Импульсно-доплеровский радар

Антенна бортового импульсно-доплеровского радара

Импульсно-доплеровская РЛС является РЛС система , которая определяет диапазон до цели с использованием методов импульсной синхронизации, и использует эффект Доплера возвращенного сигнала , чтобы определить скорость целевого объекта. Он сочетает в себе функции импульсных радаров и радаров непрерывного излучения , которые ранее были разделены из-за сложности электроники .

Первый действующий импульсный доплеровский радар был в CIM-10 Bomarc , американской сверхзвуковой ракете большой дальности с прямоточными воздушно-реактивными двигателями, которая была вооружена ядерным оружием W40 для уничтожения целых групп атакующих самолетов противника. ^[1] Импульсно-доплеровские системы впервые широко использовались на истребителях.начиная с 1960-х гг. Ранее радары использовали синхронизацию импульсов для определения дальности и угла антенны (или аналогичные средства) для определения пеленга. Однако это работало только тогда, когда антенна радара не была направлена ​​вниз; в этом случае отражение от земли подавляло любые отражения от других объектов. Поскольку земля движется с той же скоростью, но в противоположном направлении от самолета, методы Доплера позволяют отфильтровать возврат земли, открывая воздушные суда и транспортные средства. Это дает возможность радаров импульсного допплера " смотреть вниз / сбивать ". Второстепенным преимуществом военных радаров является снижение передаваемой мощности при достижении приемлемых характеристик для повышения безопасности скрытого радара. ^[2]

Методы импульсного допплера также находят широкое применение в метеорологических радарах , позволяя радару определять скорость ветра по скорости любых осадков в воздухе. Импульсный доплеровский радар также является основой радаров с синтезированной апертурой, используемых в радиолокационной астрономии , дистанционном зондировании и картографии. В управлении воздушным движением они используются для различения воздушных судов от беспорядка. Помимо вышеуказанных обычных приложений наблюдения, импульсный доплеровский радар успешно применяется в здравоохранении, например, для оценки риска падений и обнаружения падений, для медсестер или в клинических целях. ^[3]

История [ править ]

Самые ранние радиолокационные системы не работали, как ожидалось. Причина была связана с эффектами Доплера, которые ухудшают производительность систем, не предназначенных для учета движущихся объектов. Быстро движущиеся объекты вызывают сдвиг фазы в передаваемом импульсе, что может привести к гашению сигнала. Доплеровский режим имеет максимальное пагубное влияние на системы индикаторов движущихся целей , которые должны использовать обратный фазовый сдвиг для компенсации Доплера в детекторе.

Также было обнаружено, что доплеровские погодные эффекты (осадки) ухудшают работу обычных радаров и радаров-указателей движущихся целей, которые могут маскировать отражения самолетов. Это явление было адаптировано для использования с метеорологическими радиолокаторами в 1950-х годах после рассекречивания некоторых систем времен Второй мировой войны.

Импульсно-доплеровский радар был разработан во время Второй мировой войны для преодоления ограничений за счет увеличения частоты повторения импульсов . Это потребовало разработки клистрона , лампы бегущей волны и твердотельных устройств. Ранние импульсные доплеры были несовместимы с другими некогерентными устройствами микроволнового усиления высокой мощности , но были разработаны более сложные методы, которые записывают фазу каждого переданного импульса для сравнения с отраженными эхо-сигналами .

Ранние примеры военных систем включают AN / SPG-51 B, разработанные в 1950-х годах специально для работы в ураганных условиях без ухудшения характеристик.

Система управления огнем Hughes AN / ASG-18 была прототипом бортовой РЛС / комбинированной системы для планируемого североамериканского самолета-перехватчика XF-108 Rapier для ВВС США, а затем и для Lockheed YF-12 . Первый в США импульсный доплеровский радар ^[4] имел возможность обзора / сбивания и мог отслеживать одну цель за раз.

Погода , солома , местность , техника полета и скрытность - распространенные тактики, используемые для сокрытия самолетов от радаров. Импульсный доплеровский радар устраняет эти недостатки.

Использование импульсных доплеровских радаров на самолетах стало возможным после того, как в их конструкцию были включены цифровые компьютеры. К середине 1970-х годов импульсный доплеровский режим обеспечивал возможность наблюдения и сбивания для поддержки ракетных систем класса "воздух-воздух" на большинстве современных военных самолетов.

