The pulzný radar, je klasická a stále najčastejšie radarová forma: vysielač je na veľmi krátke ( pulz) a potom pomerne dlho, zatiaľ čo prijímač počúva ozveny. Od trvania každej echo nasleduje vzdialenosť (Vzdialenosť od cieľa k radaru). Táto časť sa zaoberá parametrami, ktoré charakterizujú pulzný radar — Toto sú presne parametre, pomocou ktorých identifikujete radar.
Frekvencia opakovania impulzu
The Frekvencia opakovania impulzu (PRF) je počet impulzov, ktoré radar prenáša za sekundu, vyjadrený v Hz alebo impulzoch za sekundu (pps). Typické hodnoty bežia od stovky Hz (diaľkové sledovanie) po státisíce Hz (sledovanie impulzných dopple).
PRF je možno najdôležitejším konštrukčným riešením pulzného radaru, pretože určuje základnú výmenu:
- Nízky PRF → veľa času počúvania medzi pulzmi → veľký jednoznačný rozsah (Maximálna medzera), ale dopplerovo meranie je nejednoznačné: rýchlosti nie sú jednoznačné.
- Vysoká PRF → Dopplerovo meranie je jednoznačné (dobré na stanovenie rýchlosti a potlačenie neporiadkov), ale jednoznačný rozsah sa stáva malým: Rozsah merania je nejednoznačný.
- Stredný PRF → obaja trochu nejednoznačné; Moderné radary vyriešiť striedaním viacerých PRF (Modulácia PRI).
PRF je kľúčovým prvkom elektronického odtlačku prsta radaru. Systémy EMS klasifikujú zachytené emisie pôvodne na frekvencii, PRF a šírku impulzu — Typ radaru a často aj zbraňový systém za ním možno vystopovať.
Interval opakovania impulzu a šírka impulzu
The Interval opakovania impulzu (PRI, tiež volal pulz opakovanie času) je čas od začiatku jedného impulzu do začiatku ďalšieho. PRI a PRF sú opak:
The Šírka impulzu (PW, trvanie pulzu, τ) je ako dlho je vysielač v skutočnosti na pulze, typicky 0,1 – 100 μs. Pomer medzi časom prenosu a celkovým časom sa nazýva pracovný cyklus:
Šírka impulzu je samo osebe kompromisom:
- Krátky pulz → jemné rozlíšenie rozsahu (Rozlíšenie rozsahu) a krátky minimálny rozsah (Minimálny rozsah), ale málo energie na pulz → menej rozsahu.
- Dlhý pulz → Množstvo energie na pulz → Viac rozsahu, ale hrubé rozlíšenie rozsahu a veľký minimálny rozsah. Kompresia impulzov (Kompresia impulzu a integrácia impulzovPoruší túto dilemu.
V rámci jedného PRI sa to stane: poslať (PW), potom počúvať ďalší pulz. Čas počúvania (PRI - PW) určuje, ako ďaleko sa môže echo vrátiť pred ďalším pulzom.
Maximálny výkon a priemerný výkon pulzového radaru
S pulzovým radarom musíte držať dve schopnosti od seba:
- Maximálny výkon (Pp): výkon počas samotného impulzu — Často stovky kilowattov až megawatty.
- Priemerný výkon (Pavg): Priemer výkonu po celý čas, vrátane dlhého ticha. To určuje energetický manažment (potraviny, chladenie) a — priemer za čas — Detekčná schopnosť.
Radar má Pp = 500 kW, PW = 2 μs a PRF = 500 Hz (PRI = 2 000 μs). Pracovný cyklus = 2/2000 = 0,001. Pavg = 500 000 × 0,001 = 500 W. Pol megawattového píku, ale v priemere nie viac ako varná kanvica.
