Обем на разделителната способност на радара
Изображение 1: Обем на резолюцията на радара
Обем на разделителната способност на радара
Обемът на импулсната разделителна способност характеризира съвместната разделителна способност в зависимост от обхвата и ъгловите координати. Обикновено се приема, че обемът на импулсната разделителна способност е ограничен от ширината на лъча на половин мощност φ на диаграмата на насоченост на антената (−3 dB) и дължината Δt = τi/ 2, като τi е продължителността на предавателния импулс (или, в случай на вътрешноимпулсна модулация, от продължителността на сигнала на изхода на устройството за компресиране на импулси).
Изображение 1: Обем на резолюцията на радара
В случай на много малки стойности на ъглите Θaz и Θel, размерът на обема на импулсната разделителна способност може да се изчисли по следното уравнение:
| V = R2· | c0·τ | · θaz θel | (1) |
| 2 |
Обемът за разрешаване на импулси може да се разглежда и като цилиндричен в зависимост от използвания модел на апроксимация на антенната диаграма на насочено действие до прости геометрични форми. В този случай обемът на импулсната разделителна способност се изчислява по следния начин:
| V = | π | ·R2· | c0·τ | · θaz θel | където | c0 = скоростта на светлината; R = разстоянието до радарната антена; τ = продължителността на зондиращ импулс. |
(2) |
| 4 | 2 |
В уравненията (1) и (2) се приема, че стойностите на ъглите Θaz и Θel са дадени в радиани. Ако те са в градуси, трябва да се превърнат в радиани, като се умножат по (π/180).
Колкото по-широк е спектърът на разглеждания предавателен импулс и колкото по-тясна е диаграмата на насоченост на антената, толкова по-малък е обемът на разделителната способност на импулса и толкова по-висока е разделителната способност на радиолокационната станция. В същото време се увеличава устойчивостта на смущения от пасивни смущения, разпределени в пространството (диполни отражатели, йонизирани облаци, атмосферни структури, неподвижни цели).
При метеорологичните радари обемът на импулсната разделителна способност има по-голямо значение. Тъй като обемът на разделителната способност на импулсите се увеличава с увеличаване на разстоянието, в него вече се побират много повече дъждовни капки при една и съща интензивност на дъжда: по този начин се увеличава и ефективната площ на отражение. Поради това основното радарно уравнение при метеорологичния радар има напълно различна форма, отколкото при радара за въздушно наблюдение.
Поради тази причина в метеорологичните радари също говорим за обемна цел: обемната цел изцяло запълва обема на импулсната разделителна способност. За разлика от тях радарите за наблюдение обикновено локализират точкови цели: Отразяващият обект се губи във все по-големия обем на импулсната разделителна способност с увеличаване на разстоянието.
Моля, не бъркайте обема на импулсната разделителна способност с размера на далекобойната клетка при обработката на радарни сигнали, т.е. клетката на паметта, съответстваща на далекобойния сегмент. Такъв сегмент от обхвата трябва да бъде най-много половината от размера на обема на импулсната разделителна способност.
радар
пасивен
приемник
Изображение 2: Сравнение на обемите на разделителната способност на моностатичен и бистатичен радар
радар
пасивен
приемник
Изображение 2: Сравнение на обемите на разделителната способност на моностатичен и бистатичен радар
Обем на разделителната способност на бистатичния радар
Обемът на разделителната способност на бистатичния радар е пространствено много по-променлив от този на моностатичния радар. Това е така, защото бистатичният пасивен приемник не използва насочена антена. По този начин той е фиксиран на половината ширина на предавателната антена и приема всичко, което е осветено от предавателя. За радарите за въздушно разузнаване това е от малко значение. При метеорологичните радари обаче това променя цялото уравнение на радара за обемни цели, тъй като обемът се променя не само в зависимост от разстоянието, но вече и в зависимост от ъгъла! При метеорологичните радари това изисква нормализиране на получените ехосигнали към стандартен размер на обема на на разделителната способност, за да се направи съпоставима отражателната способност.
Резолюцията също не трябва да се бърка с точността. Въпреки това в повечето проекти за радари първото предположение за стойността на точността (едно стандартно отклонение) ще бъде половината от стойността на съответната разделителна способност. Когато радарът се реализира, точността често е по-добра от първото предположение, защото: например точността на обхвата е характеристика на измерването на изминалото време между излизането на излъчения импулс и пристигането на ехото в приемника. Ако предаденият импулс е идеален правоъгълен, приетият импулс ще изглежда като Гаусова крива, защото честотната лента на приемника е крайна; освен това шумът ще наруши Гаусовата форма на приетия импулс. Оттук е очевидно, че точността на това измерване всъщност не е свързана с ширината на импулса (която определя разделителната способност на обхвата), а по-скоро със силата на сигнала на приемника (която е свързана с обхвата). Следователно грешката на обхвата трябва да нараства с увеличаване на обхвата.