EMS lärande miljö · Översikt · 5 · §5.17 · English version

§5.17 Radar resolution

Börja

Resolution är kraften i en radar till två mål som är nära varandra som två två se mål istället för att vara en. Resolution är något annat än noggrannhet: noggrannhet säger hur väl du mäter positionen för ett mål, upplösning eller du kan separera två mål. Radarupplösningen har tre dimensioner: vinkel, avstånd och hastighet.

Angular resolution

och vinkelupplösning bestäms av bredden på antennbalken: två mål separeras endast på lika avstånd om de är ovanligt längre ifrån varandra än om en strålbredd. Beamwidth följer från våglängd och antennstorlek:

1 1 – 1.3 beroende på antennen) Där: θ = beamwidth (-3 dB), λ = våglängd, D = antenndimension i det planetLinje tumme i grader: θ ≈ 70 × λ / D
Förhandsgranskning

X-band (λ = 3 cm) med en maträtt på 1 m: θ ≈ 70 × 0,03/1 ≈ 2.1 °. Vid 50 km är strålen ~ 1,8 km bred — Två plan som flyger 1 km från varandra smälter till en blip. Samma upplösning med VHF (λ = 2 m) skulle kräva en antenn på nästan 70 m — Därför är lågfrekventa radarer så grova.

Den transverse upplösningen (i meter) växer linjärt med avståndet: ΔX R × θ. Angle resolution är därför den begränsande faktorn, särskilt på lång avstånd. Detta förklarar hela frekvensformatet för Militära tillämpningar inom EMSkorrekt inriktning kräver höga frekvenser eller stora antenner.

Range resolution

och Rapport är det minsta avståndet på djupet där två mål fortfarande separeras. Två mål sammanfogar när deras ekon överlappar över tiden — Och det händer när de är mindre än en halv puls längd ifrån varandra:

ΔR = (c × PW) / 2 med pulskomprimering (Pulskomprimering och pulsintegration): ΔR = c / (2 × B), med B = bandbredd exempel: PW = 1 μs → ΔR = 150 m; B = 50 MHz → ΔR = 3 m

Notera denna intervallupplösning inte beror på avståndet150 m upplösning är 150 m, 5 km och 300 km. Det är just motsatsen till den vinkelresolution som försämras på avstånd. Range är därför en radars "skarpaste" dimension.

Hög intervallupplösning är mer än att separera bildningspiloter: Med en upplösning på flera meter eller mindre kan en radar vara en Profilprofil göra ett mål (vilket delar reflekterar sant) och därmed bidra till att klassificera och identifiera — Och när man urskiljer ett verkligt syfte med chaff eller en decoy.

Velocity resolution

och hastighetsupplösning är förmågan att separera två mål med (nästan) lika position men olika hastigheter — Dopplerfilterbankens domän av en pulsdopplerradar (doppler-radar)Pulse doppler radar och Moving Target Indicator). Den avgörande faktorn är den Detekteringstid (dwell time): ju längre radarn ser konsekvent på målet, desto finare dopplerfrekvenser kan dras isär:

Δfd d d d d d 1 / Tbo = λ / (2 × Tbo) ) Där: Tävla Tbo = sammanhängande observationstid (s)Exempel: λ = 3 cm, Tbo = 10 ms → Δv = 0,03/(2 × 0,01) = 1,5 m/s

Här kolliderar fysiken med operationen: längre visning per riktning betyder långsammare skanning — en radar med flera funktioner ska mäta sin tid mellan fin hastighet och hålla luftbilden fräsch.

Hastighetsresolutionen har en viktig EW-applikation: att separera ett syfte från sin miljö och från falska mål. Chaff moln sakta ner nästan omedelbart till vindhastighet; Inte ett plan. En radar med bra hastighetsupplösning ser den skillnaden inom några sekunder och kan genomborra chaffen. Detsamma gäller erkännande av långsamma rörliga avkok mellan verkliga mål.

Resolutionscellen

De tre resolutionerna ovan (vinkel, avstånd, hastighet) är inte enstaka siffror. — Tillsammans konspirerar de resolution cell Den minsta "block" utrymme (och hastighet) som radaren inte kan dela ytterligare. Två mål som faller inom en resolutionscell, slås samman till en blip. Endast när de är tillräckligt långt ifrån varandra i mínstens en dimension (avstånd, azimuth, höjd eller doppler), ser radarn två.

Dimensionerna av cellen:

radar Avstånd R ΔR (djup) Az (bredd) R e (höjd)
Resolutionscellen på distans R: djupet (ΔR) förblir densamma, men bredd och höjd (R) växer med avståndet. Mål i en cell kan inte separeras.

Varför detta är viktigt:

4 D

Pulse-doppler radarer lägger till en fjärde dimension: i Dopplerbin (b)Velocity resolution). Två mål i samma intervall-azimuth-elevation cell kan separeras om deras hastighet skiljer sig tillräckligt — Varför Notch ManeuverPulse doppler radar och Moving Target Indicator) fungerar: lika i position och i dubbel med röran, så osynlig.

Resolution är inte samma sak som noggrannhet

Beslut och noggrannhet är ofta förvirrade, men de svarar på olika frågor:

Noggrannhet kan vara mycket bättre än upplösning. En monopuls radarCassegrain, monopulsfoder och duplexer) med en 2 ° balk mäter ofta lagret av ett enda mål inom en tiondel av en grad, eftersom det inte mäter strålbredd men mitten av eko. Ju högre de SNR Ju mer exakt: mätfel minskar ungefär med kvadratroten av SNR.

De återstående felen faller i tre grupper: slumpmässigt fel (buller, fluktuerande eko), systematiskt fel (en antenn inte exakt anpassad till norr, en fördröjning i kablar) och Förökning fel (refraktion, multipat över havet). Systematiska fel är förrädiska: de försvinner inte genom att mäta oftare, bara genom att kalibrera.

För EW specialist

En spårningsradar som följer ett mål noggrant kan inte nödvändigtvis separera två flygplan som flyger nära varandra. Formation flying utnyttjar detta, och det gör det också glintDe skiftande reflektionspunkterna för ett stort mål, eller två mål i en resolutionscell, gör det uppmätta centret hoppa runt — Något en cross-eye jammerDeceptiv jamming) medvetet imiterar.