www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Basics

Radarová rovnice v praktickém použití

Graf zobrazuje tři rovnice odvozené ze základní radarové rovnice ve dvou krocích. 
	První rovnice je základní radarová rovnice v obecném tvaru. Kromě R_max, čtvrté odmocniny a vysílacího výkonu ve jmenovateli pod odmocninou jsou všechny ostatní parametry ztlumeny. 
	Tyto dimenzované parametry se považují za konstantní a před kořenem se spojí do faktoru K. Druhá rovnice se nyní skládá pouze z R_max, faktoru K a čtvrté odmocniny vysílacího výkonu P_S.
	Vynecháním konstantního činitele ve třetím vzorci se zobrazí pouze úměrnost maximálního dosahu čtvrté odmocnině vysílacího výkonu.

Zde je uvedeno několik příkladů, jak mohou jednotlivé změny parametrů radarové jednotky ovlivnit teoretický dosah radarové jednotky.

Vysílací výkon

Ne každá vysílací trubice je stejná: minimální výrobní tolerance mohou ovlivnit dosažitelný vysílací výkon, a tedy i teoretický dosah. Ale pro připomenutí: vysílací výkon je pod 4. odmocninou!

S výjimkou vysílacího výkonu předpokládáme dočasně všechny ostatní faktory jako konstantní a spojíme je do koeficientu k:
Dosah je úměrný čtvrté odmocnině vysílacího výkonu PS!

Takže musíme šestnáctkrát vynásobit vysílací výkon, abychom zdvojnásobili dosah!

Příklad výpočtu: čtvrtá odmocnina poměru maximálního a minimálního vysílacího výkonu: tj. podíl 250 dělený 160 se rovná čtvrté odmocnině 1,5625. Výsledek je 1,118.
Jak vidíme, i údaj 250 km(160 kW)-1,118 = 279,5 km(250 kW) by byl správný!

S tím jsou jistě pochopitelné i odchylky v údaji o dojezdu: pokud se např. vysílací výkon P–12 může pohybovat od 160 kW do 250 kW (přípustné), může být správný i rozdílný údaj o dojezdu od 250 do 270 km?

Jak vidíme, i údaj 250km(160 kW)· 1,118 = 279,5 km(250 kW) by byl správný!

A to pouze s ohledem na vysílací výkon.

Protože vysílací výkon diskové triody byl v praxi rovněž závislý na frekvenci (proto tak velký rozsah tolerancí!), bylo dosaženo hodnot mezi 180 kW a 240 kW.

Příklad výpočtu: Čtvrtá odmocnina z 1 minus jedna šestnáctina se rovná čtvrté odmocnině z 0,9375 a je rovna 0,983.

Přípustný je i opačný závěr: pokud se (např. v důsledku poruchy jednoho ze šestnácti vysílacích modulů) sníží vysílací výkon o jednu šestnáctinu, pak je vliv na dosah radarové stanice v praxi skutečně zanedbatelný (ztráta dosahu < 2%).

Citlivost přijímače

AMinimální přijímaný výkon je třeba řešit jinak než vysílaný výkon: Je také pod 4. odmocninou, ale ve jmenovateli.
Snížení minimálního příjmového výkonu přijímače tedy přináší zvýšení dosahu.

Pro každý přijímač je stanoven určitý přijímaný výkon, při jehož překročení může vůbec pracovat. Tento nejmenší zpracovatelný přijímací výkon se v radarové technice často nazývá MDS - minimální rozlišitelný signál. Typické radarové hodnoty echa MDS se pohybují v rozmezí -104 dBm až -110 dBm.

Zisk antény

Zisk antény G je s druhou mocninou pod 4. odmocninou.
Pamatujeme si: anténa se používá na cestě tam i zpět.

Čtyřnásobné zvýšení zisku antény tedy povede ke zdvojnásobení dosahu.

A opět praktický příklad z technologie metrových vln: Ruská radarová stanice P–12 (rozsah VKV, antény Yagian: G = 69) byla někdy provozována na anténě P–14 (přibližně stejný frekvenční rozsah, parabolická anténa: G = 900). Této kombinaci se často žertem říkalo „P-13“. Podle naší radarové rovnice by měl být výsledkem následující nárůst dosahu:

Příklad výpočtu zisku antény: druhá odmocnina z 900 děleno 69 se rovná druhé odmocnině z 13,04 a to je 3,61.

(Čtvrtá odmocnina byla okamžitě zkrácena proti čtverci v čitateli a jmenovateli).
Bylo by hezké, kdyby se rozsah dal ztrojnásobit tak snadno, jak slibuje výpočet. Mnohem větší anténa však také potřebovala mnohem delší napájecí vedení. Tyto ztráty na vedení a nesoulad zářiče pohltily více než polovinu zisku z dosahu. Prakticky bylo dosaženo přibližně 1,6 násobného rozsahu. Jediným problémem bylo, že frekvence opakování pulzů starého P-12 byla těmito rozsahy přetížena.