No eholotes jaudas līdz detektēšanai
Vienkāršotais radara vienādojums no Apgriezti kvadrātveida tiesību akti stāsta, cik daudz enerģijas nāk atpakaļ. Bet radars neatklāj pie varas — tā konstatē atšķirību starp atbalss un troksnis. Katrs uztvērējs rada troksni savu, un atbalss ir noderīga tikai tad, kad tas paceļas pietiekami tālu virs tā. Tāpēc izšķirošais daudzums ir attiecība starp signālu un troksni (SNR).
Uztvērēja troksnis izriet no siltuma fizikā: elektroni kustas nejauši, radot trokšņa jaudu proporcionāli temperatūrai un joslas platumam:
Uzstādīt atbalss pret troksni un atrisināt attālumu, un jūs saņemsiet radara vienādojumu formā dizaineri un analītiķi faktiski izmantot — E-pasts: maksimālais noteikšanas diapazons:
Jaunajiem terminiem saucējā ir tikpat liela nozīme kā raidītāja jauda skaitītājā:
- joslas platums B: plašāks uztvērējs rada lielāku troksni. Radiolokators izvēlas B tik šauru, cik pieļauj tā impulss (B ≈ 1/PW); ar impulsu kompresiju (Pulsa kompresija un impulsu integrācija) tas atgūst joslas platumu bez trokšņa soda.
- Trokšņa F attēls: labs zema trokšņa pastiprinātājs (LNA) tieši aiz antenas tur F zemu. Katrs zaudētais dB šeit maksā tikpat daudz kā raidītāja jaudas dB.
- SNRmin: lielāka nepieciešamā noteikšanas varbūtība (Pd) un zemākā atļautā viltus trauksmes varbūtība (PFA, Slieksnis, nemainīgs viltus atgādinājuma ātrums un automātiska gain kontrole), jo vairāk SNR ir nepieciešama. ar vienu impulsu ar Pd = 90% un PFA = 10–6 tas ir aptuveni 13 dB.
Tas ir tieši tur, ja traucējošu uzbrukumu: jammer nav paaugstināt atbalss, bet troksnis saucējā. Tiklīdz troksnis uztvērējā palielinās, Rmaks saraujas ar ceturto sakni. gadā J/S pamatojums Apdegums un J/S attiecība nav nekas vairāk kā šis vienādojums ar pievienoto papildu trokšņa avotu.
Zaudējumi un svārstības
Praksē neviens radars nesasniedz savu teorētisko diapazonu. Visas nepilnības saliek vienā zaudējumu koeficentā L, kuru dB vienkārši pieskaita. Galvenie jautājumi:
| Zaudējumi | Iemesls | Apjoms |
|---|---|---|
| Pārvades zudumi | viļņvadi, rotējoši savienojumi, duplekseri — ārā un atpakaļ | 1 – 3 dB |
| Atmosfēras pavājināšanās | absorbcija ar skābekļa un ūdens tvaiku; palielinās ar biežumu un diapazonu | no niecīga (L-josla) līdz daudziem dB (Ka-josla, lietus) |
| Rāmja formas zudums | mērķis ne vienmēr atrodas stara centrā | ~1.5 – 2 dB |
| Apstrādes zudumi | neideāli filtri, CFAR (Slieksnis, nemainīgs viltus atgādinājuma ātrums un automātiska gain kontrole), digitalizācija | 1 – 3 dB |
| Fluktuācijas zudums | mērķa RCS lēcieni no skenēšanas līdz skenēšanai | pie augsta Pd viegli 5 – 10 dB |
Šis pēdējais zaudējums ir jāpaskaidro. gadā RCS (Radiolokācijas šķērsgriezums) par reālu gaisa kuģis nav fiksēts skaits: nelielas izmaiņas aspektā padara pārdomas no fizelāžas, spārni un dzinēja ieplūdes pārmaiņus stiprināt un atcelt viens otru. Atbalss svārstās. Klasisks apraksts par šo ir Šverlinga modeļi: no stabila mērķa (atbilde 0) līdz mērķiem, kas uzrāda atšķirīgu RCS par skenēšanu (atslēgas I/III) vai katram impulsam II/IV). Mainīgais mērķis ir jānosaka vidējā līmenī SNR ar tādu pašu atklāšanas varbūtību, jo radars to var noķert "maršrutā".
