Импульсно-доплеровский радар - Pulse-Doppler radar

Антенна бортового импульсно-доплеровского радара

А импульсно-доплеровский радар это радар система, которая определяет дальность до цели, используя методы синхронизации импульсов, и использует Эффект Допплера возвращенного сигнала для определения скорости целевого объекта. Он сочетает в себе функции импульсных радаров и радиолокаторы непрерывного действия, которые раньше были отдельными из-за сложности электроника.

Первый действующий импульсный доплеровский радар был в CIM-10 Bomarc, американская сверхзвуковая ракета большой дальности с двигателем прямоточный воздушно-реактивный двигатель двигателей, и который был вооружен ядерным оружием W40 для уничтожения целых групп атакующих самолетов противника.^[1]Импульсно-доплеровские системы впервые широко использовались на самолет истребитель начиная с 1960-х гг. Ранее радары использовали синхронизацию импульсов для определения дальности и угла антенны (или аналогичные средства) для определения пеленга. Однако это работало только тогда, когда антенна радара не была направлена ​​вниз; в этом случае отражение от земли подавляло любые отражения от других объектов. Поскольку земля движется с той же скоростью, но в противоположном направлении от самолета, методы Доплера позволяют отфильтровать возврат земли, открывая воздушные суда и транспортные средства. Это дает импульсные доплеровские радары "смотреть вниз / сбивать "Возможности. Второстепенным преимуществом военных радаров является снижение передаваемой мощности при достижении приемлемых характеристик для повышения безопасности скрытого радара.^[2]

Методы импульсного допплера также находят широкое применение в метеорологические радары, позволяя радару определять скорость ветра от скорости любых осадков в воздухе. Импульсно-доплеровский радар также является основой радар с синтезированной апертурой используется в радиолокационная астрономия, дистанционное зондирование и картографирование. В управлении воздушным движением они используются для различения воздушных судов от беспорядка. Помимо вышеуказанных обычных приложений наблюдения, импульсный доплеровский радар успешно применяется в здравоохранении, например, для оценки риска падений и обнаружения падений, для медсестер или в клинических целях.^[3]

История

Самые ранние радарные системы не работали должным образом. Причина была связана с эффектами Доплера, которые ухудшают производительность систем, не предназначенных для учета движущихся объектов. Быстро движущиеся объекты вызывают сдвиг фазы в передаваемом импульсе, что может привести к гашению сигнала. Допплер оказывает максимальное пагубное воздействие на индикатор движущейся цели системы, которые должны использовать обратный фазовый сдвиг для доплеровской компенсации в детекторе.

Погодные эффекты Доплера (осадки) также ухудшались. обычный радар и радар индикатора движущейся цели, который может маскировать отражения самолета. Это явление было адаптировано для использования с метеорологический радар в 1950-х годах после рассекречивания некоторых систем времен Второй мировой войны.

Импульсно-доплеровский радар был разработан во время Второй мировой войны для преодоления ограничений за счет увеличения частота следования импульсов. Это потребовало разработки клистрон, то лампа бегущей волны, и твердотельные устройства. Ранние импульсные доплеры были несовместимы с другими мощными микроволновыми усилителями, которые последовательный, но были разработаны более сложные методы, которые записывают фазу каждого переданного импульса для сравнения с отраженными эхо-сигналами.

Ранние примеры военных систем включают АН / СПГ-51 B разработан в 1950-х годах специально для работы в ураганных условиях без ухудшения характеристик.

В Система управления огнем Hughes AN / ASG-18 был прототипом бортовой РЛС / комбинированной системы для запланированного Североамериканская рапира XF-108 самолет-перехватчик для ВВС США, а затем и для Локхид YF-12. Первый в США импульсный доплеровский радар,^[4] система имела смотреть вниз / сбивать возможность отслеживать одну цель за раз.

Погода, мякина, местность, техника полета, и скрытность распространенная тактика, используемая для сокрытия самолетов от радаров. Импульсный доплеровский радар устраняет эти недостатки.

