Ambiente di apprendimento dello SME · Panoramica · 2 · §2.1 · English version

§2.1 Introduzione

Inizio

Tutto ciò che uno specialista EW fa — Identificare un segnale radar, convertire una frequenza, determinare una distanza da una durata — si basa su un piccolo numero di basi aritmetiche. Questo capitolo pone le basi. Chi i concetti grandezza♪ unità♪ frequenza e controlla i poteri di 10, può seguire qualsiasi capitolo successivo senza inciampare sulla matematica.

La sostanza è volutamente tenuta pratica: nessuna distrazione, ma le formule e le conversioni che si utilizzano in campo e in classe.

Grandezza e unità

Uno grandezza è una proprietà che è possibile misurare o calcolare: lunghezza, tempo, velocità, frequenza, potenza, temperatura. Uno unità è la misura in cui si esprime tale grandezza: metro, secondo, metro al secondo, hertz, watt, kelvin. Un valore senza unità è inutile — "la distanza è 5" non dice nulla, "la distanza è 5 km."

A livello internazionale ha accettato di lavorare con Sistema SI (Système International). Le principali quantità di EW e le loro unità SI:

GrandezzaSimboloUnità SIAbbreviazione
Lunghezza / distanzal, d, Rmetrim
Tempot2s
Frequenza*#Hz
VelocitàVmetri al secondom/s
PotenzaPPotenzaW
TemperaturaTkelvinK
Lunghezza d'ondaλ (lambda)metrim
AngoloTraduzione:Grado / Radiale°/rad
Ricordati

In qualsiasi calcolo, scrivere l'unità. Molti errori di matematica in pratica sono in errori di unità di realtà: confusione di chilometraggio con metri, megahertz con gigahertz.

Frequenza

Frequenza f) è il numero di volte che un fenomeno periodico ripete al secondo. L'unità è # (Hz): 1 Hz = 1 vibrazione al secondo. Per EW, la frequenza è la quantità centrale: l'intero spettro elettromagnetico è classificato per frequenza, e radar, radio e lamenti sono caratterizzati dalla frequenza in cui operano.

Il tempo di una vibrazione completa è chiamato periodo (T). Frequenza e periodo sono l'uno dell'altro:

f = 1/T e T = 1/f dove: f = frequenza in hertz (Hz)T = tempo di periodo in secondi (s)
Anteprima

Un segnale ha un periodo di 1 ms (0.01 s). La frequenza è f = 1 / 0.001 = 1.000 Hz = 1 kHz. Al contrario: un radar operativo a 10 GHz ha un periodo di tempo di T = 1 / 10 milioni = 0,1 nanosecondo.

T (periodo) ampiezza
Un periodo T di un segnale sinusico. Il T più breve, maggiore è la frequenza f.

Unità comuni derivate: 1 kHz = 1000 Hz, 1 MHz = milioni di Hz, 1 GHz = miliardi di Hz, 1 THz = trilioni Hz. I radar militari tipicamente operano nell'area MHz a GHz; Infrared e luce sono nell'area THz.

Grandi numeri, numeri e potenze di 10

Nello spettro EM si lavora con numeri estremamente grandi (gigahertz: 1.000.000.000 Hz) ed estremamente piccoli (nanosecondi: 0.000000001 s). Unsubscribe è goffo e sensibile agli errori; quindi usiamo Potenza di 10 e SI Prefissi.

PrefissoSimboloPotenza di 10Non scrittoNome del numero
TeT10121.000.000.000.000miliardi
gigaG1091.000.000.000miliardi
megaM1061.000.000milioni
kg#1031.000millemilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamilamila
——1001uno
Milli.m10-30,001millesimo
microµ10-60,000001milioni
nanon10-90,000000001miliardi
PizzoP10- 120,000000000001Trilioni

Calcolo con poteri di 10 segue due semplici regole: quando si moltiplica, aggiungere gli esponenti (103 × 106 = 109), in parti li sottraete l'uno dall'altro (109 / 106 = 103).

Anteprima

Un radar trasmette a 9.4 GHz. Quello è 9,4 × 109 Hz = 9.400 MHz = 9,400.000 kHz. Una larghezza di impulso di 1,5 μs è 1,5 × 10-6 S.

Faccia attenzione

I "milioni" olandesi (109) chiamato in inglese miliardi, e i "milioni" olandesi (1012) chiamato in inglese Trilioni. Nella documentazione internazionale e nella NATO, questa è una classica fonte di errore.

