Koherens radar
Mint egy koherens radar , a jelentése az impulzus radar rendszert említett, amely a stabil fázisú referencia munkák egyes átviteli impulzusokat stabil fázisú referencia oszcilláció. Erre a stabil fázisreferenciára azért van szükség, hogy meg lehessen különböztetni a zavaró visszhangokat az olyan rögzített céloktól, mint a magasságok, a növényzet és az épületek, a mozgó céloktól (hajók, járművek, emberek vagy repülőgépek) , a két vagy több impulzusidő közötti fázis-összehasonlítás segítségével .
Három különböző radarkoncepció létezik:
- összefüggéstelen radar
- teljesen koherens radar
- pszeudokoherens radar.
Nem koherens radar
Az önrezgő adó-oszcillátorok impulzusról impulzusra véletlenszerű fázisban vannak, ezért nem koherensek . A nem koherens radarkészülék minden egyes átviteli impulzusa eltérő fázishelyzettel kezdődik. A nem koherens radarokat ma is hajóradarként használják. A mozgó vízfelület (tengeri rendetlenség) megnehezíti a mozgó célok észlelését. A hajó radarberendezéseiben a mozgó célpontokat digitális szűrők ismerik fel a célelszívóban . Erre a célra statisztikai módszereket és nemlineáris dinamikai módszereket alkalmaznak.
A mozgó szárazföldi járművek vagy repülőgépek észlelésére szolgáló radarberendezések esetében a mozgó célt legalább két visszhangjel fázispozíciójának összehasonlításával lehet felismerni ( impulzus-páros feldolgozás ). A mozdulatlan tárgy visszhangjának mindig ugyanaz a fáziskapcsolata az aktuális átviteli impulzussal, mivel nincs változás a távolságban és egyúttal nincs Doppler-eltolás is . A mozgó célpontok, amelyek radiális sebességgel mozognak a radar rendszerbe, különböző fázispozíciókat biztosítanak az egymást követő mérésekhez. Egy nem koherens radar nem tudja értelmesen összehasonlítani ezeket a fázispozíciókat, és így nem tudja megkülönböztetni a mozgó célokat a rögzített céloktól.
Teljesen koherens radar
Az alacsony teljesítményű hullámforma-generátorok, amelyek ezt követően nagy teljesítményű erősítéssel rendelkeznek, rögzített fázisú kapcsolatot hoznak létre az átviteli impulzusok között, azaz koherenciát. Az átviteli frekvenciát stabil és folyamatosan oszcilláló anyagenerátor generálja. Az adó kimeneti fokozatának modulációja nem befolyásolja az átviteli impulzus fázispozícióját. Ha feltételezzük, hogy az anyagenerátor frekvenciájából állandó impulzusismétlődési frekvencia (PRF) is származik, akkor minden átviteli impulzus valóban ugyanazzal a fázispozícióval indul. Azokat a radarberendezéseket, amelyekben a fázispozíció olyan stabil, teljesen koherensnek nevezzük . Erre a merev fázispozícióra valójában nincs szükség egyes alkalmazásoknál, az egyetlen feltétel az, hogy egy koherencia oszcillátor fázistabil folyamatos oszcillációt szolgáltat, és minden átviteli impulzus fázishelyzettel rendelkezik, amely szinkronban van a koherencia oszcillátor oszcillációjával.
A rögzített célpont és a mozgó célpont megkülönböztetése gyakran történik egy rögzített radarban két egymást követő echo közötti fáziskülönbség mérésével. A távolság a hullámhossz többszörösének tekinthető. Ha a fényvisszaverő tárgy még kissé elmozdul, akkor a második visszhang jel fázispozíciója megváltozik a korábban kapotthoz képest. Annak elkerülése érdekében, hogy a szinuszos oszcilláció (ún. Vaksebesség ) periodicitása miatt a 360 ° -os többszörös fáziskülönbség ne mozduljon el egy álló célponttól , az átviteli impulzusban különböző impulzus vonatperiódusokat és gyakran akár két különböző hullámhosszt is alkalmaznak ( frekvencia diverzitás radar ).
Abban az esetben, egy oldalsó kinézetű levegőben radar , a rögzített célok a megfigyelt táj mind a relatív mozgást a radar. Itt teljes koherenciára van szükség annak érdekében, hogy javuljon a szögfelbontás a Doppler-frekvencia változásjellemzőiből, amelyek a terep egyes pontjaira egyediek. A mozgó célok felismerése itt nem olyan egyszerű, mert mérési hibát okoznak a szög meghatározásában (lásd: Szintetikus rekesz radar ).
Pszeudokoherens radar
Az álkoherens radarokat néha "koherens-vétel radaroknak" is nevezik. Pszeudo-koherens radarral az adó úgy ingadozik, mint egy nem koherens radar, véletlenszerű fázispozícióval. Ezért nem koherens, mert két egymást követő átviteli impulzus véletlenszerű fáziskülönbséggel rendelkezik, így visszhangjaik már nem hasonlíthatók össze.
