Radar Sistemleri - Performans Faktörleri

Radarın performansını etkileyen faktörler, Radar performans faktörleri olarak bilinir. Bu bölümde, bu faktörleri tartışalım. Biliyoruz ki aşağıdakistandard form Verilen özellikler için maksimum Radar menzilini hesaplamak için yararlı olan Radar menzil denklemi.

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

Nerede,

$ P_t $, Radar tarafından iletilen en yüksek güçtür

$ G $, Anten iletiminin kazancıdır

$ \ sigma $, hedefin Radar kesitidir

$ A_e $, alıcı Antenin etkin açıklığıdır

$ S_ {min} $, algılanabilir minimum sinyalin gücüdür

Yukarıdaki denklemden şu sonuca varabiliriz: conditions Radarın menzilini maksimum olarak almak için dikkate alınmalıdır.

Radar $ P_t $ tarafından iletilen tepe gücü yüksek olmalıdır.
Gönderen Anten $ G $’ın kazancı yüksek olmalıdır.
$ \ Sigma $ hedefinin radar kesiti yüksek olmalıdır.
Alıcı Anten $ A_e $ 'nın etkili açıklığı yüksek olmalıdır.
Algılanabilir minimum sinyalin gücü $ S_ {min} $ düşük olmalıdır.

Radar menzil denkleminin standart formundan hedefin menzilini tahmin etmek zordur. Bu, Radar menzil denkleminin hedefin menzili hakkında sağladığı doğruluk derecesinin daha az olduğu anlamına gelir. Çünkü hedefin Radar kesiti, $ \ sigma $ ve minimum algılanabilir sinyal, $ S_ {min} $ gibi parametrelerstatistical in nature.

Algılanabilir Minimum Sinyal

Yankı sinyali minimum güce sahipse, bu sinyali Radar tarafından tespit etmek minimum detectable signal. Bu, sinyalin minimum güçten daha az güce sahip olması durumunda Radarın yankı sinyalini algılayamayacağı anlamına gelir.

Genel olarak, Radar gürültüye ek olarak yankı sinyalini de alır. Eşik değeri, alınan sinyalden hedefin varlığını tespit etmek için kullanılıyorsa, o zaman bu tespit denir.threshold detection.

Algılanacak sinyalin gücüne göre uygun eşik değerini seçmemiz gerekiyor.

Algılanacak sinyalin gücü yüksek olduğunda, içinde bulunan istenmeyen gürültü sinyalini ortadan kaldıracak şekilde yüksek bir eşik değeri seçilmelidir.
Benzer şekilde, algılanacak sinyalin gücü düşük olduğunda düşük bir eşik değeri seçilmelidir.

Aşağıdaki figure bu kavramı göstermektedir -

Bir typical waveformRadar alıcısının görüntüsü yukarıdaki şekilde gösterilmektedir. X ekseni ve y ekseni sırasıyla zamanı ve voltajı temsil eder. Gürültünün rms değeri ve eşik değeri yukarıdaki şekilde noktalı çizgilerle belirtilmiştir.

Geçerli tespitleri ve eksik tespitleri belirlemek için yukarıdaki şekilde A, B & C olmak üzere üç noktayı dikkate aldık.

A noktasındaki sinyal değeri, eşik değerinden büyüktür. Bu nedenle, bu birvalid detection.
B noktasındaki sinyal değeri eşik değerine eşittir. Bu nedenle, bu birvalid detection.
C noktasındaki sinyalin değeri eşik değerine yakın olsa da, bir missing detection. Çünkü sinyalin C noktasındaki değeri eşik değerinden küçüktür.

Yani, A ve B noktaları geçerli tespitlerdir. Oysa C noktası eksik bir tespittir.

Alıcı Gürültüsü

Alıcı, alıcıda alınan sinyale bir gürültü bileşeni oluşturursa, bu tür gürültü alıcı gürültüsü olarak bilinir. receiver noiseistenmeyen bir bileşendir; bazı önlemler alarak onu ortadan kaldırmaya çalışmalıyız.

Bununla birlikte, termal gürültü olarak bilinen bir tür gürültü vardır. İletim elektronlarının termal hareketi nedeniyle oluşur. Matematiksel olarak yazabilirizthermal noise power, $ N_i $ alıcıda - olarak üretilir

$$ N_i = KT_oB_n $$

Nerede,

$ K $, Boltzmann sabitidir ve 1,38 $ \ times 10 ^ {- 23} J / deg $ 'a eşittir

$ T_o $ mutlak sıcaklıktır ve 290 $ ^ 0K $ 'a eşittir

$ B_n $, alıcı bant genişliğidir

Liyakat Figürü

Figure of Merit, F giriş SNR, $ (SNR) _i $ ve çıktı SNR, $ (SNR) _o $ oranından başka bir şey değildir. Matematiksel olarak şu şekilde temsil edilebilir -

$$ F = \ frac {(SNR) _i} {(SNR) _o} $$

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

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

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

Yukarıdaki denklemde, $ N_i = KT_oB_n $ yerine koyun.

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

SNR çıkışı minimum değere sahip olduğunda giriş sinyal gücü minimum değere sahip olacaktır.

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

Radar menzil denkleminin aşağıdaki standart formunda yukarıdaki $ S_ {min} $ 'ı değiştirin.

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

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

Yukarıdaki denklemden şu sonuca varabiliriz: conditions Radarın menzilini maksimum olarak almak için dikkate alınmalıdır.

Radar tarafından iletilen tepe gücü, $ P_t $ yüksek olmalıdır.
Gönderen Anten $ G $’ın kazancı yüksek olmalıdır.
$ \ Sigma $ hedefinin radar kesiti yüksek olmalıdır.
Alıcı Anten $ A_e $ 'nın etkili açıklığı yüksek olmalıdır.
Merit F değeri düşük olmalıdır.
Alıcı bant genişliği $ B_n $ düşük olmalıdır.