To vysvetľuje, prečo pulzné radary môžu priniesť taký obrovský špičkový výkon: Prenosová trubica musí pracovať len zlomok času a môže "odísť." Vysvetľuje tiež detail EW: prijímač počúvajúci radar zachytáva plný impulz špičkového výkonu — To je dôvod, prečo RWR môže počuť radar v oveľa väčšej vzdialenosti, než radar vidí lietadlo.
Minimálny rozsah
Pokiaľ je vysielač zapnutý, prijímač nemôže počúvať. — Duplexer napojil anténu na vysielač a prijímač je chránený. Echo sa vracia počas Takže vyslanie pulzu je stratené. Výsledkom je, že každý pulzný radar má Minimálny rozsah: ciele bližšie sú neviditeľné.
PW = 2 μs → Rmin = (3 × 10)8 × 2 × 10- 6) / 2 = 300 m. Všetko do 300 metrov je pre túto radarovú zónu. S PW = 100 μs (dlhodobý pulz) rastie na 15 km!
Preto radary, ktoré tiež musia byť schopné vidieť úzko (navigačné radary, krátky dosah obrany) používajú veľmi krátke impulzy, a vymieňať si mnoho sledovacích radarov dlhé impulzy s krátkymi impulzmi (blízko k pohľadu).
Maximálna medzera
Po každom pulze bude radar počúvať, až kým ďalší pulz neodíde. Radar implicitne predpokladá, že každá echo prijatá na posledné odoslanie pulz. Ak echo veľmi ďaleko gól prichádza do ďalšieho impulzu, potom sa pripisuje zlému pulzu a umiestnený v príliš krátkej vzdialenosti: jeden druhá časová ozvena. Vzdialenosť, v rámci ktorej nemôže dôjsť k zmätku sa nazýva Maximálna medzera (Rmax,unamb):
PRF = 1000 Hz → PRI = 1 ms → Rmax,unamb = (3 × 10)8 × 0,001)/2 = 150 km. Cieľ na 180 km dodá jeho echo 1,2 ms po pulze — Takže 0,2 ms po ďalšom impulze — a objavuje sa falošne pri (0,2 ms × c)/2 = 30 km.
Tu vidíte PRF výmenu Frekvencia opakovania impulzu v najčistejšej forme: Čím vyššia PRF, tým menší jednoznačný rozsah. Radar s včasným varovaním, ktorý má hľadať 400 km ďaleko, môže používať PRF Modulácia PRI). Čo znamená "dvojité" priamo tu. — a prečo rovnaký problém existuje aj v oblasti rýchlosti — sa prehlbuje Ambiguita.
Modulácia PRI
Mnohé radary nedržia svoje PRI konštantné, ale zámerne sa líšia: Modulácia PRIHlavné formy a ich ciele:
| Tvar | Čo sa deje? | Prečo? |
|---|---|---|
| Konštantná | Fixné PRI | jednoduchosť, ale predvídateľná a nejednoznačná |
| Zaostrené PRI | fixná séria 2–8 rôznych PRI, opakovanie | Zdvíhanie slepých rýchlostí MTI (Palubný radar a indikátor pohybujúceho sa cieľa), druhé časové obdobie odráža odmaskovanie |
| Trpké PRI | PRI sa mení (pseudo) náhodne na pulz | ťažké predpovedať pre klam-jammery; chráni pred falošné echo techniky |
| Prepínač/object | bloky impulzov navzájom PRF | Rieši sa rozsah a dopplerove zdvojené (stredno-PRF radary) |
| Posuv PRI | PRI beží alebo vypína | napr. zabránenie zatmeniu, posun nejednoznačnosti |
Ako PRI-variácia rieši nejednoznačnosť? Skutočná echo vnútri Rmax,unamb Zostaňte v rovnakej vzdialenosti, nech si vyberiete čokoľvek. Druhý-čas-okolo echo "jumps" v zdanlivej vzdialenosti ako PRI zmeny — a padá cez košík. Rovnaká zásada platí pre rýchlosti v dopplerovej doméne.
