www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Noções básicas de radar

Faixa máxima não ambígua

Figura 1: um eco de segunda varredura em uma distância de 400 km

Figura 1: um eco de segunda varredura em uma distância de 400 km

Figura 1: um eco de segunda varredura em uma distância de 400 km

Qual é o alcance máximo inequívoco?

Faixa máxima não ambígua

A faixa máxima não ambígua (Rmax) é a faixa mais longa para a qual um pulso transmitido pode viajar para e vice-versa entre pulsos transmitidos consecutivos. Em outras palavras, Rmax é a distância máxima que a energia do radar pode percorrer entre os pulsos e ainda produzir informações confiáveis.

A relação entre o PRF ou seu período de interpulso T (PRT) e Rmax determina o alcance inequívoco do radar. Suponha que o radar emite um pulso que atinge um alvo e retorna ao radar no tempo de ida e volta t:

Na Figura 1, o primeiro pulso transmitido, depois de ser refletido do alvo em 200 km, é recebido pelo radar antes do segundo pulso ser transmitido. Não haverá ambiguidade aqui, pois o pulso refletido pode ser facilmente identificado como um reflexo do primeiro pulso. Mas na mesma Figura, notamos que a reflexão de um alvo do primeiro pulso é recebida após o segundo pulso ter sido transmitido (no alcance de 400 km). Isso causa alguma confusão, pois o radar, sem nenhuma informação adicional, não pode determinar se o sinal recebido é um reflexo do primeiro pulso ou do segundo pulso. Isto leva a uma ambigüidade na determinação do alcance, este sinal de eco recebido pode ser confundido com um eco de curto alcance do próximo ciclo.

Portanto, a faixa máxima não ambígua Rmax é a faixa máxima para a qual t < T.

Equation for derterminating the unambiguous range Rmax (1): Rmax is determined by multiplying the speed of light (c) times the difference of intrapulse period (PRT) and the transmitted pulse width (PW), and dividing by 2.

(1)

  • Rmax = Alcance inequívoco em [m]
  • c0 = velocidade da luz [3·108 m/s]
  • T = Repetição de Pulso (PRT) [s]
  • τ = comprimento do pulso transmitido [s]

O fator de 2 na fórmula responde pelo pulso viajando até o alvo e depois de volta ao radar. O comprimento do pulso transmitido (largura de pulso τ) nesta fórmula indica que o impulso de eco completo deve ser recebido. Muitas vezes, todo o comprimento do pulso deve primeiro ser processado para detectar um alvo. Se o pulso transmitido é muito curto em relação ao período de pulso, ele pode ser ignorado. Ignorando o comprimento do pulso, a faixa máxima sem ambigüidade de qualquer radar de pulso pode ser calculada com a fórmula:

Equation for derterminating the unambiguous range Rmax (2): Rmax is determined by multiplying the speed of light (c) times the intrapulse period (PRT) and dividing by 2; or speed of light (c) divides by the double pulse repetition frequency

(2)

  • fp = Frequência de Repetição de Pulso (PRF)
    [Hz o s-1]

Quanto maior a frequência de repetição de pulsos fp (em pulsos por segundo), menor o tempo de repetição de pulsos T (período entre pulsos) e menor a faixa máxima não ambígua Rmax do radar. Rmax deve ser maior que o intervalo máximo de exibição (chamado: intervalo instrumentado).

Considere radar com freqüência de repetição de pulso de 1 000 Hz. O período de pulso é seu valor recíproco e é 1/ 1 000 = 1 ms. De acordo com a fórmula (2), o alcance máximo inequívoco deste radar é de 150 km. Se o radar receber um sinal de eco com um tempo de execução de 100 µs, este é um alvo único ou ambíguo?
 
Resposta: Isso não pode ser respondido dessa maneira. Este alvo com um tempo de execução ostensivo de 100 µs pode ser originado a uma distância de 15 km, bem como de um alvo de 165 km.
 
