EMS lärande miljö · Översikt · 5 · English version
5. Radar
Full radar kapitel: från grundläggande operation och radar jämförelse till puls radar, doppler, CW / FMCW, passiv radar, antenner och upplösning.
5.1Grundläggande drift av radar
Radar står för RAdio upptäckt Och Ranging Detektera och mäta avstånd med radiovågor. Grundprincipen är otroligt enkel — och sedan 1930-talet oförändrade:
§5.1 →5.2Komponenter av radarsystemet
Varje pulsradar består av samma funktionella block:
§5.2 →5.3Polarisering av den elektromagnetiska vågen
Polarisering är den riktning i vilken det elektriska fältet i en EM-våg vibrerar. Antennen bestämmer polariseringen av den överförda signalen — Och en antenn får vågor med den "fel" polariseringen dålig eller inte alls.
§5.3 →5.4Doppler Effect
och Doppler effekt Du vet från ambulansen: Tonen är högre när den närmar sig, lägre när den kör bort. Samma sak händer med radiovågor. Reflekterar en radarsignal på en Att flytta mål, sedan frekvensen av ekoskiften:
§5.4 →5.5Radar Cross Section
och Radar Cross Section (RCS, symbol σ) är måttet på hur mycket radarenergi ett mål studsar tillbaka till radarn, uttryckt i m2. motsvarande yta: ett mål med σ = 5 m2 speglar så mycket som en idealisk sfär som skulle avlyssna och jämnt…
§5.5 →5.6Inverse square law
Energi lämnar en antenn sprider sig över en allt större sfär yta. Eftersom ytan av en sfär växer med R2 minskar krafttätheten med kvadrat Avstånd — in i omvänd kvadraträtt (omvänd kvadraträtt):
§5.6 →5.20Radarhorisont
Hur långt en radar når bestäms inte bara av dess förmåga Inverse square law ) men också av Jordens krökning Eftersom radarvågor reproducerar praktiskt taget linjärt (linje-of-sight, Elektromagnetiska vågor ), försvinner ett lågflygande…
§5.20 →5.23Terräng maskering
Utöver krökningen ( Radarhorisont ) blockerar den också fält sig själva visionens linje. Terräng maskering använder medvetet berg, kullar och dalar för att hålla sig borta från fiendens radar. Det är en av de äldsta och mest effektiva…
§5.23 →5.21Decibel och logaritmer
Radar och EW greats har ett stort utbud: överföringseffekt av megawatt, eko av femtowatts och 1/R4-lagen (R4) Inverse square law arbeta med miljarder faktorer. Sådana nummer beräknas inte bekvämt i "normala" enheter. Därför arbetar hela…
§5.21 →5.7Gain
En antenn kan inte öka energin, men koncentrat . Gain (antenn förstärkning, G) uttrycker hur mycket starkare en antenn strålar i sin huvudriktning jämfört med en imaginär antenn som distribuerar all energi jämnt i alla riktningar…
§5.7 →5.27Den fullständiga radarekvationen: buller, förluster och upptäckt
Den förenklade radarekvationen från Inverse square law berättar hur mycket makt kommer tillbaka. Men en radar upptäcker inte på makten — detekterar skillnaden mellan eko och buller Varje mottagare genererar eget ljud, och ett eko är bara…
§5.27 →5.8Frekvensband
Radarfrekvenser anges av brevband. (IEE) formatet är från andra världskriget, när bokstäverna medvetet valdes kryptiskt, och är fortfarande standard:
§5.8 →5.9Typer av radar
Radarer kan delas in i flera axlar. Huvuduppdelningen är enligt funktion Från:
§5.9 →5.10Puls radar
och puls radar är den klassiska och fortfarande vanligaste radarformen: sändaren är på mycket kort ( puls och sedan relativt länge, medan mottagaren lyssnar på ekon. Från varaktigheten av varje eko följer avståndet ( Avstånd från mål till…
§5.10 →5.28Sändaren: från magnetron till solid state
sändaren ( Komponenter av radarsystemet genererar radiofrekvenspulserna. Det finns två fundamentalt olika mönster för detta, och skillnaden bestämmer vad radaren kan göra:
§5.28 →5.29Mottagaren: från echo till plot
Ett eko på 3 eller 10 GHz är svårt att förstärka och filtrera direkt. Nästan varje radar (och alla ESM mottagare) använder därför superheterodyne princip: en mixer kombinerar eko med en lokal oscillator (LO och omvandlar den till en fast,…
§5.29 →5.30Radardisplayer: A-scope, B-scope och PPI
Moderna radarer visar syntetiska symboler på en karta, men de klassiska displaytyperna formar fortfarande jargongen. — Och de syns vad jamming gör med en radar.