Принцип [ править ]

Измерение дальности [ править ]

Системы импульсного допплера измеряют расстояние до объектов, измеряя время, прошедшее между отправкой импульса радиоэнергии и получением отражения объекта. Радиоволны распространяются со скоростью света , поэтому расстояние до объекта - это прошедшее время, умноженное на скорость света, разделенную на два - туда и обратно.

Измерение скорости [ править ]

Импульсный доплеровский радар основан на эффекте Доплера , когда движение в диапазоне вызывает сдвиг частоты сигнала, отраженного от цели.

${\ displaystyle {\ text {Доплеровская частота}} = {\ frac {2 \ times {\ text {частота передачи}} \ times {\ text {range velocity}}} {C}}.}$

Радиальная скорость важна для работы импульсного доплеровского радара. В качестве отражателя перемещается между каждым передающим импульсом, возвращенный сигнал имеет фазовую разность или сдвиг по фазе , от импульса к импульсу. Это заставляет рефлектор производить доплеровскую модуляцию отраженного сигнала.

Радары с импульсным доплером используют это явление для улучшения характеристик.

Амплитуда последовательно возвращающегося импульса из одного и того же сканированного объема равна

${\ Displaystyle I = I_ {0} \ sin \ left ({\ frac {4 \ pi (x_ {0} + v \ Delta t)} {\ lambda}} \ right) = I_ {0} \ sin (\ Theta _ {0} + \ Delta \ Theta),}$

куда

${\ displaystyle x_ {0}}$ расстояние от радара до цели,

${\ displaystyle \ lambda}$ - длина волны радара,

${\ displaystyle \ Delta t}$ это время между двумя импульсами.

Так

${\ displaystyle \ Delta \ Theta = {\ frac {4 \ pi v \ Delta t} {\ lambda}}.}$

Это позволяет радару отделять отражения от множества объектов, расположенных в одном и том же объеме пространства, путем разделения объектов с использованием расширенного спектра для разделения различных сигналов:

${\ displaystyle v = {\ text {целевая скорость}} = {\ frac {\ lambda \ Delta \ Theta} {4 \ pi \ Delta t}},}$

где - фазовый сдвиг, вызванный дальним движением.${\ Displaystyle \ Delta \ Theta}$

Преимущества [ править ]

Скорость отклонения выбирается в системах обнаружения самолетов с импульсным доплеровским режимом, поэтому ничего ниже этой скорости обнаруживаться не будет. Луч антенны в один градус освещает миллионы квадратных футов местности на расстоянии 10 миль (16 км), и это дает тысячи обнаружений на горизонте или ниже, если доплеровский режим не используется.

Импульсно-доплеровский радар использует следующие критерии обработки сигналов для исключения нежелательных сигналов от медленно движущихся объектов. Это также известно как отказ от беспорядка. ^[5] Скорость отклонения обычно устанавливается чуть выше преобладающей скорости ветра (от 10 до 100 миль / час или от 15 до 150 км / час). Порог скорости намного ниже для метеорологического радара . ^[6]

${\displaystyle \left\vert {\frac {{\text{Doppler frequency}}\times C}{2\times {\text{transmit frequency}}}}\right\vert >{\text{velocity threshold}}.}$

В бортовом импульсном доплеровском радаре пороговое значение скорости компенсируется скоростью воздушного судна относительно земли.

${\displaystyle \left\vert {\frac {{\text{Doppler frequency}}\times C}{2\times {\text{transmit frequency}}}}-{\text{ground speed}}\times \cos \Theta \right\vert >{\text{velocity threshold}},}$

где - угловое смещение между положением антенны и траекторией полета самолета.${\displaystyle \Theta }$

Отражения от поверхности появляются почти на всех радарах. Земные помехи обычно появляются в круговой области в радиусе около 25 миль (40 км) вблизи наземного радара. Это расстояние намного больше в бортовых и космических радарах. Беспорядки возникают в результате отражения радиоэнергии от поверхности земли, зданий и растительности. Помехи включают погоду в радаре, предназначенном для обнаружения и сообщения о самолетах и ​​космических кораблях. ^[7]

Беспорядок создает уязвимую зону в радиолокационной станции с амплитудой импульса во временной области . Недоплеровские радиолокационные системы нельзя направить прямо на землю из-за чрезмерного количества ложных тревог, которые перегружают компьютеры и операторов. Чтобы избежать перегрузки, необходимо снизить чувствительность вблизи беспорядка. Эта уязвимость начинается в области малой возвышенности на несколько лучей над горизонтом и распространяется вниз. Это также существует во всем объеме движущегося воздуха, связанного с погодным явлением.

