EMS lärande miljö · Översikt · 5 · §5.18 · English version

§5.18 tvetydighet

Börja

På olika ställen i detta kapitel dykte begreppen tvetydig (dubbel) och Otydlig På — vid det maximala otvetydiga intervallet (Maximalt entydigt rangeoch de blinda hastigheterna av MTI (MTI)Pulse doppler radar och Moving Target Indicator). Denna punkt sätter begreppet i centrum, eftersom det är en av de mest grundläggande. — och mest förvirrande — radarteknik koncept.

Vad betyder tvetydiga och ambitiösa?

En mätning är Otydlig (oavsett) endast om en är verklighet som kan förklara mätresultatet. En mätning är tvetydig (dubbel) om flera olika verkligheter ger exakt samma mätresultat — Radaren kan sedan inte bestämma sig från själva mätningen som är den rätta.

Exempel på det dagliga livet

Titta bara på Minut Pointer Av en klocka: Han är på 3. Du vet tydligt att kvartalet är över. — Men en fjärdedel förbi Hur många09:15, 10:15 och 11:15 ger exakt samma ratt. Minuten hand är entydig inuti inuti En timme och tvetydig utanför. Så här fungerar en radarmätning: Klart inom ett visst intervall, tvetydigt utanför.

Varför påverkas radar av detta? Eftersom en pulsradar inte är en kontinuerlig observatör utan en ProvtagareHan ser i en stadig rytm — PRF (PRF)Pulse Repetition Frequency). Allt som upprepar två visningsmoment eller sträcker sig bortom ett visningsintervall, viker tillbaka in i det intervallet:

Core

tvetydighet betyder inte att mätningen fel är att — Läsningen är korrekt, men den har flera giltiga tolkningar. Otvetydiga betyder: inom detta intervall finns exakt en tolkning möjlig. Storleken på det intervallet bestäms helt av PRF — Och det gör PRF valet designkompromissen av pulsradaren (PRF-valet: lågt, medium och högt PRF).

tvetydighet i intervallet

Radaren förutsätter att varje ultraljud tillhör Sista skeppade pulsen (Maximalt entydigt range). Detta garanteras endast för mål inom det maximala otvetydiga intervallet:

RMax, unamb = (c × PRI) / 2 = c / (2 × PRF) inom detta avstånd: en möjlig tolkning per eko — Otydlig utanför: Echo går inte in förrän efter en annan puls — tvetydig

Ett mål före den gränsen ger ett Second-time-around echoHans eko kommer efter avgången av nästa puls och är ansluten till den. Radaren visar målet vid mätt varaktighet Minus En (eller flera) hel PRI — Så långt för nära:

RTydligen = RVerklig verklighet − N × RMax, unamb (n = 1, 2, 3,...) radar kan inte bestämma n från en mätning — Alla är en giltig tolkning
puls 1 puls 2 puls 3 Echo av puls 1 radar mäter denna (kort) varaktighet jämfört med puls 2 → mål verkar nära faktisk mognad (längre än ett PRI)
Second-time-around: echo av puls 1 anländer efter puls 2 och tillskrivs puls 2 — Det avlägsna målet syns falskt nära.

Hur gör du mätningen entydig igen? Genom att testa antagandet av radar: ändra PRI (b)PRI-modulering). Ett verkligt mål inom RMax, unamb förblir på samma uppenbara avstånd; ett andra gången runt eko hoppar exakt tillsammans med PRI-förändringen. Genom att använda två eller tre olika PRF-filer och titta på vilket verkligt avstånd som passar alla mätningar, rekonstruerar radarn rätt n — Och med det verkliga avståndet.

tvetydighet i hastighet (doppler)

Samma fenomen finns i hastighetsdomänen, och orsaken är återigen PRF. En puls (doppler) radar ser inte dopplerskiftet kontinuerligt men i prover: En fasmätning per puls, dvs med provtagningsfrekvens PRF. Från signalteorin följer att endast dopplerfrekvenser inom ett fönster kan storleken på PRF skiljas:

Fd,unamb = PRFUnamb = (≤ × PRF) / 2 Dopplerfrekvenser som är en hel multipel av PRF ser identiska (aliasing) Exempel: λ = 3 cm, PRF = 1 500 HzUnamb = 22,5 m/s — Modulo 22,5 m/s mätt varje hastighet

Ett mål som går snabbare än det otvetydiga fönstret "viker tillbaka": radar mäter den faktiska dubbelgångaren Minus ett helt antal gånger PRF. Målet verkar vara mycket långsammare än det gör, eller till och med flytta åt andra hållet. Detta är exakt klocka analogi av Vad betyder tvetydiga och ambitiösa?Men i frekvens istället för tid.

Du har stött på två välbekanta ansikten av doppler ambition:

Lösningen är densamma som för sortiment: flera PRFVarje PRF returnerar en annan veck; den faktiska hastigheten är värdet som är förenligt med alla mätningar. Staggered PRI (Staggered PRI)PRI-modulering) också skiftar blinda hastigheter per par pulser så att ingen hastighet är permanent osynlig.

PRF-valet: lågt, medium och högt PRF

Nu kommer allt tillsammans. Range ambition vill ha en lågt lågt lågt PRF (lång lyssningstid → stort otvetydigt utbud); Doppler ambition vill ha en Hög PRF (snabb provtagning → stort otvetydigt hastighetsintervall). Dessa två önskemål är i grunden motsägelsefulla. — Du kan inte få båda max. Detta är den berömda PRF utbyte:

PRF-regimenRangeDoppler / SpeedTypisk användning
Låg PRF (~300 Hz) – 4 kHz)Otydligtvetydiga (många blinda hastigheter)övervakning / tidig varning (Early Warning (EW) Radar): långt och klart
Medium PRF (~4 – 30 kHz)tvetydigtvetydigmultifunktion och stridsradarer: båda tvetydiga, men båda Soluble med PRF switching
Hög PRF (~30) – 300 kHz)tvetydig (tung)Otydligpuls-doppler look-down (nedgång)Pulse doppler radar och Moving Target Indicator): snabb otvetydig, klippa maximal undertryckt

Notera vad medium PRF gör: acceptera dubbel dubbel tvetydighet och löser både genom att fylla i flera PRF per observation (PRI-modulering). Detta tar tid och datorkraft, men ger den bästa balansen för en radar som samtidigt måste mäta avstånd och hastighet av låga flygande mål. — Anledningen till att moderna stridsradarer har medel-PRF-lägen.

EW relevans

En radars PRF förråder inte bara radartypen, utan också vad radarn görlåg PRF = fjärrsökning, hög PRF = doppler arbete som nedslag eller CW-liknande belysning, ändra PRF block = en multifunktion radar som löser sin tvetydighet. Och tvärtom: alla som vill lägga fast eller falska mål måste veta i vilken domän radarn mäter otvetydigt. — Ett falskt mål utanför det entydiga fönstret veck tillbaka till en plats som inte kontrollerar synd.