EMS Læremiljø · Oversikt · 5 · English version
5. Radar
Hele radarkapittelet: fra grunnleggende operasjon og radarsammenlikning med pulsradar, doppler, CW/FMCW, passiv radar, antenne og oppløsning.
5.1Grunnleggende drift av radar
Radar står for RAdio deteksjon Og raring : detektere og måle avstand med radiobølger. Grunnprinsippet er utrolig enkelt — og siden 1930-tallet uendret:
§5.1 →5.2Komponenter i radarsystemet
Hver pulsradar består av de samme funksjonelle blokkene:
§5.2 →5.3Polarisering av den elektromagnetiske bølgen
Polarisering er retningen der det elektriske feltet til en EM-bølge vibrerer. Antennen bestemmer polarisering av det overførte signalet — og en antenne mottar bølger med "wrong" polarisering dårlig eller ikke i det hele tatt.
§5.3 →5.4Doppler Effekt
Den doppler effekt Du vet fra ambulansen: Tonen er høyere når den nærmer seg, lavere når den kjører bort. Det samme skjer med radiobølger. Reflekterer et radarsignal på en bevegelig mål, deretter frekvensen av ekko skifter:
§5.4 →5.5Radarkorseksjonen
Den Radarkorseksjonen (RCS, symbol σ) er målingen av hvor mye radar energi et mål hopper tilbake til radaren, uttrykt i m2. tilsvarende overflate: et mål med CAS = 5 m2 reflekterer så mye som en ideell sfære som ville avlytte og jevnt…
§5.5 →5.6Invers firkantet lov
Energi forlater en antenne sprer seg over en stadig større kuleoverflate. Fordi overflaten av en sfære vokser med R2, reduseres krafttettheten med firkant avstand — i invers firkantet lov (Reverse Square Law):
§5.6 →5.20Radarhorisont
Hvor langt en radar når er ikke bare bestemt av sin evne ( Invers firkantet lov Men også ved Jordens krumning . Fordi radarbølger reproducerer nesten lineært (linje av syn, Elektromagnetiske bølger ), forsvinner et lavflygende mål på en…
§5.20 →5.23Terrain maskering
I tillegg til krumningen ( Radarhorisont Også blokkerer det felt selv synslinjen. Terrain maskering er bevisst å bruke fjell, åser og daler til å holde seg utenfor rekkevidde av en fiende radar. Det er en av de eldste og mest effektive…
§5.23 →5.21Decibel og logaritmer
Radar og EW flotter har et stort spekter: overføring kraft av megawatt, ekko av femtowatt og 1/R4 lov ( Invers firkantet lov Arbeider med milliarder av faktorer. Slike tall er ikke hensiktsmessig beregnet i "normale" enheter. Derfor…
§5.21 →5.7Gain
En antenne kan ikke øke energi, men konsentrat .. Gain (antenna forsterkning, G) uttrykker hvor mye sterkere en antenne stråler i hovedretningen sammenlignet med en imaginær antenne som fordeler all energi jevnt i alle retninger (isotrope…
§5.7 →5.27Full radarligning: støy, tap og deteksjon
Den forenklede radarlikningen fra Invers firkantet lov Si hvor mye makt som kommer tilbake. Men en radar oppdager ikke på kraft — den registrerer forskjellen mellom ekko og støy . Hver mottaker genererer støy av sin egen, og et ekko er…
§5.27 →5.8Frekvensbånd
Radarfrekvenser er angitt av bokstavbånd. (IEEE) format stammer fra andre verdenskrig, da bokstavene bevisst ble valgt kryptisk, og er fortsatt standard:
§5.8 →5.9Typer radar
Radarer kan deles i flere akser. Hovedfordelingen er i henhold til funksjon :)
§5.9 →5.10Pulse radar
Den pulsradar er den klassiske og fortsatt vanligste radarformen: senderen er på svært kort (den puls ) og deretter relativt lang, mens mottakeren lytter til ekko. Fra varigheten av hvert ekko følger avstanden ( Avstand fra mål til radar…
§5.10 →5.28Senderen: fra magnetron til fast tilstand
Senderen ( Komponenter i radarsystemet ) genererer radiofrekvenspulsene. Det er to fundamentalt forskjellige design for dette, og forskjellen bestemmer hva radaren kan gjøre:
§5.28 →5.29Mottakeren: fra ekko til tomt
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,…
§5.29 →5.30Radar skjermer: A-scope, B-scope og PPI
Moderne radarer viser syntetiske symboler på et kart, men de klassiske skjermtypene fortsatt forme jargon — Og de gjør synlig hva jamming gjør til en radar.