Minden átviteli impulzusnál egy szabadon futó, de nagyon stabil koherens oszcillátor szinkronizálódik, amely ezután a vétel ideje alatt tovább ingadozik az adó aktuális fázishelyzetével, amíg a következő adási impulzus új fázis helyzetbe kényszeríti. Ily módon az echo jel fázispozíciója legalább összehasonlítható a szinkronizáló átviteli impulzuséval. Ily módon meghatározunk egy fáziskülönbséget, amely összehasonlítható a többi impulzusperiódustól azonos távolságú (tartománycella) fáziskülönbségekkel. A mozgó célok amplitúdóinak és a zavaró rögzített célok amplitúdójának aránya ezen a módon körülbelül +20 dB (100-as tényező) nagyságrendben javítható.
Mivel a moduláció és a demoduláció során a fázishelyzet megmarad, a koherens oszcillátornak nem kell az átviteli frekvencián dolgozni, hanem alacsonyabb köztes frekvencián tud oszcillálni, amelyet egyébként egy heterodin vevőben használnak. Ezt a koherens oszcillátort erővel szinkronizálja az átviteli jel fázispozíciója, és így biztosítja a referencia fázist a fázis megkülönböztető számára . Így az utolsó átviteli impulzus fázispozíciója megmarad a vétel ideje alatt. Ennek a koherens oszcillátornak a beállítását manuálisan kellett elvégezni, és a hőmérséklet-eltolódás miatt gyakran többször korrigálni kellett a működés során.
Az adó fázispozíciójának tárolásának második lehetősége az, hogy az átviteli impulzust egy késleltetési vonalra küldi (a késleltetési idő megegyezik az átviteli impulzus impulzusának időtartamával), és így visszacsatolás útján folyamatos rezgést generál az átviteli frekvencián. Mivel közvetlenül az átviteli impulzusból származik, ennek a jelnek ugyanolyan fázishelyzete van, mint az átviteli impulzusnak. Ezt az eljárást azonban ma már nem alkalmazzák. Még az olcsó radareszközök is, amelyek még mindig önrezgő, nagy teljesítményű oszcillátorral ( magnetron ) működnek , ma már elektronikus áramköri megoldásokat alkalmaznak koherens oszcillátorokhoz.
Pszeudo-koherens radar blokkvázlata
Munkamódszer
A szinkronizátor biztosítja az idő referenciáját a távolság méréséhez. Minden időkritikus komponens szinkronizációs impulzusokat kap. A modulátor biztosítja az átviteli cső magas feszültségét , általában magnetron , az átviteli időhöz . A duplex egység átkapcsolja az antennát az adóra az átviteli időre és a vevőre a vétel ideje alatt.
Az átviteli energia kis részét leválasztják az adó és a duplexer között az automatikus frekvenciavezérlés ( AFC ) vezérlése és a koherens oszcillátor fázisinformációinak megszerzése érdekében . Mint a vevőben, ez a HF komponens is összekeveredik a köztes frekvenciával. A keverés során a fázis információ megmarad.
A koherens oszcillátor nagyon stabilan oszcillál a köztes frekvencián, de ez erővel szinkronizálja az átviteli impulzus idején. A vétel ideje alatt a koherens oszcillátor továbbra is oszcillál az utolsó átviteli impulzus fázispozíciójával, és referenciafrekvenciát és referenciafázist biztosít a fázisdetektor számára .
hátrány
A pszeudo-koherens radar módszer hátrányai a következőképpen foglalhatók össze:
- A koherens oszcillátor szinkronizációs folyamata nem lehet olyan pontos, mint egy teljesen koherens radarberendezésnél. Ez csökkenti a lassan repülő repülőgépek láthatóságát.
- Ezzel a technológiával a frekvenciaváltozás aligha hajtható végre. A magnetron frekvenciaváltása mechanikus változtatásokat igényel a rezonátorokon.
- Ez a rendszer rugalmatlan, és alig képes jelentős változásokat végrehajtani a PRF-ben, az átviteli impulzus időtartamában vagy más paraméterekben. Az ilyen változtatási lehetőségek a teljesen koherens radareszköz számára vannak fenntartva, ami ezeket a változtatásokat még alacsony energiafogyasztású szerelvényekben is elvégzi. Az átviteli jel frekvencia modulálása (mint az impulzustömörítési eljárásnál ) szintén lehetetlen.
- A rögzített célpontok túllépésénél még mindig az utolsó előtti átviteli jel fázis referenciája van. De mivel a koherens oszcillátor már a következő (véletlenszerű) fázispozícióval dolgozik, már nem ismerhetők fel rögzített célpontként. Az ál-koherens radar módszerrel ezek mindig interferenciaként láthatók a megtekintő eszközön.
- Ezzel a módszerrel nem lehet magas PRF üzemmódot használni a radar energiamérlegének javításához, az előírt átmeneti időnél rövidebb impulzusperiódusokkal.
irodalom
- Renato Croci, "Koherens befogadó rendszerek", rövid áttekintés, 2003. december 28