Импульсно-доплеровский радар исправляет это следующим образом.

• Позволяет направлять антенну радара прямо на землю, не перегружая компьютер и не снижая чувствительности.
• Заполняет область уязвимости, связанную с радаром во временной области с амплитудой импульса для обнаружения небольших объектов вблизи местности и погоды.
• Увеличивает дальность обнаружения на 300% или более по сравнению с индикацией движущихся целей (MTI) за счет улучшения видимости суб-помех. ^[8]

Способность подавления помех около 60 дБ необходима для возможности обзора вниз / сброса , и импульсный доплеровский режим является единственной стратегией, которая может удовлетворить это требование. Это устраняет уязвимости, связанные с окружающей средой на малых высотах и ​​за горизонтом.

Сжатие импульсов и индикатор движущейся цели (MTI) обеспечивают видимость суб-помех до 25 дБ. Луч антенны MTI направлен над горизонтом, чтобы избежать чрезмерного количества ложных тревог, что делает системы уязвимыми. Самолеты и некоторые ракеты используют эту слабость, используя технику, называемую полетом под радаром, чтобы избежать обнаружения ( Nap-of-the-earth ). Эта техника полета неэффективна против импульсного доплеровского радара.

Импульсный допплер дает преимущество при попытке обнаружить ракеты и летательные аппараты с плохой наблюдаемостью, летящие вблизи местности, морской поверхности и погоды.

Звуковой доплер и размер цели поддерживают пассивную классификацию типа транспортного средства, когда идентификация друга или врага недоступна по сигналу транспондера . Отраженные микроволновые сигналы со средней частотой повторения импульсов (PRF) находятся в диапазоне от 1500 до 15000 циклов в секунду, что является слышимым. Это означает, что вертолет звучит как вертолет, реактивный самолет звучит как реактивный самолет, а пропеллерный самолет звучит как пропеллеры. Самолет без движущихся частей издает звуковой сигнал. Фактический размер цели можно рассчитать с помощью звукового сигнала. ^{[ необходима цитата ]}

Пороки [ править ]

Обработка неоднозначности требуется, когда целевой диапазон находится выше красной линии на графике, что увеличивает время сканирования.

Время сканирования является критическим фактором для некоторых систем, поскольку транспортные средства, движущиеся со скоростью звука или превышающей ее, могут преодолевать одну милю (1,6 км) каждые несколько секунд, как Exocet , Harpoon , Kitchen и ракеты класса «воздух-воздух» . Максимальное время для сканирования всего объема неба должно составлять порядка десятка секунд или меньше для систем, работающих в этой среде.

Сам по себе импульсный доплеровский радар может работать слишком медленно, чтобы покрыть весь объем пространства над горизонтом, если не используется веерный луч. Этот подход используется с радаром наблюдения за воздушным пространством очень большого радиуса действия AN / SPS 49 (V) 5, который жертвует измерением высоты ради увеличения скорости. ^[9]

Движение антенны импульсного доплера должно быть достаточно медленным, чтобы все возвратные сигналы от как минимум 3 различных PRF могли быть обработаны до максимально ожидаемого диапазона обнаружения. Это известно как время пребывания . ^[10] Движение антенны для импульсного доплера должно быть таким же медленным, как у радара, использующего MTI .

Поисковый радар, который включает импульсный доплеровский режим, обычно является двухрежимным, поскольку наилучшие общие характеристики достигаются, когда импульсный доплеровский режим используется для областей с высокой частотой ложных тревог (горизонт или ниже и погода), тогда как обычный радар будет сканировать быстрее в свободном пространстве, где ложные частота тревог низкая (над горизонтом при чистом небе).