Velocità della luce

Onde elettromagnetiche — onde radio, radar, infrarossi, luce, laser — piante in vuoto e approssimativamente anche in aria con velocità della luce C:

c ≈ 3× 108 m/s = 300.000 km/s valore esatto: 299.792.458 m/s — Per i calcoli, 3 × 10 è sufficiente8 m/i

Questo numero riveste un'importanza pratica diretta per lo specialista EW, per due motivi:

c = f × λ hampered λ = c / f e f = c / λ dove: c = velocità della luce8 m/if = frequenza in Hzλ = lunghezza d'onda in m
Anteprima

Un radar a banda X opera a 10 GHz. La lunghezza d'onda è λ = (3 × 108* / (10 × 109) = 0,03 m = 3 cm. Una radio VHF a 150 MHz ha λ = (3 × 108(150 × 10)6) = 2 m.

Regola del pollice

Alta frequenza = lunghezza d'onda corta; bassa frequenza = lunghezza d'onda lunga. Un pratico ponte dell'asino: 300 MHz ↔ 1 m. Da lì è possibile scalare facilmente: 3 GHz ↔ 10 cm, 30 GHz ↔ 1 cm.

Temperatura

La temperatura sembra a prima vista essere un'anatra strana in un corso EW, ma è essenziale per capire infrarossi (Infrarosso): Qualsiasi oggetto con una temperatura sopra il suo assoluto zero emette radiazione elettromagnetica, e la sua quantità e lunghezza d'onda dipendono direttamente dalla temperatura.

Ci sono tre ciotole che dovreste sapere:

ScalaSimboloPunto zeroUso
Celsius°Cpunto di fusione ghiacciouso quotidiano
KelvinKAssoluto zero (-273,15 °C)scienza e tecnologia, calcoli IR
Fahrenheit°F—Documentazione USA
T(K) = T(°C) + 273.15 conversione Fahrenheit: T(°C) = (T(°F) − 32) × 5/9

The punto zero assoluto (0 K = −273,15 °C) è la temperatura più bassa possibile; C'è tutto il movimento molecolare sta fermo e un oggetto non emette più radiazioni termiche. Tutto là splende — un umano (~310 K), un motore del veicolo (~350–400 K), uno scarico motore a getto (~700–1000 K). Più caldo l'oggetto, più radiazioni IR e più breve la lunghezza d'onda di picco. Questo è il principio fisico dietro le telecamere di imaging termico e missili guidati IR.

Anteprima

Un tubo di scarico di 627 °C è 627 + 273 = 900 K. Infrarosso Si vede che tale fonte raggiunge i 3,2 μm — Esattamente nel campo di molti missili che cercano calore.

Azimuth, altezza e gamma

Per catturare la posizione di un bersaglio rispetto a un sensore, utilizziamo tre coordinate — insieme sistema di coordinate lampadina del mondo radar:

nord scopo Az El gamma R radar radar
Azimuth (angolo orizzontale a nord), elevazione (angolo sopra l'orizzonte) e gamma (distanza della pista) insieme catturano la posizione del bersaglio.

Con questi tre valori la posizione di un obiettivo è stata pienamente determinata. Un radar 2D misura solo l'azimuth e la gamma; un radar 3D misura anche l'elevazione e può calcolare l'altezza del bersaglio (vedere radar 2D e 3D).

Pratica

Azimuth è sempre dato in tre cifre nei rapporti: "target in 045, range 12 chilometri". Ricordate che la gamma Pista distanza è: un obiettivo a 10 km di distanza e 30° di elevazione è misurata sul terreno vicino a 10 km.

Velocità radiale

The velocità radiale (v)R) è il componente della velocità di un obiettivo lungo la linea della visione sensore sensore sensore sensore — la velocità a cui il bersaglio viene o spegne il sensore. Questo è diverso dalla velocità effettiva (terra) del bersaglio.

Un bersaglio che vola dritto al radar ha una velocità radiale pari alla sua velocità reale. Un obiettivo che vola esattamente attraverso la linea della visione (tangential) ha una velocità radiale di zero — Non importa quanto sia difficile.

VR = v × cos(α) dove: VR = velocità radiale (m/s)v = velocità di destinazione effettiva (m/s)α = angolo tra la direzione del movimento del bersaglio e la linea di visione verso il radar
radar radar linea di visione V α =
Solo il componente di velocità lungo la linea di visione (verde) conta come velocità radiale.

Perche' e' importante? Perché? radar Doppler (Effetto doppler e Pulse doppler radar e Indicatore di destinazione mobile) misurare solo la velocità radiale. Un aeroplano che vola pangentially non produce uno spostamento doppler e di conseguenza può "scomparire" dai filtri di velocità di un radar pulsar-doppler. — Un principio che viene sfruttato in pratica dal cosiddetto No.- o trave- Maneuver.