Apenas vice-versa obtemos um resultado não ambíguo: um intervalo de 15 km de um alvo real seria um resultado inequívoco e teria um tempo de execução de 100 µs.

O que é eco duplicado no radar?

Figura 2: Com uma frequência de repetição de pulso escalonada, um segundo eco de varredura não tem uma posição estável para o período de pulso a seguir.

Figura 2: Com uma frequência de repetição de pulso escalonada, um segundo eco de varredura não tem uma posição estável para o período de pulso a seguir.

Figura 2: Com uma frequência de repetição de pulso escalonada, um segundo eco de varredura não tem uma posição estável para o período de pulso a seguir.

O tempo de pulso do disparo (PRT) do radar é importante ao aproximar-se dos tempos de retorno do alvo que o PRT faz com que o sistema de radar apareça em locais incorretos (intervalos) na tela do radar. Os retornos que retornam os padrões incorretos são chamados de retornos ambíguos, ecos de segunda-mão ou segunda vez em torno de ecos.

PRT Escalonado

Ao empregar o PRT escalonado, o retorno ambíguo do alvo não é mais representado por um pequeno arco em uma exibição analógica. Este movimento ou instabilidade do retorno ambíguo é representado tipicamente como uma coleção de pontos em certos equipamentos por causa da mudança nos tempos de recepção do impulso ao impulso. Com essa distinção, um processamento de sinal controlado por computador pode calcular a distância real.

unambiguous target
retorno ambíguo

Figura 3: Retornos inequívocos
(thin longer arc – IFF Reply; thick shorter arc – return by the primary radar) and ambiguous IFF-reply by using a staggered PRT (collection of points).

alvo não ambíguo
retorno ambíguo

Figura 3: Retornos inequívocos
(arco mais fino fino - Resposta IFF; arco curto mais espesso - retorno pelo radar primário) e resposta IFF ambígua usando PRT escalonado (coleção de pontos).

alvo não ambíguo
retorno ambíguo

Figura 3: Retornos inequívocos
(arco mais fino fino - Resposta IFF; arco curto mais espesso - retorno pelo radar primário) e resposta IFF ambígua usando PRT escalonado (coleção de pontos).

A Figura 3 mostra um retorno de alvo pelo radar primário (arco curto mais espesso) e uma resposta de resposta IFF do interrogador IFF (arco mais longo fino) e uma segunda resposta de varredura do IFF usando PRT escalonado em um escopo de PPI. Aqui você pode ver também que o interrogador não usa todos os pulsos síncronos primários. (O aparecimento de retornos IFF ambíguos pode ser reduzido usando uma diminuição do poder de Tx do interrogador.) Agora, usando PRT fixo, seria esperado ver retornos ambíguos confusamente semelhantes aos retornos não ambíguos (arcos).

Isenções

Os conjuntos de radar 3D mais modernos com uma antena de phased array (como o RRP-117) não apresentam este problema com um alcance ambíguo. O computador do sistema dirige os feixes transmitidos de modo que os retornos ambíguos dos pulsos anteriores não sejam recebidos enquanto o feixe de antena aponta em outra direção.

Se o radar usa modulação intrapulso e usa uma forma de onda diferente em cada pulso de transmissão, a distância máxima de medição não ambígua não é significativa para o radar. Cada sinal de eco recebido pode ser atribuído exatamente a sua origem (o pulso transmitido individualmente) e, assim, o tempo de execução ao longo de vários períodos de pulso pode ser medido.

Os conjuntos de radar nos satélites para a detecção remota da Terra podem, no entanto, também representar alvos à distância correta, se forem realmente ambíguos. A altura geral da órbita é conhecida, portanto, apenas uma distância pode ser medida que difere em alguns quilômetros da altura da órbita. Comparado com a Fig. 1, isto significa que a uma altitude de 400 km apenas o resultado da medição recebido no segundo período de pulso pode ser válido.


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