Тип антенны является важным аспектом для многомодового радара, поскольку нежелательный фазовый сдвиг, вносимый антенной радара, может ухудшить измерения характеристик для видимости суб-помех.

Обработка сигнала [ править ]

Улучшение обработки сигналов с помощью импульсного допплера позволяет обнаруживать небольшие высокоскоростные объекты в непосредственной близости от больших медленно движущихся отражателей. Для этого передатчик должен быть когерентным и производить низкий фазовый шум в течение интервала обнаружения, а приемник должен иметь большой мгновенный динамический диапазон .

• Подробное объяснение обработки импульсно-доплеровского сигнала

Обработка импульсно-доплеровского сигнала также включает разрешение неоднозначности для определения истинного диапазона и скорости.

• Подробное объяснение разрешения неоднозначности

Принятые сигналы от множества PRF сравниваются для определения истинного диапазона с использованием процесса разрешения неоднозначности диапазона.

• Подробное объяснение разрешения неоднозначности диапазона

Принятые сигналы также сравниваются с использованием процесса разрешения неоднозначности частоты.

• Подробное объяснение разрешения неоднозначности частоты

Разрешение диапазона [ править ]

Разрешение по дальности - это минимальное расстояние между двумя объектами, движущимися с одинаковой скоростью, прежде чем радар сможет обнаружить два дискретных отражения:

${\displaystyle {\text{range resolution}}={\frac {C}{{\text{PRF}}\times ({\text{number of samples between transmit pulses}})}}.}$

В дополнение к этому пределу выборки длительность переданного импульса может означать, что сигналы от двух целей будут приниматься одновременно от разных частей импульса.

Разрешение скорости [ править ]

Разрешение по скорости - это минимальная разница радиальных скоростей между двумя объектами, движущимися на одном и том же расстоянии, прежде чем радар сможет обнаружить два дискретных отражения:

${\displaystyle {\text{velocity resolution}}={\frac {C\times {\text{PRF}}}{{\text{transmit frequency}}\times {\text{filter size in transmit pulses}}}}.}$

Особое внимание [ править ]

Радиолокатор с импульсным доплеровским датчиком предъявляет особые требования, которые должны быть выполнены для достижения приемлемых характеристик.

Частота повторения импульсов [ править ]

В импульсном доплеровском режиме обычно используется средняя частота повторения импульсов (PRF) от примерно 3 до 30 кГц. Диапазон между импульсами передачи составляет от 5 км до 50 км.

Дальность и скорость не могут быть измерены напрямую с использованием средней частоты повторения импульсов, и требуется разрешение неоднозначности для определения истинного диапазона и скорости. Доплеровские сигналы обычно выше 1 кГц, что является слышимым, поэтому аудиосигналы от систем со средней частотой повторения импульсов можно использовать для классификации пассивных целей.

Угловые измерения [ править ]

Радиолокационные системы требуют углового измерения. Транспондеры обычно не связаны с импульсным доплеровским радаром, поэтому для практической работы требуется подавление боковых лепестков. ^{[11] [12]}

Радиолокационные системы слежения используют угловую погрешность для повышения точности, производя измерения перпендикулярно лучу антенны радара. Угловые измерения усредняются за промежуток времени и комбинируются с радиальным перемещением для получения информации, подходящей для прогнозирования положения цели на короткое время в будущем.

В радаре слежения используются два метода угловой ошибки: моноимпульсное и коническое сканирование.

• Моноимпульсный радар
• Коническое сканирование

Согласованность [ править ]

Для импульсного доплеровского радара требуется когерентный генератор с очень низким уровнем шума. Фазовый шум снижает видимость суб-помех, создавая видимое движение на неподвижных объектах.

Резонаторный магнетрон и усилитель со скрещенными полями не подходят, поскольку шум, создаваемый этими устройствами, влияет на качество обнаружения. Единственными устройствами усиления, подходящими для импульсного доплера, являются клистрон , лампа бегущей волны и твердотельные устройства.

Гребешок [ править ]

Обработка импульсного доплеровского сигнала представляет собой явление, называемое гребешком. Название связано с серией дыр, которые вычерпываются из-за возможности обнаружения.

