Dilema Doppler
Ilustrație 1: Afișarea unui semnal radar pe un analizor de spectru
Dilema Doppler
Într-un radar cu impulsuri, modularea frecvenței de transmisie constă într-o secvență periodică de impulsuri pătrate. Spectrul de frecvență al acestui semnal transmis este un spectru de linii în formă de pieptene cu o spațiere între linii egală cu frecvența de repetiție a impulsurilor. Liniile individuale nu pot fi separate printr-o comparație de amplitudine. În cazul unui reflector în mișcare, întregul spectru de linii al semnalului recepționat din figura 1 este ușor deplasat fie spre stânga, fie spre dreapta, datorită efectului Doppler, în funcție de direcția vitezei radiale. Un spectru recepționat decalat de efectul Doppler poate fi utilizat pentru măsurarea neechivocă a vitezei numai dacă decalarea întregului spectru este mai mică decât distanța dintre linii în spectru. Aceasta înseamnă că frecvența Doppler trebuie să fie mai mică decât frecvența de repetiție a impulsurilor fPRF.
În conformitate cu ecuația pentru frecvența Doppler fD, se poate calcula intervalul vitezei radiale unice vr:
| fPRF > |fD| = | 2 · vr · ftx | (1) |
| c0 |
| vr < | c0 · fPRF | (2) |
| 2 ftx |
Această ecuație se aplică numai dacă se cunoaște direcția de deplasare, adică dacă se știe dacă ținta se îndepărtează sau se apropie de radar. În cazul în care aceasta nu este cunoscută, atunci valoarea unică a vitezei este înjumătățită din nou:
| vr < | c0 · fPRF | (3) |
| 4 ftx |
Ilustrație 2: Dependența de frecvență a unei măsurători neambigue a distanței maxime și a vitezei radiale maxime
Ilustrație 2: Dependența de frecvență a unei măsurători neambigue a distanței maxime și a vitezei radiale maxime
Cu toate acestea, frecvența de repetiție a impulsurilor determină, de asemenea, distanța maximă de măsurare neechivocă. Numai o distanță maximă de măsurare neechivocă sau o viteză maximă de măsurare neechivocă poate fi optimizată la maxim. Această constelație contrară se mai numește și dilema Doppler.
Dacă durata impulsului de emisie este mult mai mică decât perioada de urmărire a impulsului, atunci se poate utiliza relația c0 /2·Rmax pentru fPRF:
| Rmax · vr < | c02 | (4) |
| 8 ftx |
Astfel, numai frecvența de transmisie ftx determină măsura în care o distanță unică și o viteză unică a țintelor pot fi măsurate simultan.
Dilema Doppler: o frecvență de repetiție a impulsurilor scăzută pentru măsurarea fără ambiguitate a unei distanțe mari are ca rezultat simultan o gamă foarte slabă pentru măsurarea fără ambiguitate a vitezei (și viceversa).
În acest caz, alegerea unei frecvențe de repetiție a impulsurilor favorabile este fie un compromis, fie trebuie luate măsuri suplimentare pentru a obține ambele mărimi într-un domeniu de măsurare suficient. De exemplu, poate fi selectată o frecvență de transmisie extrem de ridicată sau impulsurile de transmisie pot fi prevăzute cu o modulație individuală, ceea ce permite apoi ca semnalele de ecou de la un impuls anterior să îi fie atribuite din nou, chiar dacă au fost recepționate doar într-o perioadă de impulsuri ulterioară.