Allt en EW-specialist gör — Identifiera en radarsignal, omvandla en frekvens, bestämma ett avstånd från en varaktighet — baseras på ett litet antal aritmetiska baser. Detta kapitel lägger dessa grunder. Vilka begrepp storhet, enhet, frekvens och kontrollerar krafterna i 10, kan följa nästa kapitel utan att gå över matematik.
Ämnet hålls medvetet praktiskt: inga distraktioner, men de formler och omvandlingar du faktiskt använder i fältet och i klassen.
Storhet och enhet
En storhet är en fastighet du kan mäta eller beräkna: längd, tid, hastighet, frekvens, ström, temperatur. En enhet är den åtgärd där du uttrycker denna storhet: meter, andra, meter per sekund, hertz, watt, kelvin. Ett värde utan enhet är meningslöst — Avståndet är 5, säger ingenting, "avståndet är 5 km."
Internationellt överens om att arbeta med SI-system (Système International). EW:s huvudsakliga mängder och deras SI-enheter:
| Storhet | Symbol | SI-enhet | Förkortning |
|---|---|---|---|
| Längd / Avstånd | L, d, R | meter | m |
| Tid | Tröja | andra sekunden | s |
| Frekvent | F | Hertz | Hz |
| Hastighet | v. | meter per sekund | m/s |
| Kraftkraft | P | watt | W |
| Temperatur | T | kelvin | K |
| Wavelength | λ (lambda) | meter | m |
| Angle | θ φ | Grad / Radial | °/rad |
I någon beräkning, skriv enheten. Många matematiska fel i praktiken är i verkligheten enhet fel: körsträcka förvirring med meter, megahertz med gigahertz.
Frekvent
Frekvent f) är antalet gånger ett periodiskt fenomen upprepas per sekund. Enheten är Hertz Hz: 1 Hz = 1 vibration per sekund. För EW är frekvensen den centrala kvantiteten: hela det elektromagnetiska spektrumet klassificeras av frekvens, och radarer, radioapparater och lampor kännetecknas av den frekvens som de verkar i.
Tiden för en komplett vibration kallas för period Frekvens och period är varandras motsats:
En signal har en period på 1 ms (0,01 s). Frekvensen är f = 1/0.001 = 1000 Hz = 1 kHz. Omvänt: en radar som verkar vid 10 GHz har en period av T = 1 / 10 miljoner = 0,1 nanosekund.
Vanliga härledda enheter: 1 kHz = 1000 Hz, 1 MHz = miljon Hz, 1 GHz = miljard Hz, 1 THz = trillion Hz. Militära radarer fungerar vanligtvis i MHz till GHz-området; Infraröd och ljus ligger i THz-området.
Stora nummer, nummernamn och krafter på 10
I EM-spektrumet arbetar du med extremt stort antal (gigahertz: 1 000 000 000 000 Hz) och extremt små (nanosekunder: 0.000000001 s). Unsubscribe är klumpig och felkänslig; därför använder vi Krafter på 10 och SI Prefixes.
| Prefix | Symbol | Kraft på 10 | Oskriven | Nummernamn |
|---|---|---|---|---|
| tera | T | 10 10 10 10 1012 12 12 | 1.000.000.000.000 | miljarder |
| Giga | G | 10 10 10 10 109 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 | 1.000.000.000 | miljarder |
| Mega | M | 10 10 10 10 106 6 6 6 6 6 6 6 | 1.000.000 | miljoner miljoner |
| kilo | Källa K | 10 10 10 10 103 3 3 3 3 | 1.000 | tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen tusen |
| — | — | 10 10 10 10 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 | 1 | en |
| Milli | m | 10 10 10 10 10-3 | 0,001 | tusen tusen |
| Mikro mikro | µ | 10 10 10 10 10-6 | 0,000001 | miljoner |
| nano | n | 10 10 10 10 10-9 | 0,000000001 | miljarder |
| Pico | p p | 10 10 10 10 10-12 | 0,000000000001 | Trillionth |
Beräkning med krafter på 10 följer två enkla regler: när du multiplicerar, lägg till exponenterna (10).3 3 3 3 3 × 106 6 6 6 6 6 6 6 = 109 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9i delar du subtrahera dem från varandra (10)9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 / 106 6 6 6 6 6 6 6 = 103 3 3 3 3).
En radar överförs till 9,4 GHz. Det är 9,4 × 109 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 Hz = 9 400 MHz = 9 400 000 kHz. En pulsbredd på 1,5 μs är 1,5 × 10-6 s.