Скаллопирование для импульсного доплеровского радара включает слепые скорости, создаваемые фильтром подавления помех. Каждый объем пространства необходимо сканировать с использованием 3 или более различных PRF. Схема обнаружения с двумя частями повторения импульсов будет иметь промежутки обнаружения с набором дискретных диапазонов, каждый из которых имеет слепую скорость.

Окно [ править ]

Звонящие артефакты создают проблему с поиском, обнаружением и разрешением неоднозначности в импульсном доплеровском радаре.

Звон снижается двумя способами.

Во-первых, форма передаваемого импульса регулируется для сглаживания переднего и заднего фронтов, так что РЧ-мощность увеличивается и уменьшается без резких изменений. Это создает передающий импульс с гладкими концами вместо прямоугольной волны, что уменьшает явление звона, которое иначе связано с отражением от цели.

Во-вторых, форма принимаемого импульса регулируется с помощью функции окна, которая сводит к минимуму звон, который возникает каждый раз, когда импульсы применяются к фильтру. В цифровой системе это регулирует фазу и / или амплитуду каждой выборки, прежде чем она будет применена к быстрому преобразованию Фурье . Окно Дельфа-Чебышева является наиболее эффективным, поскольку оно создает ровный технологический пол без звона, который в противном случае мог бы вызвать ложные срабатывания. ^[13]

Антенна [ править ]

Импульсный доплеровский радар обычно ограничивается антеннами с механическим наведением и активной фазовой решеткой.

Механические радиочастотные компоненты, такие как волновод, могут вызывать доплеровскую модуляцию из-за фазового сдвига, вызванного вибрацией. Это вводит требование о проведении эксплуатационных испытаний полного спектра с использованием таблиц вибрации, которые могут производить механическую вибрацию высокой мощности на всех ожидаемых звуковых частотах.

Доплеровский режим несовместим с большинством фазовых антенных решеток с электронным управлением. Это связано с тем, что элементы фазовращателя в антенне не являются взаимными, и фазовый сдвиг необходимо регулировать до и после каждого импульса передачи. Паразитный фазовый сдвиг возникает из-за внезапного импульса фазового сдвига, и установление во время периода приема между передаваемыми импульсами помещает доплеровскую модуляцию в стационарные помехи. Эта модуляция приема искажает показатель производительности для видимости суб-помех. Требуется время установления фазовращателя порядка 50 нс. Начало выборки приемника необходимо отложить, по крайней мере, на 1 постоянную времени установки фазовращателя (или более) на каждые 20 дБ видимости суб-помех.

Большинство антенных фазовращателей, работающих с частотой повторения импульсов выше 1 кГц, вносят паразитный фазовый сдвиг, если не приняты специальные меры, такие как сокращение времени установления фазовращателя до нескольких десятков наносекунд. ^[14]

Ниже приводится максимально допустимое время установления для антенных модулей фазового сдвига .

${\displaystyle T={\frac {1}{e^{\frac {\text{SCV}}{20}}\times S\times {\text{PRF}}}},}$

куда

T = время установления фазовращателя,

SCV = видимость суб-препятствий в дБ ,

S = количество выборок диапазона между каждым импульсом передачи,

PRF = максимальная расчетная частота повторения импульсов.

Тип антенны и характеристики сканирования являются практическим соображением для многомодовых радиолокационных систем.

Дифракция [ править ]

Неровные поверхности, такие как волны и деревья, образуют дифракционную решетку, подходящую для искажения микроволновых сигналов. Импульсный доплер может быть настолько чувствительным, что дифракцию от гор, зданий или вершин волн можно использовать для обнаружения быстро движущихся объектов, которые в противном случае блокируются твердыми препятствиями на линии обзора. Это явление с очень большими потерями становится возможным только тогда, когда радар имеет значительную дополнительную видимость суб-помех.

Преломление и воздуховод используют частоту передачи в L-диапазоне или ниже, чтобы расширить горизонт, что сильно отличается от дифракции. Преломление для загоризонтного радара использует переменную плотность в воздушном столбе над поверхностью земли для изменения радиочастотных сигналов. Инверсионный слой может создать переходной тропосферный канал, который улавливает радиочастотные сигналы в тонком слое воздуха, как волновод.

