A impulzusradar a klasszikus és még mindig a leggyakoribb radar forma: az adó nagyon rövid (a pulzus) majd viszonylag hosszú, míg a vevő hallgat visszhang. Az egyes visszhangok időtartama után a távolság (Távolság a céltól a radartól). Ez a szakasz a impulzusradar jellemzőivel foglalkozik — Egy EW-specialistának pontosan ezek azok a paraméterek, amelyekkel egy radart azonosít.
Impulzusismétlés gyakorisága
A Impulzusismétlés gyakorisága (PRF) azon impulzusok száma, amelyeket a radar másodpercenként továbbít, Hz-ben kifejezve vagy másodpercenként impulzusként kifejezve (pps). A tipikus értékek több száz Hz-ről (hosszú távú megfigyelés) több százezer Hz-re futnak (pulse- duple követés).
A PRF talán a legfontosabb tervezési választás egy impulzus radar, mert meghatározza az alapvető csere:
- Alacsony PRF → sok hallgatási idő között a impulzusok → nagy egyértelmű tartomány (Maximális egyértelmű tartomány), de a doppler mérés kétértelművé válik: a sebesség nem egyértelmű.
- Magas PRF → Doppler mérés egyértelmű (jó a sebesség meghatározására és a kattanás elnyomására), de az egyértelmű tartomány lesz kicsi: tartomány mérések kétértelművé válik.
- Közepes PRF → mind egy kicsit kétértelmű; Modern radarok oldja ezt felváltva több PRF (PRI moduláció).
A PRF a radar elektronikus ujjlenyomatának kulcsfontosságú eleme. Az ESM-rendszerek kezdetben a frekvenciára, a PRF-re és az impulzusszélességre osztályozzák a felvett kibocsátásokat. — A radar típusa, és gyakran a mögötte lévő fegyverrendszer is lenyomozható.
Impulzusismétlődési intervallum és impulzusszélesség
A Impulzusismétlési intervallum (PRI, más néven impulzus ismétlési idő) az az idő, az egyik impulzus kezdetétől a következőig. A PRI és a PRF az ellenkezője:
A Pulzus szélessége (PW, impulzus időtartam, τ) mennyi ideig van az adó ténylegesen egy impulzus, jellemzően 0.1 – 100 μs. Az átviteli idő és a teljes idő közötti arány a következő: duty cycle:
Az impulzus szélessége önmagában kompromisszum:
- Rövid pulzus → finomtartomány felbontás (Távolsági felbontás) és rövid minimális tartomány (Minimális tartomány), de kevés energia / impulzus → kevesebb tartomány.
- Hosszú pulzus → Sok energia / impulzus → Több tartomány, de durva tartomány felbontás és nagy minimális tartomány. Pulzuskompresszió (Impulzuskompresszió és impulzus integráció) megtöri ezt a dilemmát.
Az egyik PRI-n belül ez történik: küld (PW), majd hallgasd meg a következő impulzust. A hallgatási idő (PRI − PW) határozza meg, hogy egy visszhang milyen messzire juthat vissza, mielőtt a következő impulzus távozik.
Az impulzusradar csúcsteljesítménye és átlagos teljesítménye
Egy impulzusradarral két képességet kell elkülöníteni:
- Csúcsteljesítmény (Pp): az impulzus alatti teljesítmény — Gyakran több száz kilowatt megawatt.
- Átlagos teljesítmény (Pavg): Az energiaátlag egész idő alatt, beleértve a hosszú csendet. Ez határozza meg az energiagazdálkodást (élelmiszer, hűtés) és — átlagos idő szerint — Az érzékelő képesség.
A radar Pp = 500 kW, PW = 2 μs és PRF = 500 Hz (PRI = 2000 μs). Tételciklus = 2 / 2000 = 0,001. Pavg = 500,000 × 0,001 = 500 W. Fél megawatt csúcs, de átlagosan nem több, mint egy vízforraló.
