A visszhang energiától a detektálásig
Az egyszerűsített radaregyenlet Fordított négyzettörvény Azt mondja, mennyi energia jön vissza. De a radar nem érzékeli az energiát. — az echo és a zajMinden vevő saját zajt kelt, és egy visszhang csak akkor hasznos, ha elég magasra emelkedik. A döntő mennyiség ezért a jel- és zajarány (SNR).
Az elektronok véletlenszerűen mozognak, a hőmérséklet és a sávszélesség arányos zajteljesítményt eredményezve:
Az echót a zaj ellen állítsuk be, és oldjuk meg a távolságot, és a radaregyenletet a tervezők és elemzők által ténylegesen használt formában kapjuk meg. — a maximális kimutatási tartomány:
Az új kifejezések a nevezőben ugyanannyira számítanak, mint a számlálóban lévő adó-teljesítmény:
- B sávszélesség: Egy szélesebb vevőkészülék több zajt enged be. A radar olyan keskeny B-t választ, amilyet a pulzusa lehetővé tesz (B ≈ 1/PW); impulzus kompresszióval (Impulzuskompresszió és impulzus integráció) visszaállítja a sávszélességet zajbüntetés nélkül.
- Hangjelzés F ábra: egy jó alacsony zajszint-erősítő (LNA) közvetlenül az antenna mögött tartja F alacsony. Minden dB elveszett itt, mint egy dB adó energia.
- SNRperc: a szükséges kimutatási valószínűség (Pd) és annál alacsonyabb a téves riasztás megengedett valószínűsége (Pata, Küszöbérték, állandó téves riasztási arány és automatikus Gain Control), annál több SNR szükség van rá. Egyetlen impulzus esetén, Pd = 90% és Pfa = 10⁻⁶ mellett ez körülbelül 13 dB.
Ez pontosan az, ahol a zavaró támadások: a zavaró nem emeli a visszhang, hanem a zaj a nevezőben. Amint a zaj a vevő emelkedik, Rmax. A negyedik gyökérrel zsugorodik. A J/S indoklás Burn-through és a J/S arány nem több, mint ez az egyenlet egy extra zajforrással.
Veszteségek és ingadozás
A gyakorlatban egyetlen radar sem éri el elméleti hatósugarát. Minden tökéletlenséget egyetlen L veszteségtényezőbe helyeznek, amely dB-ben egyszerűen összeadódik. A főbb tételek:
| Veszteség | Ok | Nagyságrend |
|---|---|---|
| Az átviteli veszteség | hullámlovasok, forgó ízület, kétéltű — Ki és vissza | 1 – 3 dB |
| Légköri csillapítás | oxigén- és vízgőz-abszorpció; a gyakoriság és a tartomány növekedése | elhanyagolható (L- sáv) sok dB (Ka- sáv, eső) |
| Sugáralakveszteség | a cél nem mindig a sugár közepén van | ~1.5 – 2 dB |
| Feldolgozási veszteség | nem ideális szűrők, CFAR (Küszöbérték, állandó téves riasztási arány és automatikus Gain Control), digitalizálás | 1 – 3 dB |
| Folyadékveszteség | A célpont RCS ugrások a letapogatásról a letapogatásra | magas Pd könnyen 5 – 10 dB |
Ezt az utolsó veszteséget meg kell magyarázni. A RCS (Radarkeresztmetszet) a valós légi jármű nem rögzített szám: kis változások a szempont, hogy a reflexiók törzsek, szárnyak és a motor bemeneti felváltva erősíti és törli egymást. A visszhang ingadozás. Ennek klasszikus leírása a Swerling modellek: egy állandó cél (Swerling 0) a célok, amelyek egy másik RCS egy vizsgálat (Swerling I/III) vagy impulzusonként (Swerling II/IV). Egy ingadozó célnak átlagosabbnak kell lennie SNR Ugyanazon valószínűség észlelése, mert a radar lehet elkapni a "vályú".
