gadā pulsa radars ir klasiskā un joprojām visbiežāk radara forma: raidītājs ir ļoti īss (the pulss) un tad salīdzinoši ilgi, bet uztvērējs klausās atbalsi. No katra atbalss ilgums seko attālumu (Attālums no mērķa līdz radaram). Šī sadaļa attiecas uz parametriem, kas raksturo pulsa radaru — par EW speciālistu, tie ir tieši parametri, pēc kuriem jūs identificēt radaru.
Pulsa atkārtošanas frekvence
gadā Pulsa atkārtošanas frekvence (PRF) ir impulsu skaits, ko radars raida sekundē, izteikts Hz vai impulsos sekundē (pps). Tipiskās vērtības svārstās no vairākiem simtiem Hz (novērošana tāldarbības diapazonā) līdz simtiem tūkstošu Hz (impulsa sekošana).
PRF, iespējams, ir vissvarīgākā impulsa radara dizaina izvēle, jo tas nosaka fundamentālu apmaiņu:
- Zems PRF → daudz klausīšanās laika starp pulsiem → liels nepārprotams diapazons (Maksimālais nepārredzamais diapazons), bet doplera mērījumi kļūst neskaidri: ātrums nav viennozīmīgs.
- Augsta PRF → Doplera mērījums ir nepārprotams (labs ātruma noteikšanai un slāpēšanai), bet nepārprotamais diapazons kļūst mazs: Diapazona mērījumi kļūst neskaidri.
- Vidējs PRF → abi nedaudz neskaidri; Modernie radari to atrisina, mainot vairākus PRF (PRI modulācija).
PRF ir radiolokatora elektronisko pirkstu nospiedumu galvenā sastāvdaļa. ESM sistēmas sākotnēji klasificē uztvertās emisijas pēc frekvences, PRF un impulsa platuma — Var izsekot radara tipam un bieži arī ieroču sistēmai, kas ir aiz tā.
Pulsa atkārtošanās intervāls un impulsa platums
gadā Pulsa atkārtošanās intervāls (PRI, ko sauc arī par pulsa atkārtošanās laiku) ir laiks no viena impulsa sākuma līdz nākamā sākumam. PRI un PRF ir pretēji:
gadā Pulsa platums (PW, impulsa ilgums, τ) ir cik ilgi raidītājs ir faktiski uz vienu impulsu, parasti 0,1 – 100 μs. Transmisijas laika un kopējā laika attiecību sauc par darbības cikls:
Impulsa platums pats par sevi ir kompromiss:
- Īss impulss → smalka diapazona izšķirtspēja (Diapazona izšķirtspēja) un īsu minimālo diapazonu (Minimālais diapazons), bet maz enerģijas uz impulsu → mazāks diapazons.
- Garais impulss → Enerģijas daudzums impulsā → Vairāk diapazona, bet rupjās izšķirtspējas un liels minimālais diapazons. Pulsa kompresija (Pulsa kompresija un impulsu integrācija) pārtrauc šo dilemmu.
Viena PRI ietvaros tas notiek: sūtīt (PW), tad klausīties nākamo pulsu. Klausīšanās laiks (PRI - PW) nosaka, cik tālu atbalss var atgriezties, pirms nākamais impulss aiziet.
Maksimālā jauda un vidējā impulsa radara jauda
Ar pulsa radaru, jums ir, lai saglabātu divas spējas atsevišķi:
- Maksimālā jauda (Pp): jauda paša impulsa laikā — Bieži simtiem kilovatu līdz megavatiem.
- Vidējā jauda (Pavg): Vidējā jauda visu laiku, tostarp ilgie klusumi. Tas nosaka enerģijas pārvaldību (pārtiku, dzesēšanu) un — vidējais laika gaitā — Noteikšanas spēja.
Radaram ir Pp = 500 kW, PW = 2 μs un PRF = 500 Hz (PRI = 2000 μs). Darbības cikls = 2/2000 = 0,001 Pavg = 500 000 × 0,001 = 500 W. Puse megavatu maksimuma, bet vidēji ne vairāk kā tējkanna.
Tas izskaidro, kāpēc pulsa radari var nodrošināt tik milzīgu maksimālo jaudu: Pārvades caurulei ir jāstrādā tikai daļa laika un var "atpūtēties". Tajā arī izskaidrota EW detaļa: uztvērējs, kas klausās radaru, uztver pilnu maksimālās jaudas impulsu — Tāpēc RWR dzird radaru daudz lielākā attālumā, nekā radars var redzēt plakni.