PRI modulácia je dvojsečný meč. V prípade radaru je to ochrana; v prípade prevádzkovateľa EMS je vzor modulácie PRI (sekvencia sekvencie, hĺbka nervov) ďalším identifikátorom. Moderné klam-jammeri musia predpovedať PRI byť schopní umiestniť falošné echo pred skutočný — nervozita to zásadne sťažuje.
Prahová hodnota, konštantná miera falošného poplachu a automatická kontrola zisku
Kedy radar vidí cieľ? Ak signál prijatý nad prahom (prahVylezie von. Výber tejto prahovej hodnoty je základnou dilemou:
- Prah príliš nízka → Hluk vrcholy dostať cez to → falošné poplachy,, obrazovka "snež sa uzavrie" a procesor sa preťaží.
- Prah príliš vysoká → slabé cieľové ozveny zostávajú pod → nevyriešené zistenia.
Pevný prah funguje zle, pretože pozadie (hluk + neporiadok + rušenie) sa veľmi líši podľa smeru a vzdialenosti. Preto používajú radary Neustála miera falošného poplachu (CFAR) procesor: Pre každú skúšanú bunku procesor meria úroveň pozadia v okolitých bunkách a kladie prahovú hodnotu nad pevnú maržu. Výsledok: Počet falošných poplachov za sekundu zostáva konštantný bez ohľadu na to, či je pozadie stále alebo plné neporiadku.
Okrem toho chráni Automatické ovládanie Gain Príjemca: AGC automaticky ovláda posilnenie späť silnými signálmi (blízke ciele, silný neporiadok, rušenie) tak, aby prijímač nenasýtil, a hore slabými signálmi. Bez AGC by jeden silný signál vypol celú prevodovku.
Prahová logika je prístup pre EZ. Ruisjamming tlačí na prah CFAR, takže skutočné ciele zmiznú pod ním ( radar "vidí" nič, ale vie byť zaseknutý). A AGC môže byť zneužitá: podvodné techniky, ako je AGC-deception/inverzný zisk hrať so silnými pulzmi narušiť posilnenie kontroly sledovacích radarov.
Kompresia impulzu a integrácia impulzov
Dve techniky spracovania signálu zvyšujú výkon pulzných radarov vysoko nad ich "kálom."
Kompresia impulzov
Dilema Interval opakovania impulzu a šírka impulzu: dlhý pulz dáva rozsah, krátky pulz dáva rozlíšenie. Kompresia impulzov prináša oboje naraz. Radar prenáša dlhý impulz, ktorý je vnútorne modulovaný — Napríklad zvýšená frekvencia (chirp / lineárny FM) alebo fázový kód (Barker kód). Prijímač "vie," že modulácia a stláča dlhé echo so zodpovedajúcim filtrom na jeden krátky, vysoký vrchol.
Pulz 100 μs chirp so šírkou pásma 10 MHz sa správa v energii ako impulz 100 μs (veľký rozsah), ale v rozlíšení ako impulz 0,1 μs: ΔR = 15 m namiesto 15 km.
Integrácia impulzov
Jedna echo môže vymiznúť pod hlukom, ale cieľ je zasiahnutý desiatkami impulzov počas jednej vlny antény. Integrácia impulzov Daj tie ozveny dokopy. Hluk je náhodný a čiastočne stredný; Cieľová echo je vždy na rovnakom mieste a rastie pozdĺž. Takto sa zvyšuje efektívna SNR.
- Koherentná integrácia (pred detekciou, s fázovými informáciami): n impulzy → SNR zisk na faktor n.
- Nekoherentná integrácia (po zistení, len amplitúda): menej zisku (~) ale jednoduchšie.
Pulzná kompresia tiež robí radary odolné proti rušeniu: Spárovaný filter iba posilňuje signály so správnou internou moduláciou. Škoda, že nenapodobňuje chirp presne stráca kompresný zisk — časté — verzus skutočná echo. Preto moderné DRFM (digitálna pamäť RF) investujú do presného záznamu a opakovaného prehrávania pulzného formulára.