§5.29 Mottakeren: fra ekko til tomt

Superheterodyne mottakeren

Et ekko ved 3 eller 10 GHz er vanskelig å forsterke og filtrere direkte. Nesten hver radar (og hver ESM Mottaker) bruker derfor superheterodyne Prinsipp: a mixer kombinere ekko med en lokal oscillator (LO) og konverterer det til en fast, lavere mellomfrekvens (IF) — vanligvis titalls MHz. Den faktiske forsterkning og filtrering skjer på det IF, med komponenter som fungerer langt bedre enn ved mikrobølger.

Det er Akilles hæl. En mikser kan ikke si på hvilken side av LO Et signal kom inn. Et signal på bildefrekvens, 2 × IF bort fra ønsket frekvens, derfor ender opp i IF Like lett. Et filter foran mikseren preselectorDet må stoppes; med dobbel konvertering — Først til en høy, så til en lav IF — Bildefrekvensen ligger så langt unna at filtrering blir enkel.

Få kontroll, deteksjon og I/Q

Bak mikseren håndterer to mekanismer det enorme dynamiske intervallet mellom et fjernt, svakt ekko og sterk rot i. STC (følsomhetstidskontroll) senker gevinsten like etter senderpulsen og lar den stige med tiden, slik at i nærheten ikke metter mottakeren. AGC (automatisk gevinstkontroll, Terskel, konstant falsk alarmrate og automatisk gevinstkontroll) tilpasser gevinsten til det gjennomsnittlige signalnivået.

Så kommer detektorEn enkel amplitudedetektor gir bare konvolutten av ekko: nok til en ikke-koherent radar og en PPI Bilde, men faseinformasjonen går tapt. En sammenhengende radar bruker en I/Q fasedetektorDen sammenligner IF signal med COHO (Koherent forsterkerkjede) og med en kopi flyttet med 90°. Dette gir to komponenter: Jeg (i fase) og Q (Kvadratur). Sammen gir de amplituden og fasen av hvert ekko — og med det råmaterialet for Doppler filtre (Pulse-Doppler radar og bevegelig målindikator), pulskompresjon og all digital behandling.

Fra hits til plots og spor

En radar gir tusenvis av målinger per skanning. Den plot extractor gjør dem til mål i tre trinn:

1. Slå prosessor: For hver celle og hver puls bestemmer det om ekkoet overstiger terskelen (CFAR, Terskel, konstant falsk alarmrate og automatisk gevinstkontroll). Hver kryssing er en hits..
2. Skyvevindu: et vindu glider i azimut over påfølgende pulser og kun erklærer et mål når nok treffer ligger sammen — For eksempel 8 av 12 m-out-of-n Kriterium, se hits per scan av Dwell time, hits per scan Integrasjon). Isolerte støypiger faller ut på denne måten.
3. Massesenter: fra slagløpet bestemmes lageret i sentrum av gruppen, mer nøyaktig enn én strålebredde. Resultatet er et plott: rekkevidde, azimut, tid og amplitude.

Plots er øyeblikksbilder. Den tracker koblinger plots fra påfølgende skanninger: det forutsier hvor et kjent mål skal være nå, plasserer en gate (søk vinduet) rundt det og aksepterer tomten som faller inne. Et nytt spor startes først når et mål vises konsekvent over flere påfølgende skanner. Spor-med-scan (Skann mønstre av fasete arrays) er denne syklusen, utført mens radaren fortsetter å lete.