Uvod
Radar pomeni Zaznavanje RADIO In Ranging: zaznavanje in merjenje razdalje z radijskimi valovi. Osnovno načelo je neverjetno preprosto — in od tridesetih nespremenjeno:
- Radar Pošlji kratko elektromagnetno energijo preko usmerjene antene.
- Energija potuje s hitrostjo svetlobe, zadene predmet ( cilj) in delno odraža..
- Radar prejema Tisti šibki odmev in meri, kako dolgo je bil signal na poti in iz katere smeri je prišel.
Iz teh dveh podatkov sledi vse: Trajanje daje razdaljo, smer antene daje azimut (in pri 3D radarju nadmorsko višino), premik frekvence odmeva pa daje radialno hitrost (dopplerjev učinek, Dopplerjev učinek).
Moč radarja je v tem, za kar gre. ni potrebe: brez svetlobe, brez toplotnega kontrasta, brez sodelovanja cilja. Cena: radar oddaja aktivno in je zato samozaznaven, odmev pa je izjemno šibek. — prejeto sredstvo je pogosto faktor 1018 manj od oddane moči. Skoraj vsa radarska tehnologija v tem poglavju se nanaša na eno vprašanje: Kako zanesljivo spraviš ta majhen odmev iz šuma?
Razdalja od cilja do radarja
Radijski valovi potujejo s hitrostjo svetlobe c. Izmerite trajanje radarja Δt med prenosom in sprejemom, potem ima signal takrat razdaljo do cilja dvakrat (Da pride in gre). Razdalja (razpon R) je tako:
radar prejme eho 200 μs po pošiljanju impulza. R = (3 × 108 × 200 × 10-6) / 2 = 60.000 / 2 = 30 km.
Radio valovi potujejo ~300 m na mikrosekundo. Za vsako mikrosekundno obdobje je razpon 150 m. Uporabno: 1 km razpon
Ta preprosta formula je srce vsakega pulznega radarja. Vse, kar moti čas. — prezgodnji naslednji pulz (Največji neambiciozni obseg), ciljni odmev, ki vstopi, medtem ko je oddajnik še vedno na (Najmanjše območje) — Takoj prekinite razdaljo.
Opeka in hrup
Odmev tarče ni edina stvar, ki vstopi v sprejemnik. Dve kategoriji nezaželenih signalov določata, ali je cilj viden:
Hrup
Hrup je naključna električna energija, ki v veliki meri nastaja v samem sprejemniku (toplotni hrup) in delno iz okolja in vesolja. Hrup je vedno tam in na vseh frekvencah. Ciljni odmev ni zaznaven, dokler ni dovolj nad tlemi hrupa; razmerje med močjo signala in močjo hrupa se imenuje razmerje med signalom in hrupom (SNR). Odkrivanje je navsezadnje statistična igra: prag (Prag, konstantna stopnja lažnega alarma in samodejni nadzor nad pridobivanjem) bi morala biti dovolj visoka, da ne bi nenehno videla hrupa za cilje, in dovolj nizka, da ne bi zamudila dejanskih ciljev.
Clutter
Clutter sestavljajo pravi odmevi predmetov, v katerih vas ne zanima: Zemljina površina, morski valovi, dež, toča, ptičji roji, vetrnice, zgradbe. Clutter je lahko večkrat močnejši od odmeva letala. — Planinsko pobočje odseva milijonkrat več energije kot lovsko letalo.
| Vrsta | Vir | Lastnosti | Nadzor |
|---|---|---|---|
| Zgrbljenost tal | zemljišča, stavbe | zelo močna, še vedno | MTI / Dopplerjevo filtriranje (Pulzni dopplerjev radar in kazalnik premikajočega se cilja) |
| Morska gneča | Morski valovi | se premika počasi, grobo | CFAR, polarizacija, doppler |
| Vremenska zmeda | dež, toča, sneg | volumski, premikajoči se z vetrom | okrogla polarizacija (Polarizacija elektromagnetnega valovanja), doppler |
| Angeli | ptice, žuželke | majhen, počasen | Filtri za hitrost |
Bistvena razlika: hrup je naključen in povsod; nered je pravi odsev s fiksnim mestom ali lastno hitrostjo. Zato se borijo drugače: Boj proti hrupu z večjo močjo, boljšimi sprejemniki in integracijo (Stiskanje impulzov in integracija impulzov); nasip se bori s filtri, ki razlikujejo po hitrosti (doppler/MTI) in s prilagodljivimi pragovi (CFAR, Prag, konstantna stopnja lažnega alarma in samodejni nadzor nad pridobivanjem).
Jamming dodaja umetni "hrup" ali lažni odmev in posledično spada točno v ta boj: Pomilovanje poskuša uničiti radarjev SNR, radar skuša videti tarčo s filtriranjem, frekvenčnimi spremembami in delovanjem signala.