§5.30 →5.11Pulse doppler radar og bevegelig målindikator
Det største problemet med en pulsradar over land er rot: Ekkoet av jordens overflate kan være millioner av ganger sterkere enn det av et lavt flygende fly. Oppløsningen finnes i dopplereffekten ( Doppler Effekt Clutter står stille, målene…
§5.11 →5.22Ground cutter
Ground cutter er det uønskede ekkoet av jordens overflate: åser, skoger, bygninger, felt og bølger alle hopper tilbake radarsignalet. For en bakkeradar eller en nedsøksradar er dette det største deteksjonsproblemet det er — Knuser ekko…
§5.22 →5.12Kontinuerlig bølgeradar
En Kontinuerlig bølge (CW) radar Send ikke i pulser, men Kontinuerlig En konstant frekvens av og mottar samtidig. Fordi overføring og mottak er samtidig, trengs en separat sender og mottakerantenne (eller svært god isolasjon) — Mottakeren…
§5.12 →5.13Variasjon på CW radar
Den FMCW radar (Frekvensmodulert kontinuerlig bølge) løser det store tapet av CW radar: avstandsmåling. Tricket: overføringsfrekvensen er kontinuerlig variert, vanligvis som en trekant eller sag tannsvingning (sweep). Selve frekvensen…
§5.13 →5.24LPI — Lav sannsynlighet for intercept
Av Peak power og gjennomsnittlig effekt av pulsradar følger en ubehagelig sannhet for radar: en ESM-mottaker fanger signalet én retning (1/R2) og hører dermed generelt radaren før den radar ser målet (1/R4). En LPI radar (Låg…
§5.24 →5.14Passiv radar
En passiv radar (passiv sammenhengende beliggenhet, PCL) Ingenting i det hele tatt Ut. I stedet bruker han eksisterende tredjepartskanaler — FM-sending, DAB/DVB-T-sendere, mobile master — som "belysning." Systemet mottar to ting:…
§5.14 →5.31Bistatisk og multistatisk radar
En vanlig radar er monostatisk Sender og mottaker er på samme sted og deler vanligvis én antenne. I en bistatisk radar de er noen avstand fra hverandre, adskilt av en baseline . Med flere mottakere (eller sendere) kalles det multistatisk…
§5.31 →5.25Triangulering
En mottaker plukker opp et signal vet bare hvem retning Det kommer — En undersøkelse, en linje på kartet, ikke et punkt. Triangulering (cross) løser dette: Mål den samme kilde fra To eller flere Lokalt adskilte mottakere, så…
§5.25 →5.15Antenna egenskaper
En antenne stråler aldri sin energi i en retning. Det faktiske strålingsmønsteret består av:
§5.15 →5.162D og 3D radar
Forskjellen er i antall koordinater målt (se Azimut, høyde og rekkevidde ):
§5.16 →5.26Eksempler: teknikker i moderne systemer
For eksempel: — Hvilke teknikker finnes i kjente radarsystemer beskrevet i åpne kilder? (Bare på hovedlinjene; faktisk ytelse er ofte klassifisert.)
§5.26 →5.17Radaroppløsning
Oppløsning er kraften i en radar til to mål som er nært sammen som 2 Se mål i stedet for å være ett. Oppløsning er noe annet enn nøyaktighet: nøyaktighet sier hvor godt du måler posisjonen til ett mål, oppløsning eller du kan skille to…
§5.17 →5.18Ambiguity
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…
§5.18 →5.32Imaging radar: SLAR, SAR og ISAR
En radar kan også bilde Terrenget og det som står på det, dag og natt og gjennom sky. Problemet er vinkelløsning ( Vinkeloppløsning ): Det blir verre med rekkevidde. Den første løsningen var side-utseende luftbåren radar (SLAR): en lang…
§5.32 →5.33Sekundær radar og IFF
Alt i dette kapitlet er så langt Hovedradar Radaren mottar en passiv refleksjon fra målet. A sekundær radar fungerer annerledes. Det stiller et spørsmål avhør ) og transponder Om bord på flyet sender aktivt et svar. I militæret kalles…
§5.33 →5.19Lukking
Dette kapitlet er den tekniske kjernen i kurset. Hovedlinjene:
§5.19 →