EMS Læremiljø · Oversikt · 5 · §5.18 · English version

§5.18 Ambiguity

Start

På ulike steder i dette kapitlet ble konseptet dykket Lydløst (dobbelt) og Uanstrengt På — i det maksimale utvetydige området (Maksimalt uovertruffen rekkevidde) og den blinde hastighet av MTI (Pulse doppler radar og bevegelig målindikator). Dette avsnittet setter begrepet i sentrum, fordi det er en av de mest grunnleggende — Mest forvirrende — radarteknikk konsepter.

Hva betyr tvetydig og uambisiøs?

En måling er Uanstrengt (om nødvendig) hvis bare en Det er virkelighet som kan forklare måleresultatet. En måling er Lydløst (dobbelt) hvis flere forskjellige realiteter gir nøyaktig samme måleresultat — Radaren kan så ikke bestemme ut fra selve målingen som er riktig.

Eksempel på hverdag

Bare se på min. peker En klokke: Han er på 3. Du vet tydelig at kvartalet er over. — En kvart forbi Hvor mange? 09:15, 10:15 og 11:15 gi nøyaktig samme dial. Minutthånden er utvetydig Inne En time og tvetydig ute. Slik fungerer en radarmåling: Klart i et bestemt intervall, tvetydig utenfor.

Hvorfor påvirkes radar av dette? Fordi en pulsradar ikke er en kontinuerlig observatør, men en SamplerHan ser i en jevn rytme — PRF (Pulse Repetisjonsfrekvens). Alt som gjentar to visningsøyeblikk eller strekker seg utover ett visningsintervall, foldes tilbake til det intervallet:

Kjerne

Ambigue betyr ikke at målingen feil er — Lesningen er riktig, men den har flere gyldige tolkninger. "Ufattelig - betyr: i dette intervallet er det nøyaktig én tolkning mulig. Størrelsen på dette intervallet bestemmes helt av PRF — og det gjør PRF velger design kompromiss av puls radar (PRF-valget: lav, medium og høy PRF).

Ambiguitet i rekkevidde

radaren antar at hver ultralyd tilhører sist sendt puls (Maksimalt uovertruffen rekkevidde). Dette er bare garantert for mål innenfor det maksimale ubestemte området:

Rmax,unamb = (c × PRI) / 2 = c / (2 × PRF) innenfor denne avstanden: en mulig tolkning per ekko — Uanstrengt Utenfor: ekkoet kommer ikke inn før etter en annen puls — Lydløst

Et mål foran denne grensen gir et andregangs ekko: hans ekko kommer etter avgang av neste puls og er koblet til det. Radaren viser målet ved den målte varigheten minus En (eller flere) hel PRI — Så langt for nært:

RSynes = REkte − n × Rmax,unamb (n = 1, 2, 3,...) radar kan ikke bestemme n fra én måling — Alle er en gyldig tolkning
puls 1 puls 2 puls 3 Echo av puls 1 radarmåler denne (kort) varigheten sammenlignet med puls 2 → målet ser ut til å være lukket faktisk modenhet (lengre enn én PRI)
Andre tidsrunde: pulsens ekko 1 kommer etter puls 2 og tilskrives puls 2 — Det fjerne målet virker feilaktig nært.

Hvordan gjør du målingen uunngåelig igjen? Ved å teste antakelsen av radar: Endre PRI (PRI-modulasjon). Et reelt mål i Rmax,unamb Forblir på samme tilsynelatende avstand; et andregangs ekko hopper nøyaktig sammen med PRI endringen. Ved å bruke to eller tre forskjellige PRF og se på hvilken faktisk avstand som passer alle målinger, rekonstruerer radaren det riktige n — Og med det den virkelige distansen.

Ambiguitet i hastighet (doppler)

Det samme fenomenet eksisterer i hastighetsdomene, og årsaken er igjen PRF. En puls-(-doppler) radar ser ikke doppler-skiftet kontinuerlig, men i prøver: En fasemåling per puls, dvs. med prøvetakingsfrekvens PRF. Fra signalteorien følger det at bare doplerfrekvenser i et vindu størrelsen på PRF kan utmerkes:

fd,unamb = PRFunamb = (λ × PRF) / 2 Doppler frekvenser som er en hel multippel av PRF ser identisk (aliasing) Eksempel: λ = 3 cm, PRF = 1500 Hz → vunamb = 22,5 m/s — Modulo 22,5 m/s målt hver hastighet

Et mål som går raskere enn det utvetydige vinduet - folder tilbake - radar måler den faktiske doppleren minus Et helt antall ganger PRF. Målet ser ut til å være mye langsommere enn det gjør, eller til og med å bevege seg på den andre måten. Dette er akkurat klokken analogi av Hva betyr tvetydig og uambisiøs?Men i stedet for tid.

Du har kommet over to kjente ansikter av doppler ambisjon:

Løsningen er den samme som for rekkevidde: Flere PRFs. Hver PRF returnerer en annen fold; den faktiske hastigheten er verdien i samsvar med alle målinger. Staggered PRI (PRI-modulasjon) skifter også blinde hastigheter per par pulser slik at ingen hastighet er permanent usynlig.

PRF-valget: lav, medium og høy PRF

Nå kommer alt sammen. ambisjon vil ha lav PRF (lang lyttetid → stor uklar rekkevidde); Doppler ambisjon ønsker en høy PRF (rask prøvetaking → store utvetydige hastighetsområde). Disse to ønsker er fundamentalt motstridende. — Du kan ikke få begge maksimum. Dette er den berømte PRF-utvekslingen:

PRF regimeOmrådeDoppler / HastighetTypisk bruk
Lav PRF (~300 Hz) – 4 kHz)UanstrengtLydløse (mange blind hastigheter)Overvåkning/tidlig varsling (Kjennetegn ved den tidlige advarselen (EW) radar): langt og klart
Middels PRF (~4 – 30 kHz)LydløstLydløstmultifunksjons- og kampradar: både tvetydige, men begge Oppløselig Med PRF bytte
Høy PRF ( ~ 30 – 300 kHz)Lydløst (tungt)Uanstrengtpuls-doppler-nedslag (Pulse doppler radar og bevegelig målindikator): hastighet uklårt, roter maksimalt undertrykt

Merk hva medium PRF gjør: godta dobbel Toleranse og løser både ved å fullføre flere PRF per observasjon (PRI-modulasjon). Dette tar tid og datakraft, men gir den beste balansen for en radar som samtidig må måle avstand og hastigheten på lave flytende mål — Årsaken til at moderne krigerradarer har middel-PRF-modus.

EW relevans

PRF av en radar ikke bare forråder radartypen, men også hva radaren gjør: lav PRF = fjernsøk, høy PRF = doppler arbeid som look-down eller CW-lignende belysning, endrer PRF blokker = en multi-funksjon radar som løser sin tvetydighet. Og den andre veien rundt: den som ønsker å plassere jamming eller falske mål må vite i hvilket domene radaren måler entydig — Et falskt mål utenfor det utvetydige vinduet foldes tilbake til et sted som ikke styrer skam.