रडार सिस्टम - प्रदर्शन कारक

रडार के प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले कारकों को रडार प्रदर्शन कारकों के रूप में जाना जाता है। इस अध्याय में, हम उन कारकों के बारे में चर्चा करते हैं। हम जानते हैं कि निम्नलिखितstandard form रडार रेंज समीकरण, जो कि दिए गए विनिर्देशों के लिए रडार की अधिकतम सीमा की गणना के लिए उपयोगी है।

$ $ R_ {अधिकतम} = \ बाएँ [\ frac {P_tG \ sigma A_e} {\ left (4 \ pi \ right) ^ 2 S_ {min}} \ right] ^ {1/4} $ $

कहाँ पे,

$ P_t $ राडार द्वारा प्रेषित शिखर शक्ति है

$ जी $ एंटीना को प्रसारित करने का लाभ है

$ \ सिग्मा $ लक्ष्य का रडार क्रॉस सेक्शन है

$ A_e $ प्राप्त करने वाले एंटीना का प्रभावी एपर्चर है

$ S_ {न्यूनतम} $ न्यूनतम पता लगाने योग्य संकेत की शक्ति है

उपरोक्त समीकरण से, हम निम्नलिखित निष्कर्ष निकाल सकते हैं conditions राडार की अधिकतम सीमा प्राप्त करने के लिए विचार किया जाना चाहिए।

रडार $ P_t $ द्वारा प्रेषित पीक शक्ति अधिक होनी चाहिए।
ट्रांसमिटिंग एंटीना $ जी $ का लाभ अधिक होना चाहिए।
लक्ष्य $ $ sigma का रडार क्रॉस सेक्शन उच्च होना चाहिए।
प्राप्त करने वाले एंटीना $ A_e $ का प्रभावी एपर्चर उच्च होना चाहिए।
न्यूनतम पता लगाने योग्य सिग्नल $ S_ {मिनट} $ की शक्ति कम होनी चाहिए।

रडार रेंज समीकरण के मानक रूप से लक्ष्य की सीमा की भविष्यवाणी करना मुश्किल है। इसका मतलब है, लक्ष्य की सीमा के बारे में रडार रेंज समीकरण द्वारा प्रदान की जाने वाली सटीकता की डिग्री कम है। क्योंकि, लक्ष्य के रडार क्रॉस सेक्शन, $ s सिग्मा $ और न्यूनतम पता लगाने योग्य संकेत, $ S_ {%} जैसे पैरामीटर हैंstatistical in nature।

न्यूनतम पता लगाने योग्य संकेत

यदि इको सिग्नल में न्यूनतम शक्ति होती है, तो रडार द्वारा उस सिग्नल का पता लगाने को निम्न के रूप में जाना जाता है minimum detectable signal। इसका मतलब है, अगर रडार उस सिग्नल का पता नहीं लगा सकता है, तो उस सिग्नल में न्यूनतम बिजली की तुलना में कम शक्ति होती है।

सामान्य तौर पर, रडार को शोर के अलावा इको सिग्नल प्राप्त होता है। यदि प्राप्त संकेत से लक्ष्य की उपस्थिति का पता लगाने के लिए थ्रेशोल्ड मान का उपयोग किया जाता है, तो उस पहचान को कहा जाता हैthreshold detection।

हमें पता लगाने के लिए सिग्नल की ताकत के आधार पर उचित सीमा मूल्य का चयन करना होगा।

उच्च सीमा मूल्य को तब चुना जाना चाहिए जब सिग्नल की ताकत का पता लगाया जाना अधिक हो, ताकि यह उसमें मौजूद अवांछित शोर सिग्नल को समाप्त कर दे।
इसी तरह, एक कम दहलीज मूल्य चुना जाना चाहिए जब सिग्नल की ताकत का पता लगाया जाना कम हो।

निम्नलिखित figure इस अवधारणा को दिखाता है -

ए typical waveformराडार रिसीवर को उपरोक्त आंकड़े में दिखाया गया है। एक्स-एक्सिस और वाई-एक्सिस क्रमशः समय और वोल्टेज का प्रतिनिधित्व करते हैं। शोर और थ्रेसहोल्ड मान के आरएमएस मूल्य को उपरोक्त आंकड़े में बिंदीदार रेखाओं के साथ दर्शाया गया है।