Den nederländska "miljard" (10)9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9) kallas på engelska miljarderoch den nederländska "miljard" (10)12 12 12) kallas på engelska trillionI internationell dokumentation och Nato är detta en klassisk felkälla.
Ljushastighet
Elektromagnetiska vågor — radiovågor, radar, infraröd, ljus, laser — växter i vakuum och ungefär även i luft med Ljushastighet c:
Detta antal är av direkt praktisk betydelse för EW-specialisten, av två skäl:
- Avståndsbestämmande: radar och laserintervaller mäter varaktigheten av en signal. Eftersom c är känd översätter varaktighet direkt till avstånd (se Radar).
- Kopplingen mellan frekvens och våglängd: frekvens f och våglängd λ är kopplade via c.
En X-band radar fungerar vid 10 GHz. Våglängden är λ = (3 × 108 8 8 8 8 8 8 8) / (10 × 109 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9= 0,03 m = 3 cm. En VHF-radio på 150 MHz har λ = (3 × 108 8 8 8 8 8 8 8(150 × 10)6 6 6 6 6 6 6 6= 2 m.
Hög frekvens = kort våglängd; låg frekvens = lång våglängd. En praktisk åsnabro: 300 MHz ¢ 1 m. Därifrån kan du enkelt skala: 3 GHz ¢ 10 cm, 30 GHz ¢ 1 cm.
Temperatur
Temperaturen verkar vid första ögonkastet vara en konstig anka i en EW-kurs, men är avgörande för förståelse Infraröd (b)InfrarödVarje objekt med en temperatur över sin absoluta noll avger elektromagnetisk strålning, och dess mängd och våglängd beror direkt på temperaturen.
Det finns tre skålar du borde veta:
| Skala | Symbol | Zero Point | Användning |
|---|---|---|---|
| Celsius | °C | smältpunkt is | daglig användning |
| Kelvin | K | Absolut noll (-273,15 °C) | vetenskap och teknik, IR beräkningar |
| Fahrenheit | °F | — | US Dokumentation |
och absolut nollpunkt (0 K = −273,15 °C) är den lägsta möjliga temperaturen. Alla molekylära rörelser står stilla och ett objekt avger inte längre värmestrålning. Allt där uppe skiner — en människa (~310 K), en fordonsmotor (~350)–400 K), en jetmotoravgas (~700)–1000 K). Det varmare objektet, ju mer IR-strålning och ju kortare toppvåglängden. Detta är den fysiska principen bakom termiska bildkameror och IR-styrda missiler.
En avgasplum av 627 °C är 627 + 273 = 900 K. Infraröd Du ser att en sådan källa toppar runt 3,2 μm — Exakt inom området för många värmesökande missiler.
Azimuth, höjd och intervall
För att fånga positionen för ett mål i förhållande till en sensor använder vi tre koordinater. — tillsammans bulb koordinatsystem Radarvärlden:
- Azimuth (Az): den horisontella riktningen mot målet uppmätt klocka i grader från norr (000° = norr, 090° = öster, 180° = söder, 270° = väster).
- Elevation (El): den vertikala vinkeln till det mål som mäts från det horisontella planet. 0° = horisont, 90° = rakt över sensorn.
- Range (R): Det oblika avståndet (slantintervall) från sensorn till målet längs den raka synlinjen.
Med dessa tre värden har ett måls position fastställts fullt ut. En 2D-radar mäter endast azimuth och intervall; en 3D-radar mäter också höjden och kan beräkna målets höjd (se 2D och 3D radar).
Azimuth ges alltid i tre siffror i rapporter: "mål i 045, räckvidd 12 kilometer". Kom ihåg det sortimentet Slope avståndet är: ett mål på 10 km och 30° höjd mäts på marken närmare än 10 km.
Radial hastighet
och radiell hastighet (V)r) är en del av hastigheten på ett mål längs visionens linje sensor — den hastighet med vilken målet kommer till eller går av sensorn. Detta skiljer sig från målets faktiska (jord) hastighet.
Ett mål som flyger direkt till radarn har en radiell hastighet som motsvarar dess faktiska hastighet. Ett mål som flyger exakt över synlinjen (tangenial) har en radiell hastighet. noll — Oavsett hur svårt det går.
Varför är detta viktigt? För därför Doppler radar (b)Doppler Effect och Pulse doppler radar och Moving Target Indicatormäta endast radiell hastighet. Ett flygplan som flyger kraftigt producerar inte ett dubbelskifte och kan följaktligen "försvinna" från hastighetsfiltren på en puls-doppler radar. — En princip som utnyttjas i praktiken av den så kallade Notch- eller BeamingManöver.