Ez megmagyarázza, hogy az impulzus radarok miért képesek ilyen hatalmas csúcsenergiát nyújtani: Az átviteli cső csak egy töredéke az idő, és "pihenhet". Azt is megmagyarázza a EW részlet: a vevő hallgatja a radar rögzíti a teljes csúcsteljesítmény impulzus — Ezért hall egy RWR egy radart sokkal nagyobb távolságban, mint ahogy a radar látja a gépet.
Minimális tartomány
Amíg az adó be van kapcsolva, a vevő nem tud figyelni. — A Duplexer csatlakoztatta az antennát az adóhoz, és a vevő árnyékolva van. Egy visszhang jön vissza a Tehát a pulzus kiesett. Ennek eredményeként, minden impulzusradar Minimális tartományA célok láthatatlanok.
PW = 2 μs → Rperc = (3 × 108 × 2 × 10- 6) / 2 = 300 m. 300 méteren belül minden erre a radarvak területre vonatkozik. PW = 100 μs (hosszú távú impulzus) mellett 15 km-re nő!
Ezért a radaroknak, amelyeknek szintén látniuk kell (navigációs radarok, rövid hatótávolságú védelem) nagyon rövid impulzusokat kell használniuk, és sok megfigyelési radaros hosszú impulzust kell kicserélniük rövid impulzusokkal (közelről).
Maximális egyértelmű tartomány
Minden impulzus után a radar figyelni fog, amíg a következő nem távozik. A radar hallgatólagosan feltételezi, hogy minden visszhang kapott a utolsó szállítás Pulzus. Ha egy nagyon távoli cél visszhangja a következő impulzus, akkor ez tulajdonítható a rossz impulzus, és helyezzük egy túl rövid távolságban: egy másodszori visszhang. A távolság, amelyen belül nem zavarodottság fordulhat elő a Maximális egyértelmű tartomány (Rmax., unamb):
PRF = 1000 Hz → PRI = 1 ms → Rmax., unamb = (3 × 108 × 0,001) / 2 = 150 km. Egy 180 km-es célpont csak 1,2 ms-mal adja át a visszhangot a pulzus után. — 0,2 ms a következő impulzus után — és tévesen (0,2 ms × c) / 2 = 30 km.
Itt látható a PRF csere Impulzusismétlés gyakorisága legtisztább formájában: Minél magasabb a PRF, annál kisebb az egyértelmű tartomány. A 400 km-re kinéző, előre figyelmeztető radar legfeljebb PRF 375 Hz-et használhat; a PRF = 100 kHz-es impulzus doppler radar csak 1,5 km-es tiszta hatótávolsággal rendelkezik, és intelligens trükkök segítségével kell rekonstruálni a mérési tartományt (PRI moduláció). Ami itt azt jelenti, hogy "dupla". — és miért létezik ugyanez a probléma a sebesség területén is — mélyül a Kétségesség.
PRI moduláció
Sok radar nem tartja állandó PRI, de szándékosan változik: PRI moduláció. A főbb formák és azok célkitűzései:
| Alakzat | Mi történik? | Miért? |
|---|---|---|
| Állandó | fix PRI | egyszerűség; de kiszámítható és kétértelmű |
| Stagdered PRI | rögzített sorozat 2–8 különböző PRI, ismétlés | az MTI vak sebességének emelése (Impulzusdoppler radar és mozgó céljelző), second-time around echoes unmask |
| Jitted PRI | PRI (pszeudo) véletlenszerű / impulzus | nehéz megjósolni a megtévesztés-zavarók; védi a hamis echo technikák |
| PRF kapcsoló / downkapcsoló | impulzusblokkok egymással PRF | Megoldási tartomány és doppler párosok (közepes-PRF radarok) |
| Slide PRI | A PRI fut vagy fut. | pl. a napfogyatkozás megelőzése, a kétértelműség eltolása |
Hogyan oldja meg a PRI- variáció a kétértelműséget? Egy igazi visszhang R-benmax., unamb Maradj egy vonalban, bármilyen PRI-t választasz. Másodszori visszhang "ugrások" látható távolságban, ahogy a PRI változik — és beleesik a kosárba. Ugyanez az elv vonatkozik a Doppler tartományra a sebességekre.
