Пасивни смущения в радара
Изображение 1: Радарът получава ехо от всички обекти в диаграмата на антената, включително и от нежелани обекти.
Изображение 1: Радарът получава ехо от всички обекти в диаграмата на антената, включително и от нежелани обекти.
Пасивни смущения в радара
Радарното ехо се генерира от почти всички повърхности, върху които попадат електромагнитните вълни, излъчвани от радарите. Поради това наред с ехото от целта има и много нежелани сигнали с различен произход. В радарите за откриване нежеланите сигнали обикновено включват шум и смущения. Шумът беше разгледан по-рано във въведението ни в основите на радарите. Смущенията се разделят на активни и пасивни. В контекста на този раздел (кохерентен радар) ще се интересуваме главно от пасивните смущения, тъй като именно технологията за обработка на сигналите на кохерентните радари позволява ефективно справяне с пасивните смущения. На Изображение 2 е показан дисплеят на радара, на който се виждат различни видове целеви маркировки и пасивни смутители.
В радарите пасивните смущения са сигнали, отразени от земята и местни обекти, морската повърхност, хидрометеорологични образувания (т.нар. хидрометеори), птици и насекоми. Трябва да се отбележи, че определението за пасивна намеса зависи и от предназначението на радара. Например сигналите, отразени от хидрометеорите, не пречат на метеорологични радари, предназначени за откриване и изучаване на метеорологични явления. За радарите за контрол на въздуха обаче такива сигнали биха били смущаващи и трябва да бъдат потиснати.
хидрометеори
от местни
обекти
Изображение 2: Индикатор за кръгов обзор на радара за контрол на въздушното движение, показващ маркировката на целта и пасивните смущения
хидрометеори
от местни
обекти
Изображение 2: Индикатор за кръгов обзор на радара за контрол на въздушното движение, показващ маркировката на целта и пасивните смущения
При разработването на техники и устройства за справяне с пасивни смутители се приема, че въздухоплавателните средства обикновено се движат със скорости, по-високи от тези на хидрометеорите. По този начин въздухоплавателните средства се разграничават и от местните обекти, които са неподвижни. По този начин, ако радарът е в състояние да разграничи движението на открития обект и неговата скорост, това позволява да се избегне показването на нежелани пасивни смущаващи сигнали на дисплея. Радарните системи, които откриват и обработват само сигнали от движещи се цели, се наричат индикатори за движещи се цели (MTI).
Пасивните заглушители могат да бъдат категоризирани по следния начин:
- Разширена или площна интерференция - отражения от земята или морската повърхност. Отраженията от земята и местните обекти обикновено са неподвижни, с изключение например на дърветата, които се движат от вятъра, което може да доведе до доплерово изместване на честотата на отразения от тях сигнал. Именно използването на честотното изместване на Доплеровото ехо е в основата на методите за борба с пасивните смущения при обработката на приетите радарни сигнали. Пасивните смущения от морската повърхност като цяло също могат да имат доплерово изместване на честотата, причинено от отразяване от движещи се вълни.
- Обемните смущения са отражения от хидрометеори (облаци, облаци, зони на валежи). Такива смущения създават сериозни проблеми, тъй като отраженията, например от области с дъжд или сняг, могат да имат значителни доплерови честотни добавки.
- Точкови смущения - отражения от птици, перки на вятърни турбини, отделни високи сгради и други подобни. Пасивната интерференция в подвижна точка понякога се нарича «ангели». Ятата от птици или рояците от насекоми могат да генерират смущения, които трудно могат да бъдат филтрирани поради сходството им с въздухоплавателните средства по някои характеристики.
Пасивните смущения могат да бъдат променливи или непроменливи. Отраженията от земята и от местни обекти обикновено не са флуктуиращи, тъй като физическите свойства на тези обекти са статични. За разлика от това се счита, че отраженията от движещи се във вятъра хидрометеори са променливи.
Едно пасивно смущение се счита за хомогенно, ако плътността на всички реакции е еднаква. Повечето разширени и обемни смущения се основават на такъв модел, но на практика това опростяване не винаги е правилно. Терминът «хетерогенни пасивни смущения» се отнася за смущения, които се различават значително по амплитуда в отделните клетки. Високите сгради в гъсто населените райони обикновено предизвикват този вид смущения.
Морска смущения
Изображение 3: Морска смущения на индикатор за кръгов обзор
Морската смущения представлява смущаващи отражения от гребените на морските вълни. Тази интерференция има и Доплерова добавка, причинена от вятъра. Това означава, че моделът на отразяване от морската повърхност намалява с течение на времето, докато в случай на пасивна интерференция от земната повърхност той остава постоянен. Следователно на практика потискането на морския шум ще бъде съпроводено с известна загуба на качеството на откриване на целите.
Пример за морска преграда може да се види на Изображение 3. В този случай вятърът духа на около 310° (североизток) или от противоположна посока (за съжаление, от дисплея на кръговото движение не може да се разбере дали доплеровото изместване е с положителен или отрицателен знак).
От друга страна, зоната, в която радиалната скорост на вълните е достатъчно ниска, е добре изчистена от пасивни смущения от системата за селекция на движещи се цели.
Карта на местните цели
Изображение 4: Карта на местните цели на хартиен носител
Този метод е наследство от времето на аналоговите радари, когато всички функции на радара се изпълняваха от оператора от картина на индикатора за кръгов обзор. В днешно време този метод се използва само когато всички други устройства за СДЦ са се провалили: операторът запомня конфигурацията (картата) на пасивните смущения около радара, за да открие цел.
Статистически метод с карта на местните цели
С появата на възможността за използване на компютри за обработка на радарни сигнали методът, основан на карти на смущенията, е доразвит. Цифровите стойности на сигнала се съхраняват като числа (думи за данни) за всяка азимутална посока и за всяка клетка от обхвата. Тези числа се сравняват помежду си във всяко проучване. Информацията в дадена клетка се показва само ако числото в нея се е променило значително.