Использование импульсных доплеровских радаров на самолетах стало возможным после того, как в их конструкцию были включены цифровые компьютеры. Предоставляется импульсный допплер смотреть вниз / сбивать способность поддерживать ракетные системы класса "воздух-воздух" на большинстве современных военных самолетов к середине 1970-х годов.

Принцип

Принцип импульсно-доплеровской РЛС

Измерение дальности

Принцип импульсного радара

Системы импульсного доплера измеряют расстояние до объектов, измеряя время, прошедшее между отправкой импульса радиоэнергии и получением отражения объекта. Радиоволны распространяются по скорость света, поэтому расстояние до объекта - это прошедшее время, умноженное на скорость света, разделенное на два - туда и обратно.

Измерение скорости

Изменение длины волны, вызванное движением источника

Импульсно-доплеровский радар основан на Эффект Допплера, где перемещение в диапазоне вызывает сдвиг частоты сигнала, отраженного от цели.

${\displaystyle {\text{Doppler frequency}}={\frac {2\times {\text{transmit frequency}}\times {\text{range velocity}}}{C}}.}$

Радиальная скорость необходим для работы импульсного доплеровского радара. Поскольку отражатель перемещается между каждым импульсом передачи, возвращаемый сигнал имеет фаза разница, или сдвиг фазы, от импульса к импульсу. Это заставляет рефлектор производить доплеровскую модуляцию отраженного сигнала.

Радары с импульсным доплером используют это явление для улучшения характеристик.

Амплитуда последовательно возвращающегося импульса из одного и того же сканированного объема равна

${\displaystyle I=I_{0}\sin \left({\frac {4\pi (x_{0}+v\Delta t)}{\lambda }}\right)=I_{0}\sin(\Theta _{0}+\Delta \Theta ),}$

куда

${\displaystyle x_{0}}$ расстояние от радара до цели,

${\displaystyle \lambda }$ - длина волны радара,

${\displaystyle \Delta t}$ это время между двумя импульсами.

Так

${\displaystyle \Delta \Theta ={\frac {4\pi v\Delta t}{\lambda }}.}$

Это позволяет радару отделять отражения от нескольких объектов, расположенных в одном объеме пространства, путем разделения объектов с помощью расширенный спектр для разделения различных сигналов:

${\displaystyle v={\text{target speed}}={\frac {\lambda \Delta \Theta }{4\pi \Delta t}},}$

куда ${\displaystyle \Delta \Theta }$ - фазовый сдвиг, вызванный дальним движением.

Преимущества

Скорость отклонения выбирается в системах обнаружения самолетов с импульсным доплером, поэтому ничего ниже этой скорости не будет обнаружено. Луч антенны в один градус освещает миллионы квадратных футов местности на расстоянии 10 миль (16 км), и это дает тысячи обнаружений на горизонте или ниже, если доплеровский режим не используется.

Импульсный доплеровский радар использует следующие критерии обработки сигналов для исключения нежелательных сигналов от медленно движущихся объектов. Это также известно как отказ от беспорядка.^[5] Скорость отклонения обычно устанавливается чуть выше преобладающей скорости ветра (от 10 до 100 миль / час или от 15 до 150 км / час). Порог скорости намного ниже для метеорологический радар.^[6]

${\displaystyle \left\vert {\frac {{\text{Doppler frequency}}\times C}{2\times {\text{transmit frequency}}}}\right\vert >{\text{velocity threshold}}.}$

В бортовом импульсном доплеровском радаре пороговое значение скорости компенсируется скоростью воздушного судна относительно земли.

${\displaystyle \left\vert {\frac {{\text{Doppler frequency}}\times C}{2\times {\text{transmit frequency}}}}-{\text{ground speed}}\times \cos \Theta \right\vert >{\text{velocity threshold}},}$

куда ${\displaystyle \Theta }$ - угловое смещение между положением антенны и траекторией полета самолета.