Видимость субклаттера [ править ]

Видимость субклаттера включает максимальное отношение мощности препятствия к мощности цели, которое пропорционально динамическому диапазону. Это определяет производительность в плохую погоду и у поверхности земли.

${\displaystyle {\text{dynamic range}}=\min {\begin{cases}{\tfrac {\text{carrier power}}{\text{noise power}}}&{\text{transmit noise, where bandwidth is }}{\tfrac {\text{PRF}}{\text{filter size}}}\\2^{{\text{sample bits}}+{\text{filter size}}}&{\text{receiver dynamic range}}\end{cases}}.}$

Видимость субклаттера - это отношение наименьшего сигнала, который может быть обнаружен в присутствии более сильного сигнала.

${\displaystyle {\text{subclutter visibility}}={\frac {\text{dynamic range}}{\text{CFAR detection threshold}}}.}$

Небольшое отражение от быстро движущейся цели может быть обнаружено в присутствии более крупных отражений от медленно движущихся предметов, если выполняется следующее:

${\displaystyle {\text{target power}}>{\frac {\text{clutter power}}{\text{subclutter visibility}}}.}$

Производительность [ править ]

Уравнение импульсного доплеровского радара можно использовать для понимания компромиссов между различными конструктивными ограничениями, такими как потребляемая мощность, дальность обнаружения и опасности для микроволновой безопасности. Это очень простая форма моделирования, которая позволяет оценить производительность в стерильной среде.

Теоретическая дальность действия следующая.

${\displaystyle R=\left({\frac {P_{t}G_{t}A_{r}\sigma FD}{16\pi ^{2}K_{b}TBN}}\right)^{\frac {1}{4}},}$

куда

R = расстояние до цели,

P _t = мощность передатчика,

G _t = усиление передающей антенны,

A _r = эффективная апертура (площадь) приемной антенны,

σ = поперечное сечение радара или коэффициент рассеяния цели,

F = коэффициент распространения диаграммы направленности антенны ,

D = размер доплеровского фильтра (импульсы передачи в каждом быстром преобразовании Фурье ),

K _b = постоянная Больцмана ,

T = абсолютная температура,

B = ширина полосы приемника (полосовой фильтр) ,

N = коэффициент шума .

Это уравнение получено путем объединения уравнения радара с уравнением шума и учетом в полосе распределения шума на несколько фильтров обнаружения. Значение D добавляется к стандартному уравнению дальности действия радара для учета как обработки импульсно-доплеровского сигнала, так и уменьшения ЧМ шума передатчика .

Дальность обнаружения увеличивается пропорционально корню четвертой степени из числа фильтров для данной потребляемой мощности. В качестве альтернативы потребление энергии снижается на количество фильтров для заданного диапазона обнаружения.

Обработка импульсно-доплеровского сигнала объединяет всю энергию всех отдельных отраженных импульсов, попадающих в фильтр. Это означает, что система обработки импульсно-доплеровского сигнала с 1024 элементами обеспечивает улучшение на 30,103 дБ из-за типа обработки сигнала, который должен использоваться с импульсным доплеровским радаром. Энергия всех отдельных импульсов от объекта складывается в процессе фильтрации.

Обработка сигнала 1024-точечным фильтром улучшает характеристики на 30,103 дБ при условии совместимости передатчика и антенны. Это соответствует увеличению максимальной дистанции на 562%.

Эти усовершенствования являются причиной того, что импульсный доплер необходим для военной и астрономии.

Использование отслеживания самолетов [ править ]

Импульсно-доплеровский радар обнаружения самолетов имеет два режима.

• Сканировать
• Отслеживать

Режим сканирования включает частотную фильтрацию, определение порога амплитуды и разрешение неоднозначности. Как только отражение обнаружено и разрешено , импульсный доплеровский радар автоматически переходит в режим слежения за объемом пространства вокруг трассы.

Режим отслеживания работает как петля фазовой автоподстройки частоты , где доплеровская скорость сравнивается с перемещением по дальности при последовательных сканированиях. Блокировка указывает на то, что разница между двумя измерениями ниже порогового значения, которое может иметь место только с объектом, который удовлетворяет механике Ньютона . Другие типы электронных сигналов не могут произвести блокировку. Блокировка отсутствует ни в одном другом радаре.