Viens no risinājumiem ir frekvenču daudzveidība,: radars darbojas divās (vai vairākās) frekvencēs vienlaicīgi, diviem raidītājiem dalot vienu un to pašu antenu ar dipleksers (Kasegraīns, monopulsu barība un duplekseris). Citā frekvencē refleksijas modelis iznāk savādāk, tāpēc iespēja, ka mērķis vienlaicīgi atrodas abās frekvencēs, ir maza. Pulse-to-pulse frekvences veiklība dod tādu pašu efektu (PRI modulācija).
Frekvenču daudzveidība ir arī EPM (Ievads): spot jammer, kas traucē vienu frekvenci atstāj otru kanālu neskarts. An ESM operators, kurš saskata divas vienlaicīgas emisijas ar identisku PRF un skenēšana, iespējams, meklē vienu radaru ar diviem kanāliem — ne pie diviem radariem.
Dwell time, hits per scan un integrācija
Rotējošais novērošanas radars tikai īsumā izgaismo mērķi: tik ilgi, kamēr stars to šķērso. Tas dwell time un impulsu skaitu, kas trāpīja mērķī tā laikā — E-pasts: hits per scan — seko tieši no stara platuma, rotācijas ātruma un PRF:
Uzraudzības radars ar θB = 1,5°, 12 apgr./min (72° sekundē) un PRF = 1000 Hz. Dwell time = 1.5 / 72 ≈ 20.8 ms; hits per scan ≈ 20.8 × 1 ≈ 21 pulsus.
Šos impulsus saskaita šādi: pulsa integrācija (Pulsa kompresija un impulsu integrācija). kur: saskaņota integrācija (posmu saglabā, raidītājs: no magnetronu uz cietvielu) SNR aug ar faktoru n — 21 impulss dod daudz vairāk nekā 13 dB ieguvumu. kur: nesaskaņota integrācija (tikai amplitūdas) ieguvums ir mazāks, aptuveni n0,8. Tas ir iemesls, kāpēc viena impulsa radara vienādojums ir pārāk pesimistisks: reāls radars konstatē uz daudzu hits summu.
Flip-off puse ir grūti kompromiss: rotēšana lēnāk dod vairāk hits un tāpēc vairāk diapazonu, bet atsvaidzina gaisa attēlu retāk. Agrīna brīdinājuma radars (Agrīnā brīdinājuma raksturojums (EW) radars) tāpēc lēnām pagriežas un izskatās tālu; tuvošanās radars pagriežas ātri un izskatās tuvu.
gadā dwell time nosaka, cik ilgi RWR vai ESM saņēmējs (Radiolokācijas brīdinājuma uztvērējs (RWR)) redz galvenais stars: īsais "blip" uz revolūciju. No laika starp diviem blips operators iegūst skenēšanas ātrums, no blip garumā baļķis — kopā ar PRF un frekvence, raksturlielumi, kas norāda radara tipu. Un džemperim, kas darbojas tikai tālās gaismas kūlī, ir tieši tas dwell time katrai skenēšanai ir efekts.
Aprēķināt to pats: atklāšanas diapazons
Tālāk kalkulators parāda, kā katra dizaina izvēle darbojas. Mēģiniet, piemēram, samazinot RCS no 1 m² (pretinieks no priekšpuses) līdz 0,01 m² (stūre): diapazona kritumi par koeficientu 4;100 ≈ 3.2 — ne ar koeficientu 100.
Ar noklusējuma vērtībām (100 kW, 35 dB, S-josla, 1 m², 1 MHz, 3 dB, 6 dB, 13 dB) radars sasniedz aptuveni 53 km — vienam impulsam. Pievienot integrācijas ieguvumu no Dwell time, hits per scan un integrācija (mazāks par SNR ar šo pieaugumu) un diapazons ievērojami pāriet. Šī uztvērēja trokšņa grīda ir ap −141 dBW: atbalss, kas ir jāatrod radaram, ir mazāka par miljardo daļu no miljardās daļas vata.
Radartutorial.eu (Christian Wolff) darbojas, pakāpeniski atvasinot radara vienādojumu, zudumus un modeļu aprēķinus: radara vienādojums kā arī hits per scan.