Отражения от поверхности появляются почти на всех радарах. Беспорядок на земле обычно появляется в круговой области в радиусе около 25 миль (40 км) возле наземного радара. Это расстояние намного больше в бортовых и космических радарах. Беспорядки возникают в результате отражения радиоэнергии от поверхности земли, зданий и растительности. Помехи включают погоду в радаре, предназначенном для обнаружения и сообщения о самолетах и ​​космических кораблях.^[7]

Беспорядок создает зону уязвимости в амплитудно-импульсный радар во временной области. Недоплеровские радиолокационные системы нельзя направить прямо на землю из-за чрезмерного количества ложных тревог, которые перегружают компьютеры и операторов. Чтобы избежать перегрузки, необходимо снизить чувствительность вблизи беспорядка. Эта уязвимость начинается в области малой возвышенности на несколько лучей над горизонтом и распространяется вниз. Это также существует во всем объеме движущегося воздуха, связанного с погодным явлением.

Импульсно-доплеровский радар исправляет это следующим образом.

• Позволяет направлять антенну радара прямо на землю, не перегружая компьютер и не снижая чувствительности.
• Заполняет область уязвимости, связанную с амплитудно-импульсный радар во временной области для обнаружения мелких объектов вблизи местности и погодных условий.
• Увеличивает дальность обнаружения на 300% и более по сравнению с индикация движущейся цели (MTI) за счет улучшения видимости суб-помех.^[8]

Возможность подавления помех около 60 дБ требуется для смотреть вниз / сбивать возможность, и импульсный допплер - единственная стратегия, которая может удовлетворить это требование. Это устраняет уязвимости, связанные с окружающей средой на малых высотах и ​​за горизонтом.

Сжатие импульса, и индикатор движущейся цели (MTI) обеспечивают видимость суб-помех до 25 дБ. Луч антенны MTI направлен над горизонтом, чтобы избежать чрезмерного количества ложных тревог, что делает системы уязвимыми. Самолеты и некоторые ракеты используют эту слабость с помощью техники, называемой летать под радаром чтобы избежать обнаружения (Сон земли ). Эта техника полета неэффективна против импульсного доплеровского радара.

Импульсный допплер дает преимущество при попытке обнаружения ракет и самолет малой заметности полеты вблизи местности, морской поверхности и погоды.

Звуковой допплер и размер цели поддерживают классификацию пассивного типа транспортного средства, когда идентификация друга или врага недоступен из сигнал транспондера. Середина частота следования импульсов (PRF) отраженные микроволновые сигналы падают между 1500 и 15000 циклов в секунду, что является слышимым. Это означает вертолет звучит как вертолет, струя звучит как струя, и винтовой самолет звучат как пропеллеры. Самолет без движущихся частей произвести тон. Фактический размер цели можно рассчитать с помощью звукового сигнала.^{[нужна цитата ]}

Ущерб

Максимальный диапазон от отражательной способности (красный) до однозначного диапазона доплеровской скорости (синий) с фиксированной частотой повторения импульсов.

Обработка неоднозначности требуется, когда целевой диапазон находится выше красной линии на графике, что увеличивает время сканирования.

Время сканирования является критическим фактором для некоторых систем, поскольку транспортные средства, движущиеся со скоростью звука или выше, могут преодолевать одну милю (1,6 км) каждые несколько секунд, как Экзосет, Гарпун, Кухня, и Ракета класса "воздух-воздух". Максимальное время для сканирования всего объема неба должно составлять порядка десятка секунд или меньше для систем, работающих в этой среде.

