www.radartutorial.eu Principiile Radiolocaţiei

Controlul şi sincronizarea radarului

Instalaţiile din compunerea unui radar trebuie să lucreze împreună şi într-un mod bine coordonat în timp. Din acest motiv este nevoie de un anumit număr de impulsuri de sincronizare şi de control, acestea determinând care circuit trebuie să lucreze şi la ce moment anume în fiecare perioadă de repetiţie. Radarele analogice mai vechi foloseau impulsuri de sincronizare foarte scurte, numite şi impulsuri de pornire sau de punere în funcţiune. Ele erau generate de circuite cu tuburi electronice, de obicei oscilatoare şi generatoare autoblocate. Radarele moderne coerente folosesc mai multe tipuri de impulsuri dreptunghiulare scurte pentru comanda şi sincronizarea diferitelor instalaţii. Comanda funcţionării acestor instalaţii se poate face fie pe durata impulsurilor de control, fie pe fronturile acestor impulsuri. Impulsurile de sincronizare şi control sunt produse folosind un oscilator pilot foarte stabil, urmat de o serie de divizoare, multiplicatoare şi amestecătoare de frecvenţă. Numărul şi denumirea impulsurilor de sincronizare şi de control diferă de la radar la radar.

Oscilator
pilot
Divizor de
frecvenţă
Generator
impulsuri
de tact
Sincronizator
Excitator
Generator
formă
de undă
Generator
STC
Emiţător
Comutator
de antenă
Receptor
Convertor
Analog/Numeric

Figura 1: Generarea şi distribuţia semnalelor de sincronizare şi de tact

Oscilator
pilot
Divizor de
frecvenţă
Generator
impulsuri
de tact
Sincronizator
Excitator
Generator
formă de undă
Generator
STC
Emiţător
Comutator
de antenă
Receptor
Convertor
Analog/Numeric

Figura 1: Generarea şi distribuţia semnalelor de sincronizare şi de tact

Divizor de
frecvenţă
Generator
impulsuri
de tact
Sincronizator
Emiţător
Comutator
de antenă
Receptor
Convertor
Analog/Numeric

Figura 1: Generarea şi distribuţia semnalelor de sincronizare şi de tact

În figura 1 este prezentată o schemă de producere a impulsurilor de control şi sincronizare şi de distribuţie a acestora la instalaţiile radarului. Totul pleacă de la un oscilator pilot, de obicei de 100 MHz, care asigură referinţa de fază pentru semnalele de emisie şi de recepţie (coerenţa). Acest oscilator este de regulă un oscilator cu cuarţ, prevăzut uneori cu un reostat pentru o mai bună stabilitate a frecvenţei şi a fazei. Oscilatorul pilot poate fi sincronizat cu o sursă de timp UTC (Coordinated Universal Time) asigurată de un receptor GPS.

Frecvenţa oscilatorului pilot este divizată pentru a produce diverse semnale pentru comanda şi sincronizarea instalaţiilor radarului, precum procesorul de semnal sau calculatorul. Toate semnalele rezultate în urma divizărilor de frecvenţă sunt trimise la generatorul impulsurilor de tact (numite şi de ceas sau de clock) şi la sincronizator.

Figura 2: Patru impulsuri de tact decalate în timp

Figura 2: Patru impulsuri de tact decalate în timp

Generatorul impulsurilor de tact asigură semnalul de ceas pentru întregul sistem radar. Frecvenţa relativ ridicată a oscilatorului pilot asigură o precizie foarte bună, dar e dificil de distribuit la toate sistemele radarului, deoarece conductoarele au proprietăţile unor antene. La o frecvenţă de 100 MHz un conductor de aproximativ 1 m are lungimea comparabilă cu a unui dipol. Din acest motiv pentru ceasul sistemului radar este utilizată o frecvenţă mai mică, de exemplu 25 MHz. Pentru a asigura aceeaşi precizie ca frecvenţa de 100 MHz sunt folosite patru semnale de tact de 25 MHz, întârziate cu câte un sfert din durata impulsului de tact. Aceste patru semnale de tact sunt distribuite la fiecare subsistem al radarului şi utilizate pentru sincronizarea funcţionării. Pentru a asigura diversele relaţii de timp în funcţionare, semnalele de tact pot fi întârziate prin intermediul conductoarelor de diferite lungimi.

Cele mai importante impulsuri de control şi sincronizare sunt impulsul de start sau de distanţă zero (Zero Range Trigger), care comandă începutul impulsului de sondaj, respectiv impulsul cu durata egală cu a impulsului de sondaj (Transmit Gate). Ambele impulsuri pot avea anumite întârzieri: unele circuite pot avea nevoie de o perioadă de iniţializare de câteva microsecunde înainte de începutul impulsului de sondaj. Aceste impulsuri de pre-iniţializare comandă acele circuite care sunt oprite pe durata emisiei, exemplu: receptorul, procesorul de semnal sau indicatorul. Impulsul de control cu durata egală cu a semnalului de sondaj comandă circuitele active pe timpul emisiei: generatorul formei de undă, excitatorul, comutatorul de antenă (cu diode PIN). Acest impuls are de obicei durata puţin mai mare decât a impulsului de sondaj, principalul motiv fiind că amplificatoarele de putere din emiţător trebuie să fie alimentate cu puţin timp înainte de a începe impulsul de sondaj, rămânând alimentate şi un timp scurt după terminarea formei de undă de emisie.