Alt en EW spesialist gjør — Identifisere et radarsignal, konvertere en frekvens, bestemme en avstand fra en varighet — er basert på et lite antall aritmetiske baser. Dette kapitlet legger grunnlaget. Hvem konseptet storhet, enhet, frekvens og styrer styrken til 10, kan følge alle neste kapittel uten å trippe over matematikken.
Stoffet er bevisst holdt praktisk: ingen distraksjoner, men formlene og konverteringene du faktisk bruker i feltet og i klassen.
Storhet og enhet
En storhet er en egenskap du kan måle eller beregne: lengde, tid, hastighet, frekvens, effekt, temperatur. En enhet er målet der du uttrykker den storheten: meter, sekund, måler i sekundet, hertz, watt, kelvin. En verdi uten enhet er meningsløs — " Avstanden er 5" sier ingenting " avstanden er 5 km."
Internasjonalt enige om å jobbe med SI-systemet (Système International) EWs hovedmengder og deres SI-enheter:
| Greatness | Symbol | SI enhet | Forkortelse |
|---|---|---|---|
| Lengde / avstand | l, d, R | meter | m |
| Tid | t | andre | s |
| Frekvens | f | hertz | Hz |
| Hastighet | v | meter i sekundet | m/s |
| Strøm | P | watt | W |
| Temperatur | T | kelvin | K |
| Bølgelengde | λ (lambda) | meter | m |
| Vinkel | θ φ | Grad / Radial | °/rad |
I enhver beregning, skriv enheten. Mange matematiske feil i praksis er i virkeligheten enhet feil: Mileage forvirring med meter, megahertz med gigahertz.
Frekvens
Frekvens f) er antall ganger et periodisk fenomen gjentar i sekundet. Enheten er hertz (Hz): 1 Hz = 1 vibrasjon i sekundet. For EW er frekvensen den sentrale mengden: hele det elektromagnetiske spekteret klassifiseres etter frekvens, og radarer, radioer og klager er karakterisert ved frekvensen de opererer på.
Tiden for en fullstendig vibrasjon kalles perioden (T). Frekvens og tidsperiode er hverandres motsatte:
Et signal har en periode på 1 ms (0,01 s). Frekvensen er f = 1 / 0,001 = 1000 Hz = 1 kHz. Omvendt: en radar som opererer på 10 GHz har en periode på T = 1 / 10 millioner = 0,1 nanosekund.
Vanlige avledede enheter: 1 kHz = 1000 Hz, 1 MHz = millioner Hz, 1 GHz = milliard Hz, 1 THz = billion Hz. Militære radarer opererer typisk i MHz til GHz-området; Infrarødt og lys er i THz-området.
Stort antall, antall navn og krefter på 10
I EM-spekteret jobber du med ekstremt store tall (gigahertz: 1000 000 000 Hz) og ekstremt små (nanosekunder: 0,0000001 s). Slutt å avslutte er kløn og feilfølsom; derfor bruker vi Strømmer av 10 og SI-prefikser..
| Prefiks | Symbol | Makt på 10 | Uskrevet | Antall navn |
|---|---|---|---|---|
| Tera | T | 1012 | 1.000.000.000.000 | milliarder |
| giga | G | 109 | 1.000.000.000 | milliarder |
| mega | M | 106 | 1.000.000 | millioner |
| kilo | k | 103 | 1.000 | tusen |
| — | — | 100 | 1 | en |
| Milli | m | 10-3 | 0,001 | tusen |
| mikro | µ | 10-6 | 0,000001 | million |
| nano | n | 10-9 | 0,000000001 | milliarder |
| Pico | p | 10-12 | 0,000000000001 | trillioner |
Beregning med krefter på 10 følger to enkle regler: når multiplisere, legge til eksponentene (10)3 × 106 = 109), i deler du trekker dem fra hverandre (109 / 106 = 103).
En radar overføres ved 9,4 GHz. Det er 9,4 x 109 Hz = 9.400 MHz = 9.400.000 kHz. En pulsbredde på 1,5 μs er 1,5 × 10-6 S.
Den nederlandske - milliarder - (109) kalt på engelsk milliarder, og den nederlandske - milliarder - (1012) kalt på engelsk billionI internasjonal dokumentasjon og NATO er dette en klassisk feilkilde.