Сам по себе импульсный доплеровский радар может работать слишком медленно, чтобы покрыть весь объем пространства над горизонтом, если не используется веерный луч. Этот подход используется с радаром наблюдения за воздушным пространством очень большого радиуса действия AN / SPS 49 (V) 5, который жертвует измерением высоты ради увеличения скорости.^[9]

Движение антенны импульсного доплера должно быть достаточно медленным, чтобы все отраженные сигналы от как минимум 3 различных PRF могли быть обработаны до максимально ожидаемого диапазона обнаружения. Это известно как время пребывания.^[10] Движение антенны для импульсного доплера должно быть таким же медленным, как у радара, использующего MTI.

Поисковый радар, включающий импульсный доплеровский режим, обычно является двухрежимным, поскольку наилучшие общие характеристики достигаются, когда импульсный доплеровский режим используется для областей с высокой частотой ложных тревог (горизонт или ниже и погода), в то время как обычный радар будет сканировать быстрее в свободном пространстве, где ложные частота тревог низкая (над горизонтом при чистом небе).

Тип антенны является важным фактором для многомодового радара, поскольку нежелательный фазовый сдвиг, вносимый антенной радара, может ухудшить измерения производительности для видимости суб-беспорядка.

Обработка сигналов

Улучшение обработки сигналов с помощью импульсного допплера позволяет обнаруживать небольшие высокоскоростные объекты в непосредственной близости от больших медленно движущихся отражателей. Для этого передатчик должен быть когерентным и давать низкий фазовый шум в течение интервала обнаружения, и приемник должен иметь большое мгновенное динамический диапазон.

• Подробное объяснение обработки импульсно-доплеровского сигнала

Обработка импульсно-доплеровского сигнала также включает разрешение неоднозначности для определения истинного диапазона и скорости.

• Подробное объяснение разрешения неоднозначности

Принятые сигналы от множества PRF сравниваются для определения истинного диапазона с использованием процесса разрешения неоднозначности диапазона.

• Подробное объяснение разрешения неоднозначности диапазона

Принятые сигналы также сравниваются с использованием процесса разрешения неоднозначности частоты.

• Подробное объяснение разрешения неоднозначности частоты

Разрешение диапазона

Разрешение по дальности - это минимальное расстояние между двумя объектами, движущимися с одинаковой скоростью, прежде чем радар сможет обнаружить два дискретных отражения:

${\displaystyle {\text{range resolution}}={\frac {C}{{\text{PRF}}\times ({\text{number of samples between transmit pulses}})}}.}$

В дополнение к этому пределу выборки длительность переданного импульса может означать, что сигналы от двух целей будут приниматься одновременно от разных частей импульса.

Разрешение скорости

Разрешение по скорости - это минимальная разница радиальных скоростей между двумя объектами, движущимися на одном и том же расстоянии, прежде чем радар сможет обнаружить два дискретных отражения:

${\displaystyle {\text{velocity resolution}}={\frac {C\times {\text{PRF}}}{{\text{transmit frequency}}\times {\text{filter size in transmit pulses}}}}.}$

Особое внимание

Радиолокатор с импульсным доплеровским датчиком предъявляет особые требования, которые должны быть выполнены для достижения приемлемых характеристик.

Частота следования импульсов

Основная статья: Частота следования импульсов

Импульсный допплер обычно использует средняя частота следования импульсов (PRF) примерно от 3 кГц до 30 кГц. Диапазон между передаваемыми импульсами составляет от 5 км до 50 км.

Дальность и скорость не могут быть измерены напрямую с использованием средней частоты повторения импульсов, и требуется разрешение неоднозначности для определения истинного диапазона и скорости. Доплеровские сигналы обычно выше 1 кГц, что является слышимым, поэтому аудиосигналы от систем со средней частотой повторения импульсов можно использовать для классификации пассивных целей.

Угловое измерение

Радиолокационные системы требуют углового измерения. Транспондеры обычно не связаны с импульсным доплеровским радаром, поэтому для практической работы требуется подавление боковых лепестков.^[11][12]

Радиолокационные системы слежения используют угловую погрешность для повышения точности, производя измерения перпендикулярно лучу антенны радара. Угловые измерения усредняются за промежуток времени и комбинируются с радиальным перемещением для получения информации, подходящей для прогнозирования положения цели на короткое время в будущем.

