www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Grondbeginselen

Oplossingsvermogen op afstand

Figuur 1: Minimumafstand tussen de doelen in de afstand

Figuur 1: Minimumafstand tussen de doelen in de afstand

Afstandsresolutie

Het oplossend vermogen is het vermogen van een radartoestel om twee dicht bij elkaar gelegen doelen als twee verschillende objecten te detecteren en weer te geven. Er wordt onderscheid gemaakt tussen een radiale resolutie (de bereikresolutie) en een hoekresolutie in termen van zij- en elevatiehoek.

Het afstandsresolutie van een radar om het bereik op te lossen is de mogelijkheid om twee doelen weer te geven die zich op dezelfde hoogte en onder dezelfde laterale hoek ten opzichte van de radar bevinden als twee doelen. Het is afhankelijk van de afstandsverlenging van de uitgezonden puls. De lengte L van de transmissiepuls wordt gegeven door de vergelijking L = c0 · τ. Als twee doelen zo dicht bij elkaar liggen dat hun echosignalen samensmelten, kan de ontvanger ze niet meer scheiden en worden beide doelen als één doel op het display weergegeven. De (radiale) afstandsresolutie is het beperkende geval waarin twee echosignalen net worden gedetecteerd en verwerkt als twee doelecho's.

De minimale doelafstand Sr (uit engels.: Spacing, radial) is het resultaat van de variabelen transmissiepulsduur τ, lichtsnelheid c0 en factor ½ (heen- en terugweg van het transmissiesignaal):

(1)

Hoewel Fig. 1 de lengte van de zendpuls relateert aan de tijdbalk, moet u er rekening mee houden dat de schaal in een radar over het algemeen t ∼ 2·R is. De volgende figuur toont de individuele reflectieniveaus van de verzonden puls voor het geval de afstand tussen de doelen niet voldoende is en de echosignalen samensmelten. De verlenging van het echosignaal is in dit geval al ongeveer 500 m!

Figuur 2: Afstand tussen de doelen te klein

Bild 3: Abstand der Ziele ausreichend

Animatie: Beide responspulsen lopen in elkaar over en kunnen niet worden gescheiden. Daarom verschijnt er een doelwitteken van twee doelen.
(klik om te vergroten: 800·320px = 122 kByte)

Figuur 2: Afstand tussen de doelen te klein

Voor een goede afstandsresolutie is dus de kortst mogelijke transmissiepuls nodig, maar voor een goed bereik moet deze puls een extreem hoog pulsvermogen hebben.

Animatie: Twee doelen, de radiale afstand van 200 m is voldoende om met een transmissiepuls van 1 µs ook als twee doelwitten te herkennen.
(klik om te vergroten: 800·320px = 128 kByte)

Figuur 3: Afstand tussen de doelen voldoende

In figuur 3 is de afstand tussen de vliegtuigen groot genoeg om duidelijk twee echopulsen te verkrijgen.

Radars met intrapulsmodulatie

Figuur 4: Schema van de afstandsresolutie als functie van de bandbreedte van de zender

Figuur 4: Schema van de afstandsresolutie als functie van de bandbreedte van de zender

Bij radars met intrapulsmodulatie en pulscompressie wordt de bereikresolutie niet meer bepaald door de transmissiepulsduur, maar door de lengte van de uitgangspulsen na de pulscompressie. Dit is afhankelijk van de bandbreedte BWtx van de uitgezonden puls (en de bandbreedte van de ontvanger, die dus minstens gelijk moet zijn).

(2)

Zo bereiken deze radars een veel betere bereikresolutie ondanks lange transmissiepulsen. Aangezien het geluid niet synchroon kan lopen met het modulatiepatroon, heeft het minder invloed. Een echosignaal kan nog steeds worden gedetecteerd als het veel kleiner is dan het ruisniveau. Dit betekent dat de radar een grotere afstand kan afleggen met kleinere pulskrachten. Een hogere bandbreedte betekent dat een sterkere pulscompressie kan worden uitgevoerd, d.w.z. de gecomprimeerde puls wordt korter en de bereikresolutie verbetert. Figuur 4 toont het verband tussen bereikresolutie en bandbreedte. Een afstandsresolutie van 1,5 m wordt theoretisch bereikt met een bandbreedte van 100 MHz.

Dit type berekening is universeel toepasbaar, d.w.z. ook voor de hierboven genoemde klassieke pulsmodulatie. De minimale bandbreedte om een zendpuls met de lengte τ te verwerken is BWtx = 1/τ. Als dit in formule (2) wordt ingevoegd, wordt formule (1) verkregen.


Sponsors: