www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Podstawy radiolokacji

Komórka rozdzielczości

Rysunek 1: Komórka rozdzielczości

Rysunek 1: Komórka rozdzielczości

Co to jest komórka rozdzielczości?

Komórka rozdzielczości

Komórka rozdzielcza charakteryzuje zdolność rozdzielczą w zależności od odległości i współrzędnych kątowych. Zazwyczaj przyjmuje się, że komórka rozdzielcza jest ograniczona szerokością wiązki φ półpośredniej wiązki promieniowania anteny (−3 dB) oraz długością Δt = τi/ 2, gdzie τi jest czasem trwania impulsu nadawczego (lub, w przypadku modulacji wewnątrzimpulsowej, czasem trwania sygnału na wyjściu urządzenia kompresującego impulsy).

Rysunek 1: Komórka rozdzielczości

W przypadku bardzo małych wartości kątów Θaz i Θel, wielkość komórki rozdzielczej można obliczyć według następującego równania:

V = R2·  c0·τ · θaz θel (1)
2

Komórka rozdzielcza może być również traktowana jako cylindryczna w zależności od zastosowanego modelu aproksymacji schematu antenowego do prostych kształtów geometrycznych. W tym przypadku rozdzielczą objętość impulsu oblicza się zgodnie z:

V = π ·R2·  c0·τ · θaz θel gdzie c0 = prędkość światła;
R = odległość do anteny radaru;
τ = czas trwania nadawanego impulsu.
(2)
42

W równaniach (1) i (2) przyjęto, że wartości kątów Θaz i Θel podane są w radianach. Jeżeli są one podane w stopniach, to należy je przeliczyć na radiany mnożąc przez (π/180).

Im szersze jest widmo rozpatrywanego impulsu nadawczego i im węższa jest charakterystyka kierunkowości anteny, tym mniejsza jest komórka rozdzielczości i tym większa jest zdolność rozdzielcza stacji radarowej. Jednocześnie wzrasta odporność na zakłócenia od zakłóceń pasywnych rozmieszczonych w przestrzeni (reflektory dipolowe, zjonizowane chmury, struktury atmosferyczne, cele stałe).

W radarach meteorologicznych większe znaczenie ma komórka rozdzielczości. Ponieważ wraz ze wzrostem odległości komórka rozdzielczości powiększa się, dla tej samej intensywności deszczu zmieści się w niej znacznie więcej kropel deszczu: zwiększa się zatem efektywna powierzchnia odbicia. Dlatego też podstawowe równanie radarowe w radarze pogodowym ma zupełnie inną postać niż w radarach obrony powietrznej.

Z tego powodu w radarach pogodowych mówimy również o celu objętościowym: cel objętościowy całkowicie wypełnia objętość rozdzielczości impulsu. W przeciwieństwie do tego radary obserwacyjne zwykle lokalizują cele punktowe: Obiekt odbijający gubi się w coraz większej objętości rozdzielczości impulsowej wraz ze wzrostem odległości.

Proszę nie mylić komórki rozdzielczości z wielkością komórki zasięgu w przetwarzaniu sygnałów radarowych, tj. komórki pamięci odpowiadającej segmentowi zasięgu. Taki segment zasięgu powinien być co najwyżej o połowę mniejszy od komórki rozdzielczości.

radar
monostatyczny
bistatyczny
odbiornik
pasywny

Rysunek 2: Porównanie komórki rozdzielczości radaru monostatycznego i bistatycznego

radar
monostatyczny
bistatyczny
odbiornik
pasywny

Rysunek 2: Porównanie komórki rozdzielczości radaru monostatycznego i bistatycznego

Komórka rozdzielczości radaru bistatycznego

Komórka rozdzielcza radaru bistatycznego jest przestrzennie znacznie bardziej zmienna niż w przypadku radaru monostatycznego. Efekt ten wynika z faktu, że w bistatycznym odbiorniku pasywnym nie stosuje się anteny kierunkowej. W związku z tym jest on ustawiony na szerokość wiązki połowy mocy anteny nadawczej i odbiera wszystko, co jest oświetlone przez nadajnik. Dla radarów kontroli powietrznej nie ma to większego znaczenia. Jednak dla radaru meteorologicznego zmienia to całe równanie radaru dla celów objętościowych, ponieważ rozdzielczość impulsu zmienia się nie tylko w funkcji odległości, ale teraz także w funkcji kierunku! Dlatego w radarach pogodowych konieczna jest normalizacja odbieranych sygnałów echa do standardowej wielkości objętości rozdzielczości impulsowej, aby można było porównywać reflektywności.