В радаре слежения используются два метода угловой ошибки: моноимпульсное и коническое сканирование.

• Моноимпульсный радар
• Коническое сканирование

Согласованность

Для импульсного доплеровского радара требуется когерентный генератор с очень небольшим шумом. Фазовый шум снижает эффективность видимости суб-помех, создавая видимое движение на неподвижных объектах.

Полостной магнетрон и усилитель со скрещенным полем не подходят, потому что шум, создаваемый этими устройствами, влияет на качество обнаружения. Единственными устройствами усиления, подходящими для импульсного допплера, являются: клистрон, лампа бегущей волны, и твердотельные устройства.

Гребешок

Основная статья: Радарный гребешок

Обработка импульсно-доплеровского сигнала представляет собой явление, называемое гребешком. Название связано с серией дыр, которые вычерпываются из-за возможности обнаружения.

Скаллопирование для импульсного доплеровского радара включает слепые скорости, создаваемые фильтром подавления помех. Каждый объем пространства необходимо сканировать с использованием 3 или более различных PRF. Схема обнаружения двух PRF будет иметь пробелы в обнаружении с шаблоном дискретных диапазонов, каждый из которых имеет слепую скорость.

Окно

Звенящие артефакты представляют проблему с поиском, обнаружением и разрешением неоднозначности в импульсном доплеровском радаре.

Звон снижается двумя способами.

Во-первых, форма передаваемого импульса регулируется для сглаживания передней и задней кромок, чтобы мощность ВЧ увеличивалась и уменьшалась без резких изменений. Это создает передающий импульс с гладкими концами вместо прямоугольной волны, что уменьшает явление звона, которое иначе связано с отражением от цели.

Во-вторых, форма принимаемого импульса регулируется с помощью оконная функция который сводит к минимуму звон, который возникает каждый раз, когда на фильтр подаются импульсы. В цифровой системе это регулирует фазу и / или амплитуду каждой выборки перед ее подачей на быстрое преобразование Фурье. В Окно Дольф-Чебышева является наиболее эффективным, поскольку он создает ровный пол для обработки без звона, который в противном случае мог бы вызвать ложные срабатывания.^[13]

Антенна

Импульсный доплеровский радар обычно ограничивается антеннами с механическим наведением и активной фазовой решеткой.

Механические радиочастотные компоненты, такие как волновод, могут вызывать доплеровскую модуляцию из-за фазового сдвига, вызванного вибрацией. Это вводит требование выполнять полный спектр эксплуатационных испытаний с использованием вибростендов, которые могут производить механическую вибрацию большой мощности на всех ожидаемых звуковых частотах.

Доплеровский режим несовместим с большинством фазовых антенных решеток с электронным управлением. Это связано с тем, что элементы фазовращателя в антенне не являются взаимными, и фазовый сдвиг необходимо регулировать до и после каждого импульса передачи. Паразитный фазовый сдвиг возникает из-за внезапного импульса фазового сдвига, и установление во время периода приема между передаваемыми импульсами помещает доплеровскую модуляцию в стационарные помехи. Модуляция приема портит мера производительности для видимости суб-беспорядка. Требуется время установления фазовращателя порядка 50 нс. Начало выборки приемника необходимо отложить, по крайней мере, на 1 постоянную времени установки фазовращателя (или более) на каждые 20 дБ видимости суб-помех.

Большинство антенных фазовращателей, работающих с частотой повторения импульсов выше 1 кГц, вносят паразитный фазовый сдвиг, если не приняты специальные меры, такие как сокращение времени установления фазовращателя до нескольких десятков наносекунд.^[14]

Ниже приводится максимально допустимое время установления для антенны. модули фазового сдвига.

