Sistemi radar - Panoramica

RADAR è un sistema di rilevamento a base elettromagnetica che funziona irradiando onde elettromagnetiche e quindi studiando l'eco o le onde di ritorno riflesse.

La forma completa di RADAR è RAdio Detection And Rangoscia. Il rilevamento si riferisce alla presenza o meno del target. Il bersaglio può essere fisso o mobile, cioè non stazionario. La distanza si riferisce alla distanza tra il radar e il bersaglio.

I radar possono essere utilizzati per varie applicazioni a terra, in mare e nello spazio. Ilapplications dei radar sono elencati di seguito.

• Controllo del traffico aereo
• Sicurezza della nave
• Percepire i luoghi remoti
• Applicazioni militari

In qualsiasi applicazione di Radar, il principio di base rimane lo stesso. Parliamo ora del principio del radar.

Principio di base del radar

Il radar viene utilizzato per rilevare gli oggetti e trovare la loro posizione. Possiamo capire ilbasic principle di Radar dalla figura seguente.

Come mostrato nella figura, Radar consiste principalmente di un trasmettitore e un ricevitore. Utilizza la stessa antenna sia per la trasmissione che per la ricezione dei segnali. La funzione ditransmitter è trasmettere il segnale Radar nella direzione del bersaglio presente.

L'obiettivo riflette questo segnale ricevuto in varie direzioni. Il segnale, che viene riflesso indietro verso l'Antenna, viene ricevuto dalreceiver.

Terminologia dei sistemi radar

Di seguito sono riportati i termini di base, utili in questo tutorial.

• Range
• Frequenza di ripetizione dell'impulso
• Intervallo massimo non ambiguo
• Intervallo minimo

Ora, discutiamo di questi termini di base uno per uno.

Gamma

Viene chiamata la distanza tra Radar e target Range del target o semplicemente range, R. Sappiamo che Radar trasmette un segnale al target e di conseguenza il target invia un segnale di eco al Radar con la velocità della luce, C.

Lascia che il tempo impiegato dal segnale per viaggiare dal radar al bersaglio e di nuovo al radar sia "T". La distanza bidirezionale tra il radar e il bersaglio sarà 2R, poiché la distanza tra il radar e il bersaglio è R.

Ora, la seguente è la formula per Speed.

$$ Speed ​​= \ frac {Distance} {Time} $$

$$ \ Rightarrow Distance = Velocità \ times Time $$

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

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

Possiamo trovare il file range of the target sostituendo i valori di C & T nell'equazione 1.

Frequenza di ripetizione dell'impulso

I segnali radar dovrebbero essere trasmessi ad ogni impulso di clock. La durata tra i due impulsi di clock dovrebbe essere scelta opportunamente in modo tale che il segnale di eco corrispondente all'impulso di clock presente debba essere ricevuto prima del successivo impulso di clock. Un tipicoRadar wave form è mostrato nella figura seguente.

Come mostrato in figura, Radar trasmette un segnale periodico. Sta avendo una serie di stretti impulsi di forma rettangolare. Viene chiamato l'intervallo di tempo tra i successivi impulsi di clockpulse repetition time, $ T_P $.

Viene chiamato il reciproco del tempo di ripetizione dell'impulso pulse repetition frequency, $ f_P $. Matematicamente, può essere rappresentato come

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

Pertanto, la frequenza di ripetizione dell'impulso non è altro che la frequenza alla quale il radar trasmette il segnale.

Intervallo massimo non ambiguo

Sappiamo che i segnali radar dovrebbero essere trasmessi ad ogni impulso di clock. Se selezioniamo una durata più breve tra i due impulsi di clock, il segnale di eco corrispondente all'impulso di clock attuale verrà ricevuto dopo il successivo impulso di clock. A causa di ciò, la portata del target sembra essere inferiore alla portata effettiva.

Quindi, dobbiamo selezionare la durata tra i due impulsi di clock in modo tale che il segnale di eco corrispondente all'impulso di clock presente venga ricevuto prima che inizi l'impulso di clock successivo. Quindi, otterremo il vero raggio del bersaglio ed è anche chiamato intervallo massimo non ambiguo del bersaglio o semplicemente,maximum unambiguous range.

Sostituisci, $ R = R_ {un} $ e $ T = T_P $ nell'equazione 1.

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

Dall'equazione 2, otterremo il tempo di ripetizione dell'impulso, $ T_P $ come il reciproco della frequenza di ripetizione dell'impulso, $ f_P $. Mathematically, può essere rappresentato come

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

Sostituisci, equazione 4 nell'equazione 3.

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

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

Possiamo usare l'Equazione 3 o l'Equazione 5 per calcolare l'intervallo massimo non ambiguo del bersaglio.

• Otterremo il valore dell'intervallo massimo non ambiguo del target, $ R_ {un} $ sostituendo i valori di $ C $ e $ T_P $ nell'equazione 3.

• Allo stesso modo, otterremo il valore dell'intervallo massimo non ambiguo dell'obiettivo, $ R_ {un} $ sostituendo i valori di $ C $ e $ f_P $ nell'equazione 5.

Intervallo minimo

Otterremo il file minimum rangedel bersaglio, quando consideriamo il tempo necessario affinché il segnale di eco riceva al Radar dopo che il segnale è stato trasmesso dal Radar come larghezza di impulso. È anche chiamato il raggio più corto del bersaglio.

Sostituisci $ R = R_ {min} $ e $ T = \ tau $ nell'equazione 1.

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

Otterremo il valore dell'intervallo minimo del target, $ R_ {min} $ sostituendo i valori di $ C $ e $ \ tau $ nell'equazione 6.