www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Alıcı duyarlılığı

Radar aygıtlarında alıcı duyarlılığının ölçüm koşulları maalesef standardize edilmiş değildir. Bunlar üreticisi tarafından verilmiş ölçüm- ve test şartnamelerine bağlıdır. Ölçüm sonuçları genellikle MDS kısaltması ile adlandırılır. Bu kavramının farklı iki anlamı vardır:

En Küçük Algılanabilir İşaret (EKAİ)
En Küçük Algılanabilir İşaret (Minimum Detectable Signal, MDS) kavramı, bir hedefin kimliğinin otomatik biçimde mümkün olabilecek en küçük bir alım gücü ile tayin edilmesinde kullanılır.
Yalnız: Bu işaretin, gerçekten bir hedef işareti olarak işlenmesine devam edilebileceği konusu uzun bir süredir açıklığa kavuşmuş değildir.

En Küçük Ayırt Edilebilir İşaret (EKAEİ)
En Küçük Ayırt Edilebilir İşaret (Minimum Discernible Signal, MDS) kavramı ise, sıkça, bir operatör tarafından işaretin, gürültü işaretlerinden hâlâ seziliyor olması gerektiği durumda kullanılır.
(Bu değer çoğu kez En Küçük Algılanabilir İşaret değerinin çok altındadır!)

Bu iki kavramdan hangisinin yeğleneceği, işaretlerin, yükselteçler ve süzgeçlerle hâlâ analog işlenip işlenmediğine ve hedef kimliğinin bir kullanıcı tarafından ekranda görsel olarak görüntülenip görüntülenmediğine, ya da eğer sayısalsa, yani ekranda yalnızca radar işaret işlemcisi tarafından tanınan hedeflerin halen görüntülenip görüntülenmediğine bağlıdır.

Seyrek kullanılan, operatörün yorumuna muhtaç iki kavram daha vardır: En Küçük Görünür İşaret (EKGİ) [Minimum Visible Signal, MVS] ve Teğetsel Duyarlılık (Tangential Sensitivity). Burada alınan faydalı işaret sadece gürültü ile değil, daha ziyade sabit hedef yankıları gibi, sıkça genlikleri kuvvetle değişen ve sonucunda bir sabit ipucu vermeyen diğer parazit işaretleri ile karşılaştırılır.

Bununla birlikte, burada kullanılan oldukça kararlı parametre genellikle referans parametre olarak kullanılan, alıcı sisteminin arka plan gürültüsüdür. Bu parametre radar aygıtının tasarlanan menziline ulaşmak için gerekli olan bir İşaret-Gürültü Oranı olarak tanımlanır.

En Küçük Ayırt Edilebilir İşaret (EKAEİ)

Alıcı girişinde en küçük alınabilir gücün (Pgirişen küçük) ekranda hâlâ ayırt edilebilir bir işaret yaratabilen en büyük değeri En Küçük Ayırt Edilebilir İşaret (Minimum Discernible Signal, MDS) olarak adlandırılır.

Bu değer çoğu kez bir ekranda (A-Scope ya da PPI) saptanır ve eğer işaret hâlâ ekranda tanınabiliyorsa alıcı girişindeki gücün göstergesidir. Bu değer genellikle dBm olarak verilir ve -110 dBm ila -113 dBm arasında bir değere sahiptir. Maalesef bu değer ölçüm sırasında genellikle kişiye göre yorumlanır. Ortalama gürültü seviyesi tahmin edilirken, bu seviyenin ekranda birkaç milimetre içinde kolayca değişebileceğini bilmek gerekir. Böylece, ölçüm sonucu zaten istenen sonuca uyarlanabilir.

ortalama
gürültü seviyesi
MDS
3 dB

Resim 1: Duyarlılık ölçüm osilogramı

Minimum Algılanabilir İşaretin tanımı
ortalama
gürültü seviyesi
MDS
3 dB

Resim 1: Duyarlılık ölçüm osilogramı

En Küçük Algılanabilir İşaret (EKAİ)

En Küçük Algılanabilir İşaret, alıcı girişinde alınması mümkün olabilen en küçük güç (Pgirişen küçük) ile bir çizit çıkarıcı (plot extractor) tarafından hâlâ işlenebilen işaret olarak adlandırılır.

Bu değer daha ziyade ara frekans katı çıkışında (sıkça I&Q- algılayıcısından önce) ölçülür ve eğer ölçülen işaret temel gürültü ortalamasının 3 dB yukarısında bir seviyede ise alıcı girişindeki gücü ifade eder. Bu, en çok dBm ile ifade edilir ve iyi radar alıcılarında, çok küçük işaret değerleri olan, -100 dBm ila -103 dBm arasında bir değerdir.

Aşağıdaki ölçümle bu değer belirlenir:

Uygun bir darbe üreteci ile Darbe Tekrarlama Frekansı ile tekrarlanan 1 mW (=0 dBm) güce sahip darbeler üretilir. Bu darbeler bir değişken zayıflatma devresinden geçirilerek alım hattına verilir. Alıcı videosu bir osiloskopa aktarılır. YF-işaretleri, şimdi alınan işaretin genliği ortalama gürültü seviyesinin 3 dB üzerinde kalana kadar (yani işaret-gürültü oranı 4:1) değişken zayıflatma devresinin yardımıyla zayıflatılır. Değişken zayıflama devresinin çıkışında okunan bu değere ölçüm setindeki elemanların (kablo, bağlaştırıcı, alım hattı gibi) kayıpları da eklenir. Çıkan sonuç, ölçümün yapıldığı alıcının En Küçük Algılanabilir İşaretin değeridir.

Antene
Değişken
zayıflatma
devresi
0...–120 dB
Yönlü
bağlaştırıcı
–31,5dB
Dubleks
aygıt
Alıcı
Gönderici
YF-darbe
üreteci
 0 dBm
Eşzamanlı
darbe
–0,5 dB
–5 dB kalibreli kablo
–0,5 dB Soket bağlantı kaybı

Resim 2: MDS için ölçüm seti; yönlü bağlaştırıcı, soket bağlantıları ve kablolardaki zayıflamalat dikkate alınmalıdır

Antene
Değişken
zayıflatma
devresi
0...–120 dB
Yönlü
bağlaştırıcı
–31,5dB
Dubleks
aygıt
Alıcı
Gönderici
YF-darbe
üreteci
 0 dBm
Eşzamanlı
darbe
–0,5 dB
–5 dB kalibreli kablo
–0,5 dB Soket bağlantı kaybı

Resim 2: MDS için ölçüm seti; yönlü bağlaştırıcı, soket bağlantıları ve kablolardaki zayıflamalat dikkate alınmalıdır

Bu ölçüm seti örneğinde okunan değere (örneğin -100 dB) kablolar ve her iki soketten gelen zayıflatmalarda eklenmelidir. Alıcıya vardığında kayıplar şimdiden -106 dBm oldu!

En Küçük Algılanabilir İşaret ölçümü sırasında osiloskopta görülen gürültü işaretinin bir sabit genliği bulunmaması kesin ölçüm değerlerinin elde edilmesini zorlaştırır. Ölçüm sonuçlarının tolerans aralığını dar tutmak için, gürültü işaretinin sayısal olarak elde edilen değerinin ve yüksek frekans işaretinin, bu değerin 4 katına kadar zayıflatılarak elde edilen değeriyle bir optik ortalaması alınır.