${\displaystyle T={\frac {1}{e^{\frac {\text{SCV}}{20}}\times S\times {\text{PRF}}}},}$

куда

Т = время установления фазовращателя,

SCV = видимость суб-беспорядка в дБ,

S = количество выборок диапазона между каждым импульсом передачи,

PRF = максимальная расчетная частота следования импульсов.

Тип антенны и характеристики сканирования являются практическим соображением для многомодовых радиолокационных систем.

Дифракция

Неровные поверхности, такие как волны и деревья, образуют дифракционную решетку, подходящую для искажения микроволновых сигналов. Импульсный допплер может быть настолько чувствительным, что дифракция с гор, зданий или вершин волн можно использовать для обнаружения быстро движущихся объектов, которые в противном случае заблокированы твердыми препятствиями на линии обзора. Это явление с очень большими потерями становится возможным только тогда, когда радар имеет значительную дополнительную видимость суб-помех.

Рефракция и воздуховоды используют частоту передачи на L-диапазон или ниже, чтобы расширить горизонт, что сильно отличается от дифракции. Преломление за загоризонтный радар использует переменную плотность в воздушном столбе над поверхностью земли для изгиба радиочастотных сигналов. Инверсионный слой может создавать переходные процессы. тропосферный проток который улавливает радиочастотные сигналы в тонком слое воздуха, как волновод.

Видимость субклаттера

Видимость субклаттера включает максимальное отношение мощности препятствия к мощности цели, которое пропорционально динамическому диапазону. Это определяет производительность в плохую погоду и у поверхности земли.

${\displaystyle {\text{dynamic range}}=\min {\begin{cases}{\tfrac {\text{carrier power}}{\text{noise power}}}&{\text{transmit noise, where bandwidth is }}{\tfrac {\text{PRF}}{\text{filter size}}}\\2^{{\text{sample bits}}+{\text{filter size}}}&{\text{receiver dynamic range}}\end{cases}}.}$

Видимость субклаттера - это отношение наименьшего сигнала, который может быть обнаружен в присутствии более сильного сигнала.

${\displaystyle {\text{subclutter visibility}}={\frac {\text{dynamic range}}{\text{CFAR detection threshold}}}.}$

Небольшое отражение от быстро движущейся цели может быть обнаружено в присутствии более крупных отражений от медленных препятствий, если выполняется следующее:

${\displaystyle {\text{target power}}>{\frac {\text{clutter power}}{\text{subclutter visibility}}}.}$

Спектакль

Уравнение импульсного доплеровского радара можно использовать для понимания компромиссов между различными конструктивными ограничениями, такими как потребляемая мощность, дальность обнаружения и опасности для микроволновой безопасности. Это очень простая форма моделирования, позволяющая оценить производительность в стерильной среде.

Теоретическая дальность действия следующая.

${\displaystyle R=\left({\frac {P_{t}G_{t}A_{r}\sigma FD}{16\pi ^{2}K_{b}TBN}}\right)^{\frac {1}{4}},}$

куда

р = расстояние до цели,

п_т = мощность передатчика,

грамм_т = прирост передающей антенны,

А_р = эффективная апертура (площадь) приемной антенны,

σ = радиолокационный разрез, или коэффициент рассеяния мишени,

F = коэффициент распространения диаграммы направленности антенны,

D = Размер доплеровского фильтра (импульсы передачи в каждом Быстрое преобразование Фурье ),

K_б = Постоянная Больцмана,

Т = абсолютная температура,

B = полоса пропускания приемника (полосовой фильтр),

N = коэффициент шума.

Это уравнение выводится путем объединения уравнение радара с уравнение шума и учет распределения внутриполосного шума по множеству фильтров обнаружения. Значение D добавляется к стандартному уравнению дальности радара для учета обоих обработка импульсно-доплеровского сигнала и передатчик FM шумоподавление.

Дальность обнаружения увеличивается пропорционально корню четвертой степени из числа фильтров для заданного энергопотребления. В качестве альтернативы потребление энергии сокращается на количество фильтров для заданного диапазона обнаружения.