Lyshastighet
Elektromagnetiske bølger — radiobølger, radar, infrarød, lys, laser — planter i vakuum og omtrent også i luft med lyshastighet c:
Dette tallet er av direkte praktisk betydning for EW spesialist, av to grunner:
- Avstandsbestemmelse: radar og laser rangefindere måle varigheten av et signal. Fordi c er kjent, betyr varigheten direkte i avstand (se Radar).
- Forbindelsen mellom frekvens og bølgelengde: frekvens f og bølgelengde λ er koblet via c.
En X-band radar opererer ved 10 GHz. Voksen er λ = (3 × 108) / (10 × 109) = 0,03 m = 3 cm. En VHF-radio på 150 MHz har λ = (3 × 108(150 × 10)6) = 2 m.
Høy frekvens = kort bølgelengde; lav frekvens = lang bølgelengde. En praktisk eselbro: 300 MHz ↔ 1 m derfra kan du enkelt skalere: 3 GHz ↔ 10 cm, 30 GHz ↔ 1 cm.
Temperatur
Temperaturen synes ved første øyekast å være en merkelig and i et EW kurs, men er viktig for å forstå infrarød (Infrarød): Ethvert objekt med en temperatur over sin absolutte null utgir elektromagnetisk stråling, og mengden og bølgelengden avhenger direkte av temperaturen.
Det er tre boller du bør vite:
| Skaler | Symbol | Nullpunkt | Bruk |
|---|---|---|---|
| Celsius | °C | Smeltepunkt is | daglig bruk |
| Kelvin | K | Absolutt null (273,15 °C) | vitenskap og teknologi, IR beregninger |
| Fahrenheit | °F | — | USAs dokumentasjon |
Den absolutt nullpunkt (0 K = −273,15 ° C) er den laveste mulige temperaturen; Der står all molekylær bevegelse stille og et objekt ikke lenger avgir varmestråling. Alt der oppe skinner — et menneske (~310 K), en kjøretøymotor (~350–400 K), en jetmotor eksos (~ 700–1000 K). Jo varmere objektet er, jo mer IR-stråling og jo kortere toppbølgelengde. Dette er det fysiske prinsippet bak termiske bildekameraer og IR-styrte missiler.
En eksosplomme på 627 °C er 627 + 273 = 900 K. Infrarød Du ser at en slik kilde topper rundt 3,2 μm — Nøyaktig innen mange varmesøkende missiler.
Azimut, høyde og rekkevidde
For å fange posisjonen til et mål i forhold til en sensor, bruker vi tre koordinater — sammen pære koordinatsystem av radarverdenen:
- Azimut (Az): den horisontale retning mot målet målt klokken i grader fra nord (000° = nord, 090° = øst, 180° = sør, 270° = vest).
- Forhøyelse (El): den vertikale vinkel til målet målt fra det horisontale planet. 0° = horisont, 90° = rett over sensoren.
- Område (R): Den skrå avstand fra sensoren til målet langs den rette synslinjen.
Med disse tre verdier er plasseringen til et mål blitt fullt bestemt. En 2D radar måler bare azimut og område; en 3D radar måler også høyde og kan beregne høyden på målet (se 2D og 3D radar).
Azimut er alltid gitt i tre siffer i rapporter: -mål i 045, område 12 kilometer'. Husk det området Slope avstand er: et mål ved 10 km avstand og 30° høyde måles på bakken nærmere enn 10 km.
Radial hastighet
Den radial hastighet (v)r) er komponenten i et måls hastighet langs synslinjen Sensor — hastigheten som målet kommer til eller går av sensoren. Dette er forskjellig fra den faktiske (grunn) hastigheten på målet.
Et mål som flyr rett til radaren har en radialhastighet lik dens faktiske hastighet. Et mål som flyr nøyaktig over synslinjen (tangential) har en radial hastighet på null — Uansett hvor vanskelig det går.
Hvorfor er dette viktig? Fordi Doppler radarer (Doppler Effekt og Pulse doppler radar og bevegelig målindikator) kun måling av radial hastighet. Et fly som flyr pantentielt ikke produserer en doppler skift og kan følgelig - forsvinne - fra hastighetsfiltre av en puls-doppler radar. — Et prinsipp som i praksis utnyttes av den såkalte Notch- eller Belysning- Maneuver.