Bevezetés
Radar áll Radio detekció És Ranging: érzékeli és méri a távolságot a rádióhullámokkal. Az alapelv hihetetlenül egyszerű. — és az 1930-as évek óta változatlan:
- A radar küldés egy irányított antennán keresztül kibocsátott rövid elektromágneses energia.
- Az energia a fény sebességével halad, eltalál egy objektumot (a cél) és részben tükrözve.
- A radar kap Ez a gyenge visszhang és méri, hogy milyen hosszú volt a jel úton és melyik irányból jött.
Ebből a két adatból következik minden: Az időtartam megadja a távolságot, az antenna iránya azimutot ad (és 3D radars magasságban), és az echo frekvenciájának eltolódása adja a radiális sebességet (doppler hatás, Doppler-hatás).
A radar ereje a lényeg. nem igények: nincs fény, nincs hőkontraszt, nincs együttműködés a cél. Az ár: radar közvetít aktív, és ezért önérzékelhető, és a visszhang rendkívül gyenge — a kapott eszköz gyakran 10-es tényező18 Kevesebb, mint a kibocsátott energia. Ebben az árucsoportban szinte minden radartechnológia egy kérdésre vonatkozik: Hogy lehet ezt az apró visszhangot megbízhatóan kiszedni a morajból?
Távolság a céltól a radartól
A rádióhullámok fénysebességgel haladnak c. A radar időtartamának mérése Δt az adás és a vétel között, majd a jel ekkor a céltól való távolság kétszer (jönni és menni). A távolság (R tartomány) tehát:
Egy radar 200 μs visszhangot kap az impulzus küldése után. R = (3 × 108 × 200 × 10- 6) / 2 = 60 000 / 2 = 30 km.
Radio waves travel ~ 300 m per mikroszekundum. Minden második mikroszekundum esetében 150 m. Hasznos: 1 km-es tartományba tartozik a 6,7 μs-os érettség; 150 km
Ez az egyszerű formula a szíve minden impulzusradarnak. Bármi, ami megzavarja az időzítést. — korai következő pulzus (Maximális egyértelmű tartomány), a cél visszhang, amely belép, amíg az adó még be (Minimális tartomány) — Azonnal szakítsa meg a távolságot.
Clutter és zaj
Nem csak a célpont visszhangja hatol be a vevőbe. A nem kívánt jelek két kategóriája határozza meg, hogy a célpont látható-e:
Zaj
Zaj véletlenszerű elektromos energia, amely nagyrészt magában a vevőben keletkezik (termikus zaj), és részben a környezetből és az univerzumból származik. A zaj mindig ott van minden frekvencián. A célvisszhang csak akkor mutatható ki, ha az megfelelően meghaladja a zajszintet; a jelteljesítmény és a zajteljesítmény aránya az úgynevezett jel- és zajarány (SNR). Az észlelés végső soron egy statisztikai játék: a küszöbérték (Küszöbérték, állandó téves riasztási arány és automatikus Gain Control) elég magasnak kell lennie ahhoz, hogy folyamatosan ne lásson zajt a célok eléréséhez, és elég alacsonynak ahhoz, hogy ne hagyja ki a valós célokat.
Clutter
Clutter valódi visszhangokból áll, amelyek nem érdekelnek: Föld felszíne, tengeri hullámok, eső, jégeső, madárraj, szélmalmok, épületek. Clutter lehet sokszor erősebb, mint a visszhang egy repülőgép — A hegy lejtője milliószor több energiát tükröz, mint egy vadászgép.
| Faj | Forrás | Jellemzők | Ellenőrzés |
|---|---|---|---|
| Földkattanás | föld, épületek | nagyon erős, még mindig | MTI / Doppler szűrés (Impulzusdoppler radar és mozgó céljelző) |
| Tengeri csomópont | Tengeri hullámok | Lassan mozog, durva | CPAR, polarizáció, doppler |
| Időjárás | eső, jégeső, hó | terjedelmes, széllel mozgó | körkörös polarizáció (Az elektromágneses hullám polarizációja), doppler |
| Angyalok | madarak, rovarok | kicsi, lassú | Sebességmérő |
Az alapvető különbség: a zaj véletlenszerű és mindenhol; a rendetlenség egy valós tükörkép egy rögzített hellyel vagy saját sebességével. Ezért eltérően küzdenek: a zaj elleni küzdelem több erővel, jobb vevőkkel és integrációval (Impulzuskompresszió és impulzus integráció); klutter harcok szűrőkkel, amelyek különbséget a sebesség (doppler / MTI) és adaptív küszöbértékek (CCAR, Küszöbérték, állandó téves riasztási arány és automatikus Gain Control).
A zavargás mesterséges "zajt" vagy hamis visszhangot ad, és ebből következően pontosan ebbe a harcba kerül: A szánalom megpróbálja tönkretenni a radar SNR-ét, a radar megpróbálja a célpontot szűréssel, frekvenciaváltozásokkal és jelkezeléssel látni.