Обработка импульсно-доплеровского сигнала интегрирует всю энергию всех отдельных отраженных импульсов, попадающих в фильтр. Это означает обработка импульсно-доплеровского сигнала Система с 1024 элементами обеспечивает улучшение на 30,103 дБ благодаря типу обработки сигнала, который должен использоваться с импульсным доплеровским радаром. Энергия всех отдельных импульсов от объекта складывается в процессе фильтрации.

Обработка сигнала 1024-точечным фильтром улучшает характеристики на 30,103 дБ при условии совместимости передатчика и антенны. Это соответствует увеличению максимальной дистанции на 562%.

Эти усовершенствования являются причиной того, что импульсный доплер необходим для военной и астрономии.

Использование отслеживания самолетов

Импульсно-доплеровский радар обнаружения самолетов имеет два режима.

• Сканировать
• Отслеживать

Режим сканирования включает частотную фильтрацию, определение порога амплитуды и разрешение неоднозначности. Однажды отражение было обнаружен и решено, импульсный доплеровский радар автоматически переходит в режим слежения за объемом пространства вокруг трассы.

Режим трека работает как ФАПЧ, где доплеровская скорость сравнивается с дальностью перемещения при последовательных сканированиях. Замок указывает, что разница между двумя измерениями ниже порогового значения, которое может иметь место только для объекта, удовлетворяющего требованиям Ньютоновская механика. Другие типы электронных сигналов не могут произвести блокировку. Блокировка отсутствует ни в одном другом радаре.

В критерии блокировки необходимо удовлетворять во время нормальной работы.^[15]

• Обработка импульсно-доплеровского сигнала § Замок

Блокировка устраняет необходимость вмешательства человека, за исключением вертолетов и электронные помехи.

Погодные явления подчиняются адиабатический процесс связана с масса воздуха и нет Ньютоновская механика, поэтому критерий блокировки обычно не используется для метеорологического радара.

Обработка импульсно-доплеровского сигнала выборочно исключает отражения с низкой скоростью, чтобы не было обнаружений ниже пороговой скорости. Это устраняет ландшафт, погоду, биологические и механическое заклинивание за исключением самолетов-ловушек.

Целевой доплеровский сигнал от детектора преобразуется из частотная область назад в область времени звук для оператора в режиме отслеживания на некоторых радиолокационных системах. Оператор использует этот звук для пассивной классификации целей, например для распознавания вертолетов и электронных помех.

Вертолеты

Особое внимание необходимо уделить самолетам с большими движущимися частями, потому что импульсный доплеровский радар работает как ФАПЧ. Кончики лезвий, движущиеся со скоростью, близкой к скорости звука, производят единственный сигнал, который можно обнаружить, когда вертолет медленно движется вблизи местности и погоды.

Вертолеты выглядят как быстро пульсирующие излучатели шума, за исключением чистой окружающей среды, свободной от помех. Звуковой сигнал выдается для пассивной идентификации типа находящегося в воздухе объекта. Микроволновый доплеровский сдвиг частоты, вызванный движением рефлектора, попадает в диапазон слышимого звука человеком (20-20 000 Гц), который используется для целевой классификации в дополнение к видам обычных радарный дисплей используется для этой цели, как A-scope, B-scope, C-scope и индикатор RHI. Человеческое ухо может уловить разницу лучше, чем электронное оборудование.

Требуется специальный режим, поскольку информация обратной связи по доплеровской скорости должна быть отключена от радиального движения, чтобы система могла переходить от сканирования к треку без блокировки.

Подобные методы требуются для получения информации о треке для сигналов глушения и помех, которые не могут удовлетворять критериям захвата.

Многорежимный

Радиолокатор с импульсным доплеровским режимом должен быть многорежимным, чтобы управлять траекторией поворота и пересечения самолета.