§5.30 →5.11Pulse doppler radar och Moving Target Indicator
Det största problemet med en puls radar över land är röran: Echo av jordens yta kan vara miljontals gånger starkare än ett lågt flygplan. Lösningen finns i dopplereffekten (doppler-effekten). Doppler Effect Clutter står still, målen rör…
§5.11 →5.22Ground clutter
Ground clutter är det oönskade ekoet av jordens yta: kullar, skogar, byggnader, fält och vågor studsar alla tillbaka radarsignalen. För en markradar eller en nedslagen flygplansradar är detta det största detekteringsproblemet. — Cutter…
§5.22 →5.12Kontinuerlig vågradar
En Continuous Wave (CW) radar Skicka inte i pulser utan kontinuerligt En konstant frekvens av och tar emot samtidigt. Eftersom överföring och mottagande är samtidiga behövs en separat sändare och mottagande antenn (eller mycket bra…
§5.12 →5.13Variation på CW radar
och FMCW radar (Frekvensmodulerad kontinuerlig våg) löser den stora förlusten av CW-radaren: avståndsmätning. Tricket: överföringsfrekvensen varierar kontinuerligt, vanligtvis som en triangulär eller såg tandsvans (svep). Frekvensen själv…
§5.13 →5.24LPI — Låg sannolikhet för Intercept
Off Off Off Peak power och genomsnittlig kraft av puls radar följer en obekväm sanning för radar: en ESM-mottagare fångar signalen en riktning (1/R2) och därför hör radarn i allmänhet innan radarn ser målet (1/R4). En LPI radar (Low…
§5.24 →5.14Passiv radar
En passiv radar (passiv sammanhängande plats, PCL) ingenting alls Ut. Istället använder han befintliga tredjepartskanaler — FM-sändning, DAB/DVB-T-sändare, mobila master — Som "lighting". Systemet tar emot två saker: direktsignalen från…
§5.14 →5.31Bistatisk och multistatisk radar
En vanlig radar är monostatiska sändare och mottagare är på samma ställe och brukar dela en antenn. I en Bistatic radar de är avstånd ifrån varandra, separerade av en Baslinje Med flera mottagare (eller sändare) kallas det multistatisk…
§5.31 →5.25Triangulering
En mottagare som plockar upp en signal vet bara vilka riktning riktning riktning Det kommer — en omröstning, en linje på kartan, inte en punkt. Triangulering (cross) löser det: mäta samma källa från två eller flera rumsligt separerade…
§5.25 →5.15Antenna egenskaper
En antenn strålar aldrig sin energi perfekt i en riktning. Det faktiska strålningsmönstret består av:
§5.15 →5.162D och 3D radar
Skillnaden är i antalet mätta koordinater (se Azimuth, höjd och intervall ):
§5.16 →5.26Exempel: tekniker i moderna system
Till exempel: — Vilka tekniker finns i kända radarsystem som beskrivs i öppna källor? (Bara på huvudlinjer; faktisk prestanda klassificeras ofta.)
§5.26 →5.17Radar resolution
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…
§5.17 →5.18tvetydighet
På olika ställen i detta kapitel dykte begreppen tvetydig (dubbel) och Otydlig På — vid det maximala otvetydiga intervallet ( Maximalt entydigt range och de blinda hastigheterna av MTI (MTI) Pulse doppler radar och Moving Target Indicator…
§5.18 →5.32Imaging radar: SLAR, SAR och ISAR
En radar kan också bild bild bild bild bild terrängen och vad som står på den, dag och natt och genom molnet. Problemet är en vanlig upplösning ( Angular resolution ): det blir värre med intervall. Den första lösningen var Side-looking…
§5.32 →5.33Sekundär radar och IFF
Allt i detta kapitel hittills är primär radar Radaren får en passiv reflektion från målet. Ett sekundär radar fungerar annorlunda. Den ställer en fråga (den Förhör och en transponder ombord överför flygplanet aktivt ett svar. I militären…
§5.33 →5.19Stängning
Detta kapitel är kursens tekniska kärna. Huvudlinjerna:
§5.19 →