www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Hızın Belirsizliği

Resim 1: Bir radar işaretinin bir izge çözümleyicideki (spectrum analyser) görüntüsü

Resim 1: Bir radar işaretinin bir izge çözümleyicideki (Spectrumanalyser) görüntüsü

Hızın Belirsizliği

(Doppler ambiguity)

Bir darbe radarında gönderim frekansının modülasyonu dikdörtgen biçimli bir periyodik darbe dizisi ile yapılır. Bu gönderim işaretinin frekans izgesi (frequency spectrum) Darbe Tekrarlama Frekans değerine eşit aralıklarla dizilmiş taraksı çizgiler biçimindedir. Bu bireysel çizgiler bir genlik karşılaştırması ile ayırt edilemez. Kayma miktarı bu küçük aralıkların birkaç tanesinin büyüklüğü kadarsa, karşılaştırmanın genlikler vasıtasıyla yapılabileceği düşünülebilir. Ancak bunun için gönderim ve alım yankı işaretlerinin genlikleri kesinlikle aynı olmalıdır. Bu durum olası değildir. Hatta grafik içindeki genliklerin göreli büyüklükleri bile birbirleri ile karşılaştırılamaz, çünkü alınan işaretler süzgeç ve yükselteç devrelerinden geçerken her bir frekans bileşeni farklı yükseltilir, sonuçta bu işaret artık özgün olmaktan çıkar. Hareket eden bir yansıtıcı nesne ile alım işaretinin çizgi halindeki izgesinin tamamı Doppler etkisi ile radyal hızın yönüne bağlı olarak ya hafifçe sola ya da sağa doğru kayabilir. Bir Doppler etkisi ile kaymış alım işaretinin izgesi, izgenin tümünün kayma miktarı, izgedeki çizgiler arasındaki açıklıktan daha küçük ise bir hatasız hız ölçümü için kullanılabilir. Bu, Doppler frekansının, fPRF darbe tekrarlama frekansından daha küçük olması gerektiği anlamına gelir.

Doppler frekans fD denklemiyle, vr radyal hızın hatasız ölçülebildiği bölge hesaplanabilir:

fPRF > |fD| = 2 · vr · ftx (1)
c0
vr < c0 · fPRF (2)
2 ftx

Bu denklem yalnızca, kaymanın yönü- yani hedef radara yaklaşıyor mu yoksa radardan uzaklaşıyor mu – biliniyorsa kullanılabilir. Eğer yön bilinmiyorsa hızın hatasız değeri bir daha ikiye bölünür:

vr < c0 · fPRF (3)
4 ftx

Resim 2: Hatasız Ölçülebilen En Büyük Menzilin ve Hatasız Ölçülebilen En Büyük Radyal Hızın frekansa olan bağımlılığı

Hatasız Ölçülebilen En Büyük Radyal Hız (m/s)
Hatasız Ölçülebilen En Büyük Menzil (km)

Resim 2: Hatasız Ölçülebilen En Büyük Menzilin ve Hatasız Ölçülebilen En Büyük Radyal Hızın frekansa olan bağımlılığı

Bununla beraber, Darbe Tekrarlama Frekansı bir En Büyük Hatasız Menzilin ölçülmesinde de kullanılır. Darbe Tekrarlama Frekansı, En Büyük Hatasız Menzil ya da En Büyük Hatasız Hız ölçümünden yalnızca birisi için bir en uygun değere ayarlanabilir. Bu zıt konumlanma (constellation) „Doppler İkilemi“ olarak adlandırılmaktadır.

Gönderim darbesinin süresi darbe tekrarlama frekansının süresinden çok daha küçük ise fPRF için denkleme c0 /2·Rmax konulur:

Rmax · vr < c02 (4)
8 ftx

Böylece hedeflerin menzil ve radyal hızının nereye kadar hatasız eşzamanlı ölçülebileceği sadece ftx gönderim frekansının değerine bağlı olmuş olacaktır.

Doppler ikilemi (Doppler-dilemma): Düşük bir Darbe Tekrarlama Frekansı ile bir büyük menzilde hatasız menzil ölçümü sırasında radyal hızın hatasız ölçülebileceği bölge çok daralır (ya da tam tersi). Darbe Tekrarlama Frekansı arttıkça, beraberinde Doppler frekansta artacak ve daha hatasız bir hız ölçüm bölgesi genişleyecektir. Ancak menzil ölçüm doğruluğu kötüleşecektir.

Uygun bir Darbe Tekrarlama Frekansı değeri seçilirken yapılacak ölçümlerden birisinden vazgeçilmeli, ya da her iki büyüklüğün yeterince büyük bir ölçüm bölgesinde aynı anda ölçülmesi gerekiyorsa o zaman ek önlemler alınmalıdır. Şimdi, darbeden darbeye farklı modüle edilmiş gönderim darbesi menzildeki bu belirsizliği iyileştirebilir. O zaman her bir yankı işareti, birkaç darbe periyodu sonra alıcıya ulaşsa bile, ilgili gönderim darbesine atanabilir. Özetle: Bir yandan çok yüksek bir Darbe Tekrarlama Frekansı kullanarak hatasız bir radyal hız ölçümü yapılabildiği gibi, hatasız bir menzil ölçümü de gerçekleştirilebilir.