Находясь в режиме отслеживания, импульсный доплеровский радар должен включать способ изменения доплеровской фильтрации для объема пространства, окружающего трек, когда радиальная скорость падает ниже минимальной скорости обнаружения. Регулировка доплеровского фильтра должна быть связана с функция слежения за радаром для автоматической регулировки скорости отклонения Доплера в объеме пространства вокруг трассы.

Слежение прекратится без этой функции, потому что в противном случае сигнал цели будет отклонен доплеровским фильтром, когда радиальная скорость приближается к нулю, потому что нет изменения частоты.

Многорежимная работа может также включать непрерывное освещение волны для полуактивная радиолокационная система самонаведения.

Смотрите также

• Характеристики радиолокационного сигнала (основы радиолокационного сигнала)
• Доплеровский радар (не импульсный; используется для навигационных систем)
• Метеорологический радар (импульсный с доплеровской обработкой)
• Радар непрерывного действия (неимпульсная, чистая доплеровская обработка)
• Fm-cw радар (неимпульсная, свипирующая частота, диапазон и доплеровская обработка)
• Сглаживание - причина неоднозначных оценок скорости
• Допплерография - измерения скорости в медицинском ультразвуке. По тому же принципу

внешняя ссылка

• Доплеровский радар презентация, в которой подчеркиваются преимущества использования автокорреляционная техника
• Импульсно-доплеровский радар раздаточные материалы из Введение в принципы и применение радара курс в Университете Айовы
• Современные радиолокационные системы Хамиша Мейкле (ISBN  1-58053-294-2)
• Advanced Radar Techniques and Systems под редакцией Гаспаре Галати (ISBN  0-86341-172-X)

Рекомендации

1. Аэродинамика тактических ракет, Том 141. П17. Майкл Дж. Хемш, Американский институт аэронавтики и астронавтики. Американский институт аэронавтики и астронавтики, 1992 г.
2. "Многорежимный радар AN / APQ-174/186". Raytheon.
3. Лян, Лю; Попеску, Михаил; Скубич, Марджори; Ранц, Мэрилин; Ярдиби, Тарик; Каддихи, Пол (2011). «Автоматическое обнаружение падения на основе сигнатуры движения доплеровского радара». Труды 5-й Международной конференции ИККТ по ​​всеобъемлющим компьютерным технологиям в здравоохранении. IEEE PervasiveHealth. Дои:10.4108 / icst.pervasivehealth.2011.245993. ISBN  978-1-936968-15-2. S2CID  14786782.
4. Pace 1991, стр. 152.
5. «Подавление помех (импульсный доплер), разработка радиолокационных систем». Секция IEEE Нью-Гэмпшира, Университет Нью-Гэмпшира.
6. «Путь к Нексраду, разработка доплеровского радара в Национальной лаборатории сильных штормов» (PDF). Национальное управление океанических и атмосферных исследований, Национальная лаборатория сильных штормов.
7. "Как работает доплеровский радар?". Погодный маяк Доплеровский радар.
8. «Видимость субклаттера и фактор улучшения». Архивировано из оригинал 1 января 2011 г.. Получено 29 января, 2011.
9. "Ан / СПС-49 РЛС очень дальнего действия". Федерация американских ученых.
10. «Время ожидания и ударов на сканирование». Radartutorial.
11. «Подавление боковых лепестков». Radartutorial.eu.
12. «Подавление боковых лепестков». Массачусетский Институт Технологий.
13. "Окно Дельфа-Чебышева". Стэндфордский Университет. Получено 29 января, 2011.
14. "Высокомощный фазовращатель L-диапазона" (PDF). Получено 2 августа, 2011.
15. «Обзорная РЛС ДРЛО» (PDF). Норроп Граммонд. Архивировано из оригинал (PDF) на 27 февраля 2009 г.

Библиография

• Пейс, Стив (1991). X-Fighters: экспериментальные и опытные истребители ВВС США, от XP-59 до YF-23. Сент-Пол, Миннесота: Motorbooks International. ISBN  0-87938-540-5.