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

Menzil Çözünürlük Yeteneği

Resim 1: Menzilde hedefler arasındaki en küçük açıklık

Resim 1: Menzilde hedefler arasındaki en küçük açıklık

Menzil Çözünürlük Yeteneği

Bir radarın menzil çözünürlük yeteneği birbirine yakın iki hedefi, iki farklı hedef olarak algılayabilmesi ve ekranda görüntüleyebilmesidir. Çözünürlük yeteneği yalnızca menzil için değildir. Ayrıca azimut- ve yükseklik açı çözünürlükleri de vardır. Özellikle atış-kontrol radarlarının hedefleri metre doğruluğunda birbirinden ayırt edecek kadar hassas olması gerekir. Arama radarları genellikle daha az hassastır ve ancak birbirlerinden yüzlerce metre veya mil mertebesinde açıklık bulunan hedefleri ayırt edebilirler.

Bir radarın çözünürlük yeteneği radara göreli olarak aynı azimut - ve yükseklik açısında bulunan, menzilleri birbirine yakın iki hedefi farklı iki hedef olarak algılaması ve ekranda görüntülemesidir. Menzil çözünürlüğü τ gönderim darbesi genişliğinin menzil hattı üzerinde kapladığı yoldur. Gönderim darbesinin kat ettiği bu yol L = c0 · τ eşitliği ile hesaplanır. Eğer iki hedef radyal olarak (yani hedef-radar hattı üzerinde iken) birbirine yakın ise bu iki hedefin yankı işaretleri birleşir, tek bir yankı işareti haline gelir ve alıcı bunları artık ayırt edemez ve tek bir hedef imiş gibi ekranda görüntülenir. Menzil (radyal) çözünürlüğü her iki hedef yankısının iki farklı hedef yankısı olarak algılandığı ve işlendiği sınır durumudur. Diğer bir ifade ile iki ayrı hedef halinde görüntülenebilmesi için bu iki hedef arasında bulunması gereken radyal açıklığın kritik değeridir.

Menzil çözünürlüğünün kalitesi gönderilen darbenin genişliğine, hedeflerin tipine ve boyutuna, alıcının ve ekranın verimine bağlıdır. Menzil çözünürlüğünü belirleyen en önemli etmen gönderilen darbenin genişliğidir. Diğer bütün parametreleri en iyi verimlilikte tasarlanmış bir radar sisteminde aralarında yarı darbe süresine karşılık gelen bir açıklık bulunan hedeflerin radarda birbirinden ayırt edilmesi gerekir. Bir radar sisteminin teorik menzil çözünürlüğü Sr (Spacing, radial) aşağıdaki formül ile hesaplanır:

Sr c0 · τ Sr = Menzil çözünürlüğü
τ = Gönderim darbesinin genişliği
c0 = Işık hızı
(1)
2

Resim 1 de gönderim darbesinin yayılması zaman çizelgesi ile karşılaştırılsa da, bir radar da ölçeğin genellikle t ∼ 2·R olduğunu hatırınızda çıkartmayınız. Takip eden resimlerde darbelerin bireysel hareketleri yer almaktadır. Resim 2 deki hedefler arasındaki açıklık yetersizdir ve iki hedefin yankı işareti birleşirler. Bu birleşen yankı işaretinin süresinin karşılığı 500 m yi bulmaktadır!

Resim 2: Hedefler arasındaki açıklık az

Resim 3: Hedefler arasındaki açıklık yeterli

İki hedeften gelen tek hedef işaretinin canlandırılması. 
(Büyütmek için tıklayınız: 800·320 piksel = 122 kByte)

Resim 2: Hedefler arasındaki açıklık az

İyi bir menzil çözünürlüğü için olabildiğince kısa süreli bir gönderim darbesi gerekir. Ancak bu gönderim darbesinin radarı uzun menzillere ulaşabilmesini sağlayacak çok yüksek bir darbe gücüne de sahip olması gerekir

İki hedef işaretinin canlandırılması. 
(Büyütmek için tıklayınız: 800·320 piksel = 128 kByte)

Resim 3: Hedefler arasındaki açıklık yeterli

Resim 3 deki uçaklar arasındaki açıklık yeterince geniştir ve düzgün iki ayrı yankı işareti alınır.

Darbe-içi modülasyonlu radar aygıtları

Resim 4: Gönderici bant genişliğine bağlı olarak menzil çözünürlüğü

Resim 4: Gönderici bant genişliğine bağlı olarak menzil çözünürlüğü

Darbe sıkıştırma tekniği kullanan radarlarda menzil çözünürlüğü gönderim darbesinin süresi ile değil, Darbe Sıkıştırma Devresinin çıkış terminalindeki darbe süresi ile belirlenmektedir. Menzil çözünürlüğü bu çıkış darbesinin BWtx bant genişliğine bağlıdır (ve bunun bir sonucu olarakta yankı işaretinin izgesinin (spectrum) tamamını işleyebilmesi için alıcının bant genişliği de en az bu değerde olmalıdır).

Sr c0 (2)
2 · BWtx

Böylece radarlar uzun gönderim darbe genişliklerine rağmen çok daha iyi bir menzil çözünürlüğüne ulaşırlar. Gürültü, modülasyon desenine eşzamanlı olamadığından etkisi azdır. Bir yankı işareti gürültü seviyesinden çok daha küçük olsa bile ayırt edilebilir. Yani, çok küçük darbe güçlerinde bile radar çok uzun bir menzile ulaşabilir. Daha yüksek bir bant genişliği, daha kuvvetli bir darbe sıkıştırma yapılabileceği anlamına gelir, böylece sıkıştırılmış darbenin süresi daha da kısalacak ve menzil çözünürlük yeteneği daha da iyileşecektir. Resim 4 menzil çözünürlüğü ile bant genişliği arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Teorik olarak 1,5 m lik bir menzil çözünürlüğü 100 MHz lik bir bant genişliği ile elde edilebilir.