Radarsysteme - Übersicht

RADAR ist ein elektromagnetisch basiertes Erkennungssystem, das elektromagnetische Wellen ausstrahlt und dann das Echo oder die reflektierten Rückwellen untersucht.

Die vollständige Form von RADAR ist RAdio DEtektion And RAngeln. Die Erkennung bezieht sich darauf, ob das Ziel vorhanden ist oder nicht. Das Ziel kann stationär oder beweglich sein, dh nicht stationär. Die Entfernung bezieht sich auf die Entfernung zwischen dem Radar und dem Ziel.

Radargeräte können für verschiedene Anwendungen am Boden, auf See und im Weltraum eingesetzt werden. Dasapplications von Radaren sind unten aufgeführt.

• Kontrolle des Flugverkehrs
• Schiffssicherheit
• Erkennen der entfernten Orte
• Militärische Anwendungen

Bei jeder Radaranwendung bleibt das Grundprinzip gleich. Lassen Sie uns nun das Prinzip des Radars diskutieren.

Grundprinzip des Radars

Radar wird verwendet, um die Objekte zu erkennen und ihren Standort zu finden. Wir können das verstehenbasic principle von Radar aus der folgenden Abbildung.

Wie in der Abbildung gezeigt, besteht Radar hauptsächlich aus einem Sender und einem Empfänger. Es verwendet dieselbe Antenne zum Senden und Empfangen der Signale. Die Funktion dertransmitter soll das Radarsignal in Richtung des vorhandenen Ziels übertragen.

Das Ziel reflektiert dieses empfangene Signal in verschiedene Richtungen. Das Signal, das zur Antenne zurückreflektiert wird, wird von der empfangenreceiver.

Terminologie von Radarsystemen

Im Folgenden finden Sie die grundlegenden Begriffe, die in diesem Lernprogramm hilfreich sind.

• Range
• Pulswiederholungsfrequenz
• Maximale eindeutige Reichweite
• Mindestreichweite

Lassen Sie uns nun nacheinander über diese Grundbegriffe diskutieren.

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Die Entfernung zwischen Radar und Ziel wird aufgerufen Range des Ziels oder einfach der Reichweite, R. Wir wissen, dass Radar ein Signal an das Ziel sendet und dementsprechend das Ziel ein Echosignal mit der Lichtgeschwindigkeit C an das Radar sendet.

Die Zeit, die das Signal benötigt, um vom Radar zum Ziel und zurück zum Radar zu gelangen, sei 'T'. Die Zweiwege-Entfernung zwischen Radar und Ziel beträgt 2R, da die Entfernung zwischen Radar und Ziel R beträgt.

Das Folgende ist nun die Formel für Speed.

$$ Geschwindigkeit = \ frac {Entfernung} {Zeit} $$

$$ \ Rightarrow Distance = Geschwindigkeit \ mal Zeit $$

$$ \ Rightarrow 2R = C \ times T $$

$$ R = \ frac {CT} {2} \: \: \: \: \: Gleichung \: 1 $$

Wir können das finden range of the target durch Ersetzen der Werte von C & T in Gleichung 1.

Pulswiederholungsfrequenz

Radarsignale sollten bei jedem Takt übertragen werden. Die Dauer zwischen den beiden Taktimpulsen sollte so gewählt werden, dass das dem aktuellen Takt entsprechende Echosignal vor dem nächsten Takt empfangen wird. Ein typischerRadar wave form ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Wie in der Abbildung gezeigt, sendet Radar ein periodisches Signal. Es hat eine Reihe von schmalen rechteckigen Impulsen. Das Zeitintervall zwischen den aufeinanderfolgenden Taktimpulsen wird aufgerufenpulse repetition time, $ T_P $.

Der Kehrwert der Pulswiederholungszeit wird aufgerufen pulse repetition frequency, $ f_P $. Mathematisch kann es dargestellt werden als

$$ f_P = \ frac {1} {T_P} \: \: \: \: \: Gleichung \: 2 $$

Daher ist die Impulswiederholungsfrequenz nichts anderes als die Frequenz, mit der Radar das Signal überträgt.

Maximale eindeutige Reichweite

Wir wissen, dass Radarsignale bei jedem Takt übertragen werden sollten. Wenn wir eine kürzere Dauer zwischen den beiden Taktimpulsen wählen, wird das dem aktuellen Taktimpuls entsprechende Echosignal nach dem nächsten Taktimpuls empfangen. Aus diesem Grund scheint die Reichweite des Ziels kleiner als die tatsächliche Reichweite zu sein.

Wir müssen also die Dauer zwischen den beiden Taktimpulsen so wählen, dass das dem aktuellen Taktimpuls entsprechende Echosignal empfangen wird, bevor der nächste Taktimpuls beginnt. Dann erhalten wir die wahre Reichweite des Ziels und es wird auch als maximale eindeutige Reichweite des Ziels oder einfach als bezeichnet.maximum unambiguous range.

Ersetzen Sie $ R = R_ {un} $ und $ T = T_P $ in Gleichung 1.

$$ R_ {un} = \ frac {CT_P} {2} \: \: \: \: \: Gleichung \: 3 $$

Aus Gleichung 2 erhalten wir die Impulswiederholungszeit $ T_P $ als Kehrwert der Impulswiederholungsfrequenz $ f_P $. Mathematicallykann es dargestellt werden als

$$ T_P = \ frac {1} {f_P} \: \: \: \: \: Gleichung \: 4 $$

Ersetzen Sie Gleichung 4 in Gleichung 3.

$$ R_ {un} = \ frac {C \ left (\ frac {1} {f_P} \ right)} {2} $$

$$ R_ {un} = \ frac {C} {2f_P} \: \: \: \: \: Gleichung \: 5 $$

Wir können entweder Gleichung 3 oder Gleichung 5 verwenden, um den maximalen eindeutigen Bereich des Ziels zu berechnen.

• Wir erhalten den Wert des maximalen eindeutigen Bereichs des Ziels $ R_ {un} $, indem wir die Werte von $ C $ und $ T_P $ in Gleichung 3 einsetzen.

• In ähnlicher Weise erhalten wir den Wert des maximalen eindeutigen Bereichs des Ziels $ R_ {un} $, indem wir die Werte von $ C $ und $ f_P $ in Gleichung 5 einsetzen.

Mindestreichweite

Wir werden das bekommen minimum rangedes Ziels, wenn wir die Zeit betrachten, die das Echosignal benötigt, um am Radar zu empfangen, nachdem das vom Radar gesendete Signal als Impulsbreite gesendet wurde. Es wird auch die kürzeste Reichweite des Ziels genannt.

Ersetzen Sie $ R = R_ {min} $ und $ T = \ tau $ in Gleichung 1.

$$ R_ {min} = \ frac {C \ tau} {2} \: \: \: \: \: Gleichung \: 6 $$

Wir erhalten den Wert des minimalen Bereichs des Ziels $ R_ {min} $, indem wir die Werte von $ C $ und $ \ tau $ in Gleichung 6 einsetzen.