelytekniikkaa nostaa pulssitutkauksen suorituskykyä selvästi niiden "cale"-ominaisuuden yläpuolelle.
Pulssin puristus
Ongelma Pulssi toisto Interval ja pulssi leveys: pitkä pulssi antaa alueen, lyhyt pulssi antaa resoluution. Pulssin puristus toimittaa molemmat samanaikaisesti. Tutka lähettää pitkän pulssin, joka on sisäisesti moduloitu — Esimerkiksi yleistyminen (sirp / lineaarinen FM) tai vaihekoodi (Barker-koodi) Vastaanotin "tietä" että modulaatio ja pakkaa pitkän kaiun, jossa on sovitettu suodatin yhteen lyhyeen, korkeaan huippuun.
100 μs:n chirp-pulssi, jonka kaistanleveys on 10 MHz, toimii energiana 100 μs:n pulssina (suuri alue), mutta resoluutioltaan 0,1 μs: ΔR = 15 m 15 km:n sijasta.
Pulssi integraatio
Yksi kaiku voi kadota melun alla, mutta kohteeseen osuu kymmeniä pulssia yhden antenniaallon aikana. Pulssi integraatio Kaiut yhteen. Melu on satunnaista ja osittain keskellä. Kohdekaiu on aina samassa paikassa ja kasvaa mukana. Näin tehokas SNR nousee.
- Johdonmukainen integraatio (ennen havaitsemista, vaiheen tiedot): n pulssit → SNR voitto tekijään n.
- Epäyhtenäinen yhdentyminen (kun havainto, amplitudi vain): vähemmän voittoa (~) mutta yksinkertaisempi.
Pulssikompressio myös tekee tutkat kestävät häirintä: Mukautettu suodatin vain vahvistaa signaaleja juuri oikealla sisäisellä moduloinnilla. Sääli, että se ei jäljittele sirppiä. — yleinen — Verrattuna todelliseen kaikuun. Siksi nykyaikainen DRFM (Digital RF Memory) sijoittaa tarkkaa tallennusta ja toistoa pulssin muodossa.