Az egyik megoldás: gyakorisági sokféleség: a radar egyszerre két (vagy több) frekvencián működik, két, ugyanazon antennán osztozó adóval diplexer (Cassegrain, monopulse takarmány és kétszeres). Más frekvencián a visszaverődési minta eltérő módon jelenik meg, így kicsi az esélye, hogy a célpont egyszerre mindkét frekvencián egy vályúban ül. A pulze- to- impulzus frekvencia mozgékonysága azonos hatást fejt ki (PRI Moduláció).
A frekvenciák sokfélesége is EPM (Bevezetés): a pont zavaró, amely megzavarja az egyik frekvenciát hagyja a második csatorna érintetlen. A ESM üzemeltető, aki egyszerre két azonos kibocsátást lát PRF és a szkenner valószínűleg egy radar két csatornával — Nem két radarnál.
Dwell time, hits per scan és integráció
Egy forgó megfigyelő radar csak egy rövid ideig világít: amíg a sugár áthalad rajta. Ez... dwell time és a pulzusok száma, hogy eltalálja a cél közben — a hits per scan — közvetlenül a szélszélességet, a forgási sebességet és PRF:
A megfigyelési radar θB = 1,5 °, 12 rpm (72 ° / másodperc) és PRF = 1000 Hz. Dwell time = 1.5 / 72 ≈ 20.8 ms; hits per scan ≈ 20.8 × 1 ≈ 21 Pulzus.
Ezek a impulzusok összeadódnak: impulzus-integráció (Impulzuskompresszió és impulzus integráció). A koherens integráció (a szakasz megmarad, A jeladó: a magnetrontól a szilárd állapotig) SNR n tényezővel nő — 21 impulzus 13 dB-nél jóval nagyobb nyereséget eredményez. A nem koherens integráció (csak amplitúdó) a nyereség kisebb, nagyjából n0,8. Ezért az egyetlen impulzus radar egyenlet túl pesszimista: egy igazi radar érzékeli az összes találatot.
A flip oldal egy kemény leágazás: a forgás lassabban ad több találatot, és ezért nagyobb hatótávolságot, de frissíti a levegő kép ritkábban. Korai figyelmeztető radar (A korai figyelmeztetés jellemzői (EW) radar) ezért lassan fordul, és messzinek néz ki; a megközelítési radar gyorsan fordul és közelít.
A dwell time meghatározza, hogy a RWR vagy ESM vevő (Radar figyelmeztető vevő (RWR)) látja a fősugár: a rövid "blip" egy forradalom. Az idő között két blaps a kezelő származik scan rate, hosszától a blip a gyöngyszélesség — együtt PRF és frekvenciája, jellemzői, hogy megadja a radar típusa. És egy zavaró, ami csak a főgerendán működik, csak egy. dwell time egy vizsgálat, hogy legyen hatása.
Számítsa ki maga: detektálási tartomány
Az alábbi számológép megmutatja, hogyan működik minden tervezési választás. Próbálja például csökkenteni a RCS 1 m² -től (vadászgép elől) 0,01 m² -ig (lopakodás): a tartomány csökken egy tényezővel100 ≈ 3.2 — Nem 100-as faktorral.
Az alapértelmezett értékekkel (100 kW, 35 dB, S-sáv, 1 m², 1 MHz, 3 dB, 6 dB, 13 dB) a radar eléri körülbelül 53 km-t — Egyetlen impulzusra. Hozzáadás az integráció nyereség Dwell time, hits per scan és integráció (kisebb a szükséges SNR ezzel a nyereség) és a tartomány jelentős mértékben mozog. A zajszint a vevő körül -141 dBW: a visszhang a radar meg kell találni kisebb, mint egy milliárdod egy milliárd watt.
A Radartutorial.eu (Christian Wolff) a radar egyenlet levezetésén, a veszteségeken és a modellszámításokon keresztül működik lépésről lépésre: radar egyenlet és hits per scan.