हमने वैध डिटेल और गुमशुदा डिटेक्टर्स की पहचान के लिए उपर्युक्त आंकड़े में तीन बिंदुओं, ए, बी एंड सी पर विचार किया है।

बिंदु A पर संकेत का मान थ्रेशोल्ड मान से अधिक है। इसलिए, यह एक हैvalid detection।
बिंदु B पर सिग्नल का मूल्य थ्रेशोल्ड मान के बराबर है। इसलिए, यह एक हैvalid detection।
भले ही बिंदु C पर संकेत का मान थ्रेशोल्ड मान के करीब हो, यह एक है missing detection। क्योंकि, बिंदु C पर संकेत का मान थ्रेशोल्ड मान से कम है।

तो, अंक, ए और बी वैध पहचान हैं। जबकि, बिंदु C एक लापता खोज है।

रिसीवर शोर

यदि रिसीवर सिग्नल में एक शोर घटक उत्पन्न करता है, जो रिसीवर पर प्राप्त होता है, तो उस तरह के शोर को रिसीवर शोर के रूप में जाना जाता है। receiver noiseएक अवांछित घटक है; हमें कुछ सावधानियों के साथ इसे खत्म करने की कोशिश करनी चाहिए।

हालांकि, एक प्रकार का शोर मौजूद है जिसे थर्मल शोर के रूप में जाना जाता है। यह चालन इलेक्ट्रॉनों की ऊष्मीय गति के कारण होता है। गणितीय रूप से, हम लिख सकते हैंthermal noise power, $ N_i $ रिसीवर पर उत्पादित के रूप में -

$$ N_i = KT_oB_n $$

कहाँ पे,

$ K $ बोल्ट्जमन की स्थिरांक है और यह $ 1.38 \ गुना 10 ^ {- 23} J / deg $ के बराबर है

$ T_o $ पूर्ण तापमान है और यह $ 290 ^ 0K $ के बराबर है

$ B_n $ रिसीवर बैंड की चौड़ाई है

आकड़ों की योग्यता

Figure of Merit, एफ कुछ भी नहीं है, लेकिन इनपुट एसएनआर, $ (एसएनआर) _i $ और आउटपुट एसएनआर, $ (एसएनआर) _3 $ का अनुपात है। गणितीय रूप से, इसका प्रतिनिधित्व इस प्रकार किया जा सकता है -

$$ एफ = \ frac {(SNR) सर्वव्यापी} {(SNR) _o} $$

$$ \ Rightarrow F = \ frac {S_i / N_i} {S_o / N_o} $ $

$$ \ Rightarrow F = \ frac {N_oS_i} {N_iS_o} $ $

$$ \ Rightarrow S_i = \ frac {FN_iS_o} {N_o} $ $

उपर्युक्त समीकरण में $ $, N_i = KT_oB_n $।

$$ \ Rightarrow S_i = FKT_oB_n \ left (\ frac {S_o} {N_o} \ right) $$

इनपुट सिग्नल पावर का न्यूनतम मूल्य होगा, जब आउटपुट एसएनआर का न्यूनतम मूल्य होता है।

$$ \ Rightarrow S_ {min} = FKT_oB_n \ left (\ frac {S_o} {N_o} \ right) _ {min} $ $

उपर्युक्त, रडार रेंज समीकरण के निम्न मानक रूप में $ S_ {मिनट} $।

$ $ R_ {अधिकतम} = \ बाएँ [\ frac {P_tG \ sigma A_e} {\ left (4 \ pi \ right) ^ 2 S_ {min}} \ right] ^ {1/4} $ $

$$ \ Rightarrow R_ {Max} = \ left [\ frac {P_tG \ sigma A_e} {\ left (4 \ pi \ right) ^ 2 FKT_oB_n \ बाएँ (\ f_ {\ __}} {N_o} \ right) _ {मिनट }} \ right] ^ {1/4} $ $

रडार द्वारा प्रेषित पीक शक्ति, $ P_t $ अधिक होनी चाहिए।
ट्रांसमिटिंग एंटीना $ जी $ का लाभ अधिक होना चाहिए।
लक्ष्य $ $ sigma का रडार क्रॉस सेक्शन उच्च होना चाहिए।
प्राप्त करने वाले एंटीना $ A_e $ का प्रभावी एपर्चर उच्च होना चाहिए।
मेरिट एफ का चित्र कम होना चाहिए।
रिसीवर बैंडविड्थ $ B_n $ कम होना चाहिए।