A PRI- moduláció kétélű kard. A radar esetében védelmet jelent; az ESM-üzemeltető esetében a PRI moduláció mintája (stager szekvencia, jitter mélység) egy további azonosító. Modern megtévesztők kell megjósolni a PRI, hogy képes legyen elhelyezni hamis visszhang előtt az igazi — Jitter teszi ezt alapvetően nehezebb.
Küszöbérték, állandó téves riasztási arány és automatikus Gain Control
Mikor lát egy radar célpontot? Ha a jel egy küszöbérték felett érkezik (küszöbértékKijön. E küszöbérték megválasztása alapvető dilemma:
- Küszöb túl alacsony → Zajcsúcsok átjutnak rajta → téves riasztások, a képernyő "havazás zárt" és a processzor lesz túlterhelt.
- Küszöb túl magas → gyenge célvisszhang marad → hiányzó észlelések.
A rögzített küszöb rosszul működik, mert a háttér (zaj + rendetlenség + zavargás) rendkívül változó irányonként és távolságonként. Ezért használják a radarok. Állandó téves riasztási arány (CCAR) processzor: Minden vizsgált sejt esetében a feldolgozó a környező sejtek háttérszintjét méri, és a küszöbértéket egy rögzített határérték fölé helyezi. Az eredmény: A hamis riasztások száma másodpercenként állandó, függetlenül attól, hogy a háttér még mindig vagy tele van rendetlenséggel.
Továbbá, védi Automatikus Gain Control (AGC) a címzett: az AGC automatikusan visszafogja a megerősítést erős jelzésekkel (szoros célpontok, erős rendzavarás, zavargás), hogy a vevő ne telítődjön el, és gyenge jelekre emelkedjen. AGC nélkül egy erős jel lekapcsolná az egész átviteli láncot.
A küszöbérték logika az EW megközelítése. Ruisjamming tolja fel a CCAR küszöböt, hogy a valódi célpontok eltűnnek alatta (a radar "lát" semmit, de tudja, hogy be kell szorítani). És az AGC-vel lehet visszaélni: A csalási technikák, mint például az AGC-megtévesztés / fordított nyereség erős impulzusokkal játszanak, hogy megzavarják a nyomkövető radarok erősítését.
Impulzuskompresszió és impulzus integráció
Két jelfeldolgozási technika emeli az impulzus radarok teljesítményét jóval a "cale" specifikációjuk felett.
Impulzuskompresszió
A dilemma a Impulzusismétlődési intervallum és impulzusszélességa hosszú impulzus hatótávolságot ad, a rövid impulzus felbontás. Impulzuskompresszió mindkettőt egyszerre adja be. A radar egy hosszú impulzust közvetít, ami belül modulált — például növekvő gyakoriság (chirp / lineáris FM) vagy fáziskód (Árukód). A vevő "tudja", hogy a moduláció és tömöríti a hosszú visszhang egy illesztett szűrő egy rövid, magas csúcs.
A 100 μs-os chirp impulzus 10 MHz sávszélességgel 100 μs-os impulzusként (nagy hatótávolságú), de 0,1 μs-os impulzusként felbontva: ΔR = 15 m 15 km helyett.
Impulzusintegráció
Egy visszhang eltűnhet a zaj alatt, de a célpontot egy antennahullám alatt több tucat impulzus éri. Impulzusintegráció Rakd össze a visszhangot. A zaj véletlenszerűen és részben középen van; A célpont visszhangja mindig ugyanazon a helyen van és növekszik. Így nő a hatékony SNR.
- Koherens integráció (kimutatás előtt, fázis információkkal): n pulzusok → SNR nyereség faktor n.
- Nem koherens integráció (csak észlelés után, amplitúdó): kevesebb profit (~), de egyszerűbb.
Pulzus tömörítés is teszi radar ellenálló zavaró: A megfelelő szűrő csak a megfelelő belső modulációval erősíti a jeleket. Kár, hogy nem utánozza a chirp pontosan elveszíti a tömörítési nyereség — gyakori — Az igazi visszhang ellen. Ez az oka annak, hogy a modern DRFM (Digital RF Memory) fektet a pontos felvétel és visszajátszás az impulzus forma.