Minimālais diapazons
Kamēr raidītājs ir ieslēgts, uztvērējs nevar klausīties — Duplekseris antenu ir savienojis ar raidītāju un uztvērējs ir ekranizēts. Atbalss atgriežas laikā Tātad pulsa sūtīšana ir zaudēta. Rezultātā, katrs impulss radars ir Minimālais diapazonsMērķi tuvāk ir neredzami.
PW = 2 μs → Rmin = (3 × 10)8 × 2 × 106.) / 2 = 300 m. Viss 300 metru attālumā ir paredzēts šim radara aklajam laukumam. Ar PW = 100 μs (tāla diapazona impulss) tas aug līdz 15 km!
Tāpēc radari, kuriem arī jābūt uzmanīgiem (navigācijas radari, tuvdarbības aizsardzība), izmanto ļoti īsus impulsus, un apmainās ar daudziem novērošanas radariem garus impulsus ar īsiem impulsiem (tuvu skatīšanai).
Maksimālais nepārredzamais diapazons
Pēc katra impulsa radars klausīsies līdz nākamajam impulsam. Radars netieši pieņem, ka katra atbalss saņem pēdējais nosūtītais pulss. Ja ļoti tāla mērķa atbalss nāk nākamajā pulsā, tad tas tiek attiecināts uz nepareizu pulsu un novietots pārāk nelielā attālumā: viens otrā laika atbalss. Attālumu, kurā nevar rasties apjukums sauc par Maksimālais nepārredzamais diapazons (Rmax,unamb):
PRF = 1000 Hz → PRI = 1 ms → Rmax,unamb = (3 × 10)8 × 0,001)/2 = 150 km. Mērķis 180 km attālumā dod tikai atbalsi 1,2 ms pēc impulsa — 0,2 ms pēc nākamā impulsa — un nepatiesi parādās pie (0,2 ms × c)/2 = 30 km.
Šeit jūs redzat apmaiņu ar Pulsa atkārtošanas frekvence tīrākajā veidā: Jo augstāks ir PRF, jo mazāks ir nepārprotamais diapazons. Agrīnās brīdināšanas radars, kam jāskatās 400 km attālumā, var izmantot PRF ≈ 375 Hz, impulsa doplera radaram ar PRF = 100 kHz ir tikai skaidrs diapazons 1,5 km un nepieciešams rekonstruēt savu mērījumu diapazonu, izmantojot viedos trikus (PRI modulācija). Kas nozīmē "dubults" šeit. — un kāpēc tā pati problēma pastāv arī ātruma jomā — tiek padziļināta Acīmredzamība.
PRI modulācija
Daudzi radari netur savus PRI konstantus, bet tie apzināti atšķiras: PRI modulācija. Galvenie veidi un to mērķi:
| Forma | Kas notiek? | Kāpēc |
|---|---|---|
| Konstants | fiksēts PRI | vienkāršība, bet paredzami un neskaidri |
| Sadalīta PRI | fiksētā sērija 2–8 dažādas PRI, atkārtojot | MTI brīvgaitas apgriezieni (Pulsa doplera radars un kustīgā mērķa indikators), otrā laika atbalss un maska |
| Jittered PRI | PRI variē (pseido) nejauši uz impulsu | grūti paredzēt maldināšanu-sammeri; aizsargā pret viltus atbalss metodes |
| PRF pārslēgšanas / aiztures slēdzis | impulsu bloki cits ar citu | Riņķošanas diapazons un doplera dubulti (vidējs-PRF radars) |
| Bīdāmā PRI | PRI darbojas vai nedarbojas | piem., novērst aptumsumu, novirzīt neskaidrības |
Kā PRI variācijas atrisina neskaidrību? Īsta atbalss Rmax,unamb Palieciet tajā pašā attālumā, neatkarīgi no PRI izvēlaties. Otrreizēja atbalss "lēcieni" šķietamajā attālumā, PRI izmaiņām — un krīt caur grozu. Tas pats princips attiecas uz doplera domēnu ātrumam.
