EMS Learning Environment · Przegląd · 5 · §5.18 · English version

§5.18 Niepewność

Start

W różnych miejscach w tym rozdziale pojęcia nurkowały niejednoznaczne (podwójne) oraz Jednoznaczne On — w maksymalnym zakresie jednoznacznym (Maksymalny zakres jednoznaczny) oraz prędkości ślepej MTI (Radar dopplerowski pulsu i ruchomy wskaźnik docelowy). Ten ustęp stawia tę koncepcję w centrum uwagi, ponieważ jest jedną z najbardziej fundamentalnych — i najbardziej mylące — koncepcje inżynierii radarowej.

Co oznacza niejednoznaczne i nieambitne?

Pomiar Jednoznaczne (bez wątpienia) jeżeli tylko jeden jest rzeczywistością, która może wyjaśnić wynik pomiaru. Pomiar niejednoznaczne (podwójne) jeżeli wielokrotny różne realia dają dokładnie ten sam wynik pomiaru — Radary nie mogą następnie określić na podstawie samego pomiaru, który jest prawidłowy.

Przykład życia codziennego

Wystarczy spojrzeć na wskaźnik minut Jest na trójce. Dobrze wiesz, że ćwiartka się skończyła. — ale kwadrans po jak wiele? 09: 15, 10: 15 i 11: 15 dać dokładnie ten sam numer. Minuta jest jednoznaczna wewnątrz Godzina i dwuznaczność na zewnątrz. Dokładnie tak działa pomiar radaru: Wyraźnie w określonych odstępach czasu, niejednoznaczne na zewnątrz.

Dlaczego radar jest tym dotknięty? Ponieważ radar impulsowy nie jest ciągłym obserwatorem, ale próbnik: On wygląda w stałym rytmie — PRF (Częstość powtarzania pulsu). Wszystko, co powtarza dwie chwile oglądania lub wykracza poza jeden okres oglądania, składa się z powrotem do tego przedziału:

Bazowa

Niepewność nie oznacza, że pomiar błąd en — Czytanie jest poprawne, ale ma wiele ważnych interpretacji. "Jednoznaczne" oznacza: w tym przedziale istnieje dokładnie jedna możliwa interpretacja. Rozmiar tego odstępu zależy w całości od PRF — i to sprawia, że PRF wybiera kompromis projektowy radaru impulsowego (Wybór PRF: niski, średni i wysoki PRF).

Ambitność w zakresie

Radar zakłada, że każde USG należy do ostatni wysłany tętno (Maksymalny zakres jednoznaczny). Jest to gwarantowane tylko dla celów w maksymalnym, jednoznacznym zakresie:

Rmax, unamb = (c × PRI) / 2 = c / (2 × PRF) w obrębie tej odległości: jedna możliwa interpretacja na echo — Jednoznaczne na zewnątrz: echo wchodzi dopiero po kolejnym pulsie — niejednoznaczne

Cel przed tym limitem zapewnia echo czasu drugiego: jego echo pojawia się po wyjściu następnego pulsu i jest podłączony do niego. Radar pokazuje cel na czas pomiaru minus jeden (lub więcej) cały PRI — Jak dotąd zbyt blisko:

RNajwyraźniej = Rprawdziwe − n × Rmax, unamb (n = 1, 2, 3,...) radar nie może określić n z jednego pomiaru — Każdy jest ważną interpretacją
impuls 1 puls 2 puls 3 Echo impulsu 1 radar mierzy ten (krótki) czas trwania w porównaniu do pulsu 2 → cel wydaje się bliski faktyczny termin zapadalności (dłuższy niż jedna PRI)
Second- time-around: echo impulsu 1 dociera po impulsie 2 i przypisywane impulsowi 2 — Odległy cel wydaje się być fałszywie blisko.

Jak sprawić, by pomiar był znowu jednoznaczny? Poprzez badanie założenia radaru: zmiana PRI (Modulacja PRI). Prawdziwy cel w Rmax, unamb pozostaje w tej samej widocznej odległości; drugi-czas wokół echo skacze dokładnie wraz ze zmianą PRI. Korzystając z dwóch lub trzech różnych PRF i patrząc na to, co rzeczywista odległość pasuje do wszystkich pomiarów, radar rekonstruuje prawidłowe n — A z tym prawdziwa odległość.

