Systemy radarowe - przegląd

RADAR to elektromagnetyczny system wykrywania, który emituje fale elektromagnetyczne, a następnie analizuje echo lub odbite fale wsteczne.

Pełna forma RADAR jest RAdio Detekcja And Rzły. Wykrywanie odnosi się do tego, czy cel jest obecny, czy nie. Cel może być nieruchomy lub ruchomy, tj. Niestacjonarny. Zasięg odnosi się do odległości między radarem a celem.

Radary mogą być używane do różnych zastosowań na lądzie, morzu iw kosmosie. Plikapplications radarów są wymienione poniżej.

• Kontrolowanie ruchu lotniczego
• Bezpieczeństwo statku
• Wyczuwając odległe miejsca
• Zastosowania wojskowe

W każdym zastosowaniu radaru podstawowa zasada pozostaje taka sama. Omówmy teraz zasadę działania radaru.

Podstawowa zasada działania radaru

Radar służy do wykrywania obiektów i znajdowania ich lokalizacji. Możemy zrozumiećbasic principle radaru z poniższego rysunku.

Jak pokazano na rysunku, Radar składa się głównie z nadajnika i odbiornika. Używa tej samej anteny do przesyłania i odbierania sygnałów. Funkcjatransmitter polega na przesłaniu sygnału radarowego w kierunku obecnego celu.

Cel odbija otrzymany sygnał w różnych kierunkach. Sygnał, który jest odbijany z powrotem w kierunku anteny, jest odbierany przezreceiver.

Terminologia systemów radarowych

Poniżej przedstawiono podstawowe terminy, które są przydatne w tym samouczku.

• Range
• Częstotliwość powtarzania impulsów
• Maksymalny jednoznaczny zakres
• Minimalny zasięg

Omówmy teraz kolejno te podstawowe terminy.

Zasięg

Nazywa się odległość między radarem a celem Range celu lub po prostu zasięgu, R. Wiemy, że Radar przesyła sygnał do celu i odpowiednio cel wysyła sygnał echa do radaru z prędkością światła, C.

Niech czas potrzebny na przejście sygnału od radaru do celu iz powrotem do radaru będzie równy „T”. Dwukierunkowa odległość między radarem a celem będzie wynosić 2R, ponieważ odległość między radarem a celem wynosi R.

Oto wzór na Speed.

$$ Szybkość = \ frac {Odległość} {Czas} $$

$$ \ Rightarrow Odległość = prędkość \ razy Czas $$

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

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

Możemy znaleźć range of the target zastępując wartości C i T w równaniu 1.

Częstotliwość powtarzania impulsów

Sygnały radarowe powinny być przesyłane przy każdym impulsie zegara. Czas między dwoma impulsami zegarowymi powinien być odpowiednio dobrany w taki sposób, aby sygnał echa odpowiadający aktualnemu impulsowi zegarowemu został odebrany przed następnym impulsem zegarowym. TypowyRadar wave form pokazano na poniższym rysunku.

Jak pokazano na rysunku, Radar przesyła okresowo sygnał. Ma serię wąskich, prostokątnych impulsów. Nazywa się odstęp czasowy między kolejnymi impulsami zegarapulse repetition time, $ T_P $.

Nazywa się odwrotnością czasu powtarzania impulsu pulse repetition frequency, $ f_P $. Matematycznie można to przedstawić jako

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

Dlatego częstotliwość powtarzania impulsów to nic innego jak częstotliwość, z jaką Radar nadaje sygnał.

Maksymalny jednoznaczny zakres

Wiemy, że sygnały radarowe powinny być przesyłane przy każdym impulsie zegara. Jeśli wybierzemy krótszy czas między dwoma impulsami zegara, to sygnał echa odpowiadający aktualnemu impulsowi zegarowemu zostanie odebrany po kolejnym impulsie zegarowym. Z tego powodu zasięg celu wydaje się być mniejszy od rzeczywistego zasięgu.

Musimy więc tak dobrać czas trwania między dwoma impulsami zegara, aby sygnał echa odpowiadający aktualnemu impulsowi zegara został odebrany przed rozpoczęciem kolejnego impulsu zegara. Otrzymamy wtedy prawdziwy zasięg celu i nazywamy go też maksymalnym jednoznacznym zasięgiem celu lub po prostumaximum unambiguous range.

Zastąp, $ R = R_ {un} $ i $ T = T_P $ w równaniu 1.

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

Z równania 2 otrzymamy czas powtarzania impulsu $ T_P $ jako odwrotność częstotliwości powtarzania impulsu $ f_P $. Mathematically, można go przedstawić jako

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

Zastąpienie, równanie 4 w równaniu 3.

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

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

Możemy użyć Równania 3 lub Równania 5 do obliczenia maksymalnego jednoznacznego zakresu celu.

• Otrzymamy wartość maksymalnego jednoznacznego zakresu celu, $ R_ {un} $, podstawiając wartości $ C $ i $ T_P $ w Równaniu 3.

• Podobnie, otrzymamy wartość maksymalnego jednoznacznego zakresu celu, $ R_ {un} $, podstawiając wartości $ C $ i $ f_P $ w Równaniu 5.

Minimalny zasięg

Otrzymamy minimum rangecelu, kiedy weźmiemy pod uwagę czas potrzebny na odebranie sygnału echa przez radar po przesłaniu sygnału z radaru jako szerokość impulsu. Nazywa się to również najkrótszym zasięgiem celu.

Zastąp, $ R = R_ {min} $ i $ T = \ tau $ w równaniu 1.

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

Otrzymamy wartość minimalnego zakresu celu, $ R_ {min} $, podstawiając wartości $ C $ i $ \ tau $ w Równaniu 6.