EMS tanulási környezet · Összefoglaló · 5 · §5.1 · English version

§5.1 A radar alapműködése

Kezdés

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:

  1. A radar küldés egy irányított antennán keresztül kibocsátott rövid elektromágneses energia.
  2. Az energia a fény sebességével halad, eltalál egy objektumot (a cél) és részben tükrözve.
  3. 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).

radar átviteli impulzus → ↑ echo cél
Küldés, tükrözés, vétel: a radar elve.

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:

R = (c × Δt) / 2 ahol: R = a céltól való távolság (m)c = fénysebesség8 m / sΔt = az átvitel és a fogadó (k) közötti időtartam2: A jel oda-vissza megy
Előnézet

Egy radar 200 μs visszhangot kap az impulzus küldése után. R = (3 × 108 × 200 × 10- 6) / 2 = 60 000 / 2 = 30 km.

Ökölszabályok

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.

FajForrásJellemzőkEllenőrzés
Földkattanásföld, épületeknagyon erős, még mindigMTI / Doppler szűrés (Impulzusdoppler radar és mozgó céljelző)
Tengeri csomópontTengeri hullámokLassan mozog, durvaCPAR, polarizáció, doppler
Időjáráseső, jégeső, hóterjedelmes, széllel mozgókörkörös polarizáció (Az elektromágneses hullám polarizációja), doppler
Angyalokmadarak, rovarokkicsi, lassúSebességmérő

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).

EW-relevancia

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.