Ambitność prędkości (doppler)

To samo zjawisko występuje w domenie prędkości, a przyczyną jest znowu PRF. Radar pulsu (-doppler) nie widzi przesunięcia dopplera w sposób ciągły, ale w próbkach: Pomiar jednej fazy na impuls, tj. z częstotliwością próbkowania PRF. Z teorii sygnału wynika, że tylko częstotliwości dopplerowskie wewnątrz okna wielkości PRF można rozróżnić:

fd, unamb = PRFunamb = (λ × PRF) / 2 Częstotliwości dopplerowskie, które są całą wielokrotnością PRF wyglądają identycznie (aliasing) Przykład: λ = 3 cm, PRF = 1500 Hz → vunamb = 22,5 m / s — Modulo 22,5 m / s zmierzona każda prędkość

Cel, który idzie szybciej niż jednoznaczne okno "fałduje się": radar mierzy rzeczywisty doppler minus całą liczbę razy PRF. Wygląda na to, że cel jest o wiele wolniejszy niż jest, a nawet porusza się w drugą stronę. To jest dokładnie analogia zegara Co oznacza niejednoznaczne i nieambitne?, ale w częstotliwości zamiast czasu.

Natknąłeś się na dwie znajome twarze ambicji dopplera:

Roztwór jest taki sam jak dla zakresu: wielokrotne PRF. Każda PRF zwraca różne razy; rzeczywista prędkość jest wartością zgodną ze wszystkimi pomiarami. PRIModulacja PRI) również przesuwa ślepe prędkości na parę impulsów tak, że żadna prędkość nie jest trwale niewidoczna.

Wybór PRF: niski, średni i wysoki PRF

Teraz wszystko się łączy. Zasięg ambicji chce niskie PRF (długi czas słuchania → duży zakres jednoznaczny); ambicja Doppler chce wysoki PRF (szybkie pobieranie próbek → duży, jednoznaczny zakres prędkości). Te dwa życzenia są zasadniczo sprzeczne. — Nie możesz mieć obu maksimum. To słynna wymiana PRF:

System PRFZakresDoppler / PrędkośćTypowe zastosowanie
Niska PRF (~ 300 Hz) – 4 kHz)Jednoznaczneniejednoznaczne (wiele prędkości ślepych)nadzór / wczesne ostrzeżenie (Charakterystyka radaru wczesnego ostrzegania (EW)): daleko i wyraźnie
Średnia PRF (~ 4 – 30 kHz)niejednoznaczneniejednoznaczneRadary wielofunkcyjne i myśliwskie: zarówno dwuznaczne, jak i oba rozpuszczalny z przełączaniem PRF
Wysoka PRF (~ 30 – 300 kHz)niejednoznaczne (ciężkie)JednoznacznePulse-doppler look- down (Radar dopplerowski pulsu i ruchomy wskaźnik docelowy): jednoznaczne prędkości, maksymalne tłumienie sprzęgania

Zauważ, co robi średnia PRF: akceptuj podwójne niejednoznaczność i rozwiązanie zarówno poprzez ukończenie wielu PRF na obserwację (Modulacja PRI). Wymaga to czasu i mocy obliczeniowej, ale daje najlepszą równowagę dla radaru, który jednocześnie musi mierzyć odległość i prędkość niskich celów latających — Powodem, dla którego nowoczesne radary myśliwców mają tryby medium- PRF.

Znaczenie EW

PRF radaru nie tylko zdradza typ radaru, ale również co radar robi: low PRF = remote search, high PRF = doppler pracy, takich jak look- down lub CW- jak oświetlenie, zmiana bloków PRF = wielofunkcyjny radar, który rozwiązuje jego dwuznaczność. A na odwrót: każdy, kto chce umieścić zagłuszanie lub fałszywe cele musi wiedzieć, w której dziedzinie radar mierzy jednoznacznie — Fałszywy cel poza jednoznacznym oknem składa się z powrotem do miejsca, które nie kontroluje litości.