PRI modulācija ir divšķautņu zobens. Radaram tā ir aizsardzība; ESM operatoram papildus identifikators ir PRI modulācijas modelis (zagļu secība, džitera dziļums). Moderna maldināšana-jammers ir prognozēt PRI, lai varētu izvietot viltus atbalsi pirms reālā — titter padara to fundamentāli grūtāk.
Slieksnis, nemainīgs viltus atgādinājuma ātrums un automātiska gain kontrole
Kad radars redz mērķi? Ja uztvertais signāls pārsniedz slieksni (slieksnis) iznāk. Šī sliekšņa izvēle ir būtiska dilemma.
- Robežvērtība pārāk zems → Trokšņa virsotnes pārkarst → viltus trauksme, ekrāns "sniegi slēgts" un procesors kļūst pārslogots.
- Robežvērtība pārāk augsts → vāji mērķa atbalsi saglabājas zem → izlaisti atklājumi.
Fiksēts slieksnis darbojas slikti, jo fons (troksnis + klusinātājs + sastrēgums) krasi atšķiras katrā virzienā un attālumā. Tāpēc radari izmanto Nemainīgs viltus atgādinājuma ātrums (CFAR) procesors: katrai pārbaudītajai šūnai procesors mēra fona līmeni apkārtējās šūnās un liek slieksnim pārsniegt fiksētu robežu. Rezultāts: viltus trauksmes skaits sekundē paliek nemainīgs neatkarīgi no tā, vai fons joprojām ir vai pilns ar neskaidrību.
Turklāt aizsargā Automātiskā Gain kontrole (AGC) saņēmējs: AGC automātiski kontrolē pastiprinājumu atpakaļ pie spēcīgiem signāliem (close objectives, stingrība, traucēšana), lai uztvērējs nepiesātinātos, un augšup pie vājiem signāliem. Bez AGC viens spēcīgs signāls slēgtu visu pārvades ķēdi.
Sliekšņa loģika ir pieeja EW. Ruisjamming uzspiež CFAR slieksni, liekot zem tā pazust īstiem mērķiem (radars "redz" neko, bet zina, ka ir ietriekts). Un AGC var tikt ļaunprātīgi izmantots: Apmaldīšanās metodes, piemēram, AGC-decepts / apgriezti iegūt spēlēt ar spēcīgu impulsu, lai izjauktu pastiprināšanas kontroli sekošanas radaru.
Pulsa kompresija un impulsu integrācija
Divi signālu apstrādes paņēmieni pacel impulsu radaru veiktspēju krietni virs to "kali" specifikācijām.
Pulsa saspiešana
Par dilemmu Pulsa atkārtošanās intervāls un impulsa platums: garš impulss dod diapazonu, īss impulss dod izšķirtspēju. Pulsa saspiešana nodrošina vienlaicīgi. Radars pārraida garu impulsu, kas tiek iekšēji modulēts — piemēram, pieaugoša frekvence (chirp / lineārais FM) vai fāzes kods (Bārkera kods). Uztvērējs "zina", ka modulācija un saspiež garo atbalsi ar saskaņotu filtru uz vienu īsu, augstu maksimumu.
100 μs hirpa impulss ar 10 MHz joslas platumu darbojas enerģijā kā 100 μs impulss (lielā diapazonā), bet izšķirtspējā kā 0,1 μs impulss: ΔR = 15 m 15 km vietā.
Pulsa integrācija
Viens atbalss var pazust zem trokšņa, bet mērķi viena antenas viļņa laikā notriec desmitiem impulsu. Pulsa integrācija Salieciet tos kopā. Troksnis ir nejaušs un daļēji vidējs; Mērķa atbalss vienmēr atrodas vienā un tajā pašā vietā un aug gar. Tā palielinās SNR efektivitāte.
- Saskaņota integrācija (pirms noteikšanas, ar fāzes informāciju): n impulsi → SNR pieaugums līdz koeficientam n.
- Nesaskaņota integrācija (pēc noteikšanas tikai amplitūda): mazāka peļņa (~), bet vienkāršāka.
POZĪCIJU. Saskaņotais filtrs tikai stiprina signālus ar pareizo iekšējo modulāciju. Žēl, ka neatdarina chirp tieši zaudē kompresijas peļņu — bieži — pret reālo atbalsi. Tieši tāpēc mūsdienu DRFM (Digital RF Memory) investē pulsa formas precīzā ierakstā un atkārtojumā.