Introdução
Radar significa que Detecção de RAdio E Ranging: detectar e medir distância com ondas de rádio. O princípio básico é surpreendentemente simples — e desde a década de 1930 sem alterações:
- O radar enviar uma energia eletromagnética de emissão curta através de uma antena dirigida.
- A energia viaja com a velocidade da luz, atinge um objeto (o alvo) e em parte refletido.
- O radar recebe Esse eco fraco e mede quanto tempo o sinal estava a caminho e de onde veio.
A partir destes dois dados segue tudo: A duração dá a distância, a direção da antena dá azimute (e na elevação dos radares 3D), e o deslocamento na frequência do eco dá a velocidade radial (efeito doppler, Efeito Doppler).
O poder do radar está no que interessa. não necessidades: sem luz, sem contraste térmico, sem cooperação do alvo. O preço: radar transmite ativo e, portanto, auto detectável, eo eco é extremamente fraco — o activo recebido é frequentemente um factor 1018 menos do que a potência emitida. Quase toda a tecnologia de radar neste capítulo diz respeito a uma questão: Como é que se tira esse pequeno eco do murmúrio de forma fiável?
Distância do alvo ao radar
As ondas de rádio viajam à velocidade da luz c. Medir a duração do radar Δt entre transmitir e receber, então o sinal nesse momento tem a distância para o alvo duas vezes (para ir e vir). A distância (intervalo R) é assim:
Um radar recebe um eco de 200 μs após enviar o pulso. R = (3 × 10)8 × 200 × 10-6) / 2 = 60.000 / 2 = 30 km.
As ondas de rádio viajam ~300 m por microssegundo. Para cada período de microssegundo, há um intervalo de 150 m. Útil: intervalo de 1 km; maturidade de 6,7 μs; 150 km
Esta fórmula simples é o coração de cada radar de pulso. Qualquer coisa que interrompa o tempo — um pulso seguinte prematuro (Intervalo Máximo Inequívoco), um eco alvo que entra enquanto o transmissor ainda está ligado (Intervalo mínimo) — Interromper a distância imediatamente.
Deslocamento e ruído
O eco do alvo não é a única coisa que entra no receptor. Duas categorias de sinais indesejados determinam se um alvo é visível:
Ruído
Ruído é uma energia elétrica aleatória, em grande parte gerada no próprio receptor (ruído térmico) e em parte do ambiente e do universo. O ruído está sempre lá e em todas as frequências. Um eco-alvo não é detectável até estar suficientemente acima do piso de ruído; a relação entre a potência do sinal e a potência do ruído é chamada de relação sinal/ruído (SNR). A detecção é, em última análise, um jogo estatístico: o limiar (Limiar, taxa de alarme falso constante e controle de ganho automático) deve ser alto o suficiente para não ver constantemente ruído para metas, e baixo o suficiente para não perder objetivos reais.
Clutter
Clutter consiste em ecos reais de objetos em que você não está interessado: superfície da Terra, ondas do mar, chuva, granizo, enxames de pássaros, moinhos de vento, edifícios. Clutter pode ser muitas vezes mais forte do que o eco de um avião — Uma encosta de montanha reflete milhões de vezes mais energia do que um avião de caça.
| Espécie | Origem | Característica | Controlo |
|---|---|---|---|
| Aglomeração do solo | terrenos, edifícios | muito forte, ainda | MTI/filtragem Doppler (radar doppler de pulso e indicador de destino móvel) |
| Desordem do mar | Ondas marinhas | movendo-se lentamente, áspero | CFAR, polarização, doppler |
| Desordem do tempo | chuva, granizo, neve | volumoso, em movimento com vento | polarização circular (Polarização da onda eletromagnética), doppler |
| Anjos | aves, insetos | pequeno, lento | Filtros de velocidade |
A diferença essencial: ruído é aleatório e em toda parte; desordem é um reflexo real com um lugar fixo ou sua própria velocidade. Portanto, eles são combatidos de forma diferente: Combater o ruído com mais poder, melhores receptores e integração (Compressão de pulso e integração de pulso); a desordem luta com filtros que distinguem pela velocidade (doppler/MTI) e com limiares adaptativos (CFAR, Limiar, taxa de alarme falso constante e controle de ganho automático).
Jamming adiciona "ruído" artificial ou ecos falsos e consequentemente cai exatamente nesta luta: A pena tenta arruinar o SNR do radar, o radar tenta ver o alvo com filtragem, mudanças de frequência e operação de sinal.