Célula de resolução de um radar
Figura 1: A célula de resolução
O que é a célula de resolução?
Célula de resolução de um radar
A célula de resolução caracteriza a capacidade de resolução conjunta de acordo com a distância e as coordenadas angulares. Normalmente, a célula de resolução é assumida como limitada pela largura do feixe de meia potência φ do padrão de diretividade da antena (−3 dB) e o comprimento Δt = τi/ 2, sendo τi a duração do pulso de transmissão (ou, no caso de modulação intra-pulso, pela duração do sinal na saída do dispositivo de compressão do pulso).
Figura 1: A célula de resolução
No caso de um valor muito pequeno dos ângulos Θaz e Θel, o tamanho da célula de resolução pode ser calculado de acordo com a seguinte equação:
| V = R2· | c0·τ | · θaz θel | (1) |
| 2 |
A célula de resolução também pode ser considerada como cilíndrica, dependendo do modelo utilizado de uma aproximação do padrão da antena a formas geométricas simples. Neste caso, o volume de resolução de pulso é calculado de acordo com:
| V = | π | ·R2· | c0·τ | · θaz θel | onde | c0 = velocidade da luz; R = distância até a antena de radar; τ = duração do pulso transmitido. |
(2) |
| 4 | 2 |
Nas equações (1) e (2) assume-se que os valores dos ângulos Θaz e Θel são dados em radianos. Se estiverem em graus, devem ser convertidos em radianos multiplicando-se por (π/180).
Quanto mais largo o espectro do pulso de transmissão considerado e quanto mais estreito for o padrão de diretividade da antena, menor será a célula de resolução e maior será a capacidade de resolução da estação de radar. Ao mesmo tempo, aumenta a imunidade a interferências de distúrbios passivos distribuídos no espaço (refletores dipolo, nuvens ionizadas, estruturas atmosféricas, alvos fixos).
No radar meteorológico, a célula de resolução tem uma importância maior. Uma vez que a célula de resolução com distância crescente, muito mais gotas de chuva agora cabem nela para a mesma intensidade de chuva: a área efetiva de reflexão também aumentará assim. Portanto, a equação básica de radar no radar meteorológico tem uma forma completamente diferente do que em um radar de defesa aérea.
Por causa disso, no radar meteorológico também falamos de um alvo de volume: o alvo de volume preenche completamente o volume de resolução do pulso. Em contraste, os radares de vigilância geralmente localizam alvos pontuais: O objeto refletor se perde no volume de resolução de pulso sempre crescente com o aumento da distância.
Não confunda a célula de resolução com o tamanho de uma célula de alcance no processamento de sinais de radar, ou seja, a célula de memória correspondente a um segmento de alcance. Tal segmento de alcance deve ter, no máximo, metade do tamanho da célula de resolução.
monostático
passivo
biestático
Figura 2: Célula de resolução comparativa de radar monoestático e biestático
monostático
passivo
biestático
Figura 2: Célula de resolução comparativa de radar monoestático e biestático
Célula de resolução com radar biestático
A célula de resolução com radar biestático é espacialmente muito mais variável do que com um radar monostático. Este efeito é porque o receptor biestático passivo não utiliza uma antena direcional. Assim, ele é fixado à meia largura de feixe de potência da antena transmissora e recebe tudo iluminado pelo transmissor. Para o radar de vigilância aérea, isto tem pouco significado. Entretanto, para radares meteorológicos, isto muda toda a equação de radar para alvos de volume, uma vez que o volume de resolução de pulso não só muda em função da distância, mas agora também em função da direção! Portanto, exige no radar meteorológico uma normalização dos sinais de eco recebidos para um tamanho padrão do volume de resolução de pulso para tornar as reflexibilidades comparáveis.