Радиолокационные системы - MTI Radar
Если радар используется для обнаружения подвижной цели, то радар должен получать только эхо-сигнал от этой подвижной цели. Этот эхо-сигнал является желаемым. Однако на практике радар принимает эхо-сигналы от неподвижных объектов в дополнение к эхосигналу от этой подвижной цели.
Эхо-сигналы от неподвижных объектов (мест), таких как суша и море, называются cluttersпотому что это нежелательные сигналы. Следовательно, мы должны выбрать радар таким образом, чтобы он учитывал только эхо-сигнал от подвижной цели, но не отражал помехи.
С этой целью радар использует принцип эффекта Доплера для различения нестационарных целей от неподвижных объектов. Этот тип радара называется радар с индикатором движущейся цели или простоMTI Radar.
В соответствии с Doppler effect, частота принимаемого сигнала будет увеличиваться, если цель движется в направлении радара. Точно так же частота принимаемого сигнала будет уменьшаться, если цель удаляется от радара.
Типы радаров MTI
Мы можем классифицировать радары MTI на следующие two types в зависимости от типа используемого передатчика.
- Радар MTI с передатчиком-усилителем мощности
- Радар MTI с передатчиком-генератором мощности
Теперь давайте обсудим эти два радара MTI по очереди.
Радар MTI с передатчиком-усилителем мощности
MTI Radar использует одну антенну как для передачи, так и для приема сигналов с помощью дуплексера. Вblock diagram РЛС MTI с передатчиком с усилителем мощности показан на следующем рисунке.
В function каждого блока MTI Radar с передатчиком усилителя мощности упомянуты ниже.
Pulse Modulator - Он вырабатывает сигнал с импульсной модуляцией и подается на усилитель мощности.
Power Amplifier - Он усиливает уровни мощности импульсно-модулированного сигнала.
Local Oscillator - выдает сигнал стабильной частоты $f_l$. Следовательно, его также называют стабильным локальным осциллятором. Выход локального осциллятора применяется как к Mixer-I, так и к Mixer-II.
Coherent Oscillator - Он производит сигнал с промежуточной частотой, $f_c$. Этот сигнал используется как опорный сигнал. Выходной сигнал когерентного осциллятора подается как на Mixer-I, так и на фазовый детектор.
Mixer-I- Смеситель может производить либо сумму, либо разницу частот, которые к нему применяются. Сигналы с частотами$f_l$ и $f_c$применяются к Mixer-I. Здесь Mixer-I используется для создания выходного сигнала с частотой$f_l+f_c$.
Duplexer- Это микроволновый переключатель, который подключает антенну либо к секции передатчика, либо к секции приемника в зависимости от требований. Антенна передает сигнал частотой$f_l+f_c$когда дуплексер подключает антенну к усилителю мощности. Аналогичным образом антенна принимает сигнал с частотой$f_l+f_c\pm f_d$ когда дуплексер подключает антенну к Mixer-II.
Mixer-II- Смеситель может производить либо сумму, либо разницу частот, которые к нему применяются. Сигналы, имеющие частоты$f_l+f_c\pm f_d$ и $f_l$применяются к Mixer-II. Здесь Mixer-II используется для создания выходного сигнала с частотой$f_c\pm f_d$.
IF Amplifier- Усилитель ПЧ усиливает сигнал промежуточной частоты (ПЧ). Усилитель ПЧ, показанный на рисунке, усиливает сигнал с частотой$f_c+f_d$. Этот усиленный сигнал подается на вход фазового детектора.
Phase Detector - Используется для создания выходного сигнала с частотой $f_d$ от приложенных двух входных сигналов, которые имеют частоты $f_c+f_d$ и $f_c$. Выход фазового детектора можно подключить к компенсатору линии задержки.
Радар MTI с передатчиком-генератором мощности
Блок-схема радара MTI с передатчиком генератора мощности похожа на блок-схему радара MTI с передатчиком усилителя мощности. Блоки, соответствующие секции приемника, будут одинаковыми на обеих блок-схемах. При этом блоки, соответствующие секции передатчика, могут отличаться на обеих блок-схемах.
В block diagram РЛС MTI с передатчиком-генератором мощности показан на следующем рисунке.
Как показано на рисунке, радар MTI использует одну антенну как для передачи, так и для приема сигналов с помощью дуплексера. Вoperation РЛС MTI с передатчиком генератора мощности упоминается ниже.
Выходной сигнал осциллятора магнетрона и выход локального осциллятора подаются на Mixer-I. Это в дальнейшем приведет кIF signal, фаза которого напрямую связана с фазой передаваемого сигнала.
Выходной сигнал Mixer-I подается на когерентный осциллятор. Следовательно, фаза выходного сигнала когерентного осциллятора будетlockedфазе сигнала ПЧ. Это означает, что фаза выходного сигнала когерентного генератора также будет напрямую связана с фазой передаваемого сигнала.
Таким образом, выходной сигнал когерентного генератора может быть использован в качестве опорного сигнала для сравнения принятого сигнала эха с соответствующим передаваемым сигналом с помощью phase detector.
Вышеуказанные задачи будут повторяться для каждого вновь передаваемого сигнала.