www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Alıcı Bant Genişliği

frekans (MHz)
B = 1,6 MHz

Resim 1: –3 dB (yarı-güç) bant genişliğine sahip bir bant geçiren süzgecin kazanç eğrisi

[dB]
frekans (MHz)
B = 1,6 MHz

Resim 1: –3 dB (yarı-güç) bant genişliğine sahip bir bant geçiren süzgecin kazanç eğrisi

Größenänderung eines Signals in einem Bandpass mit einer -3 dB Bandbreite
frekans (MHz)
B = 1,6 MHz

Resim 1: –3 dB (yarı-güç) bant genişliğine sahip bir bant geçiren süzgecin kazanç eğrisi

Alıcı Bant Genişliği

Bant Genişliği

B, BW ya da Δf olarak adlandırılan bant genişliği bir radar alıcısının alt ve üst kesme frekans (cutoff frequency) değerlerinin arasındaki frekansın Hertz cinsinden farkıdır. Bir temel bant sinyalinde bant genişliği üst kesme frekansına (upper cutoff frequency) eşittir. Radar alıcılarında bant genişliğini genellikle ara frekans yükselticisi bant süzgecinin bant genişliği belirler. Alıcı aygıtı alınan yankı sinyalinin tüm bant genişliği boyunca çalışabilmelidir.

Bant genişliği arttıkça alıcıya giren sinyalin temel gürültü bileşeni benzeri şekilde artar. Temel gürültünün tüm frekanslara istatiksel olarak dağılmış olması nedeniyle daha büyük bant genişliklerinde alınan gürültüde artar, sinyal-gürültü oranı azalır ve dolayısı ile alıcının duyarlılığı da (sensitivity) azalır.

Bant genişliği, kabaca sinyal ile taşınan veri miktarına orantılıdır. Bir dikdörtgen darbeyi Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) ile çözümlemek için alıcının bant genişliği bu dikdörtgen darbeye Fourier Dönüşümü uygulandığında ortaya çıkan en yüksek frekanslı sinüs dalga bileşenini kapsamalıdır. Bant genişliği arttıkça, darbelerin yükselen ve inen cepheleri o kadar kısalır ve dikleşir ve darbe bir dikdörtgen darbe biçiminden uzaklaşır.

Darbe süresi τ olan bir yarı sinüs dalgası biçimindeki bir darbe için gerekli bant genişliği genellikle:

B = 1 (1)

τ

Yansıyan sinyaldeki Doppler içeriği bu yansıyan sinyalin darbe süresini ve sinyal bant genişliğini değiştirir. Radara yaklaşmakta olan hedeflerden yansıyan sinyallerde darbesi süresi azalır ve sinyal bant genişliği artar. Bu nedenle alıcının bant genişliği radardan gönderilen darbe sinyallerinin bant genişliğinden daima bir miktar daha büyük olmalıdır.

Gönderim darbeleri intra-darbe modüle edilen radar sistemlerinde alıcı bant genişliği darbe süresinin tersinden çok daha büyüktür. Burada alıcı için gerekli bant genişliği; yapılan intra-modülasyonun cinsine, ağırlık dağılımına ve sıkıştırılmış darbenin süresine bağlıdır. Bir doğrusal frekans modülasyonda bant genişliği arttıkça menzil hücre hacmi küçülür ve menzil çözünürlük yeteneği artar. Darbe sıkıştırılmasında zaman-yan-loblarının büyüklüğü, keza alıcı devresinin bant genişliğine bağlıdır. Darbe sıkıştırma katsayısı arttıkça (yani darbe sıkıştırma devresinin çıkışındaki darbenin süresi kısaldıkça), alıcı bant genişliğinin sabit kalması koşuluyla, radarın zaman-yan-lobları git gide büyür. Günümüz teknolojisinde 200 MHz lik bir alıcı bant genişliğine ulaşılmıştır. Çok pahalı alıcıların bant genişlikleri radar-sinyal- işlemcisi ile ayarlanabilmektedir.

Zaman-Bant Genişliği Çarpımı

Bir darbe sıkıştırma işlemini belirtmekte en yaygın kullanılan büyüklük τ·B (µs·MHz cinsinden) olarak verilen Zaman-Bant Genişliği Çarpımıdır. Bu, darbe süresi ile bant genişliğinin çarpımıdır. Bu τ·B değeri muhtelif radarlarda 5 ila 1000 arasında değişmektedir. Örneğin 5 ila 15 arasında gibi oldukça küçük bu çarpım değerine sahip günümüz teknolojisinin devrelerinde zaman-yan-lobları 35 dB e kadar bastırılabilmektedir. 15 ila 500 arasındaki daha büyük çarpım değerlerinde, yansıma sinyalinde beklenen Doppler içeriğine ve ara frekansın (IF) büyüklüğüne bağlı olarak bu bastırma değeri 45 dB e ulaşmaktadır.

Birkaç nano saniye süreli darbelerin sıkıştırılmasında 1000 gibi zaman-bant genişliği çarpımı değerine ulaşılan radarlarda bir metre gibi oldukça iyi bir menzil çözünürlüğü elde edilebilmektedir. Böylece hem hedeften doğrudan ve hem de yer yüzeyinden eş zamanlı olarak yansıyan sinyallerin geri dönüş sürelerinin karşılaştırılması ile ayrıca yükseklik ölçümü de yapılabilmektedir.