В критерии блокировки потребность должна быть удовлетворена во время нормальной работы. ^[15]

• Обработка импульсно-доплеровского сигнала § Замок

Блокировка устраняет необходимость вмешательства человека, за исключением вертолетов и электронных помех .

Явления погоды подчиняются адиабатическим процессам, связанным с воздушными массами, а не ньютоновской механикой , поэтому критерии блокировки обычно не используются для метеорологических радаров.

Обработка импульсно-доплеровского сигнала выборочно исключает отражения с низкой скоростью, так что не происходит обнаружения скорости ниже пороговой. Это устраняет препятствия на местности, погодных условиях, биологические и механические помехи, за исключением самолетов-ловушек.

Доплеровский сигнал цели от обнаружения преобразуется из частотной области обратно в звук во временной области для оператора в режиме отслеживания в некоторых радиолокационных системах. Оператор использует этот звук для пассивной классификации целей, например для распознавания вертолетов и электронных помех.

Вертолеты [ править ]

Особого внимания требуют самолеты с большими движущимися частями, поскольку импульсный доплеровский радар работает как контур фазовой автоподстройки частоты . Кончики лезвий, движущиеся со скоростью, близкой к скорости звука, производят единственный сигнал, который можно обнаружить, когда вертолет движется медленно вблизи местности и погодных условий.

Вертолеты выглядят как быстро пульсирующие излучатели шума, за исключением чистой окружающей среды, свободной от помех. Звуковой сигнал используется для пассивной идентификации типа находящегося в воздухе объекта. Микроволновый доплеровский сдвиг частоты, вызванный движением рефлектора, попадает в диапазон слышимого звука для людей ( 20-20 000 Гц ), который используется для классификации целей в дополнение к видам обычных радиолокационных дисплеев, используемых для этой цели, например A-scope, B -scope, C-scope и индикатор RHI. Человеческое ухо может уловить разницу лучше, чем электронное оборудование.

Требуется специальный режим, поскольку информация обратной связи по доплеровской скорости должна быть отключена от радиального движения, чтобы система могла переходить от сканирования к треку без блокировки.

Подобные методы требуются для получения информации о треке для сигналов глушения и помех, которые не могут удовлетворять критериям захвата.

Многорежимный [ править ]

Радиолокатор с импульсным доплеровским режимом должен быть многорежимным, чтобы управлять траекторией поворота и пересечения самолета.

В режиме трека импульсный доплеровский радар должен включать способ изменения доплеровской фильтрации для объема пространства, окружающего трек, когда радиальная скорость падает ниже минимальной скорости обнаружения. Регулировка доплеровского фильтра должна быть связана с функцией радиолокационного отслеживания, чтобы автоматически регулировать скорость отклонения доплеровского сигнала в объеме пространства, окружающего трассу.

Слежение прекратится без этой функции, потому что в противном случае сигнал цели будет отклонен доплеровским фильтром, когда радиальная скорость приближается к нулю, потому что нет изменения частоты.

Многорежимная работа может также включать в себя непрерывную волновую подсветку для полуактивного радиолокационного самонаведения .

См. Также [ править ]

• Характеристики радиолокационного сигнала (основы радиолокационного сигнала)
• Доплеровский радар (неимпульсный; используется в навигационных системах)
• Метеорологический радар (импульсный с доплеровской обработкой)
• Непрерывный радар (безимпульсная, чистая доплеровская обработка)
• Радиолокатор FM-CW (неимпульсный, с качающейся частотой, диапазоном и доплеровской обработкой)
• Наложение - причина неоднозначных оценок скорости
• Допплерография - измерение скорости в медицинском ультразвуке. По тому же принципу

Внешние ссылки [ править ]

• Презентация доплеровского радара , в которой подчеркиваются преимущества использования метода автокорреляции
• Раздаточные материалы по импульсному доплеровскому радару из курса Введение в принципы и применение радара в Университете Айовы
• Современные радиолокационные системы, Хэмиш Мейкл ( ISBN  1-58053-294-2 )
• Advanced Radar Techniques and Systems под редакцией Гаспаре Галати ( ISBN 0-86341-172-X ) 

Ссылки [ править ]

Библиография [ править ]