www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основи на радиолокацията

Баланс на времето на импулсния радар

Параметрите на радара, като скорост на въртене на антената, време на облъчване, максимален еднозначен обхват, честота на повторение на импулсите (PRF), максимален брой импулси, отразени от целта, са тясно свързани. Освен това всички останали параметри на радара, като например обхват и ъглова разделителна способност, скорост на движение в сляпо и т.н., могат да бъдат изчислени въз основа на тези основни времеви връзки.

За класически радар (напр. без използване на моноимпулсна технология), използван като обзорен радар за контрол на въздушното движение, необходимото време за актуализация е по-малко от 5 секунди. Това изискване ограничава времето за придобиване и максималния недвусмислено измерим обхват (вж. изображение 1).

време за въртене на антената
време на облъчване
брой на отразените импулси
период на
повторение на импулса
максимално възможно…
време за приемане

Изображение 1: Баланс на времето на радара

време за въртене на антената
време на облъчване
брой на отразените импулси
период на
повторение на импулса
максимално възможно…
време за приемане


Изображение 1: Баланс на времето на радара

време за въртене на антената
време на облъчване
брой на отразените импулси
период на
повторение на импулса
максимално възможно…
време за приемане


Изображение 1: Баланс на времето на радара

Тъй като обработката на данните в този радар се извършва в реално време (с относително малко постоянно закъснение), времето за актуализиране на данните зависи от периода на въртене на антената. За да може да се измерват координатите на една и съща цел (т.е. да се насочва антената към нея) веднъж на всеки 5 секунди, е необходима скорост на въртене на антената от поне 12 оборота в минута.

Известно е, че времето на облъчване, т.е. времето, за което радарният лъч преминава над целевата повърхност, се определя главно от ширината на лъча в хоризонталната равнина и скоростта на въртене на антената. Да предположим, че ширината на лъча е 1,6°, което съответства на добре проектирана параболична антена. След това, като разделим ъгловата стойност на пълното завъртане на антената на 360° на 1,6°, получаваме броя на направленията, в които позициите на диаграмата на излъчване на антената не се припокриват – 360°/1,6° = 225. Като разделим 5 секунди на този брой посоки, получаваме време на експозиция от 5 s / 225 = 22,22 ms на посока.

Необходимите показатели за качество на откриването (вероятност за откриване, точност на координатното измерване) определят необходимия брой импулси, отразени от целта, участваща в натрупването между периодите. Да предположим, че необходимият брой импулси, които трябва да бъдат акумулирани (интегрирани), е 20. Следователно максималният период на повторение ще бъде 22,22/20 ≈ 1 ms. Ако приемем, че времето за приемане е по-малко от периода на повторение, получаваме стойността на максималния недвусмислено измерен обхват за обзорния радар, по-малък от 150 километра. Ако радарът прилага колебание на периода на повторение на сондиращите импулси, за да потисне «слепите» скорости, тогава недвусмисленият обхват ще се определя от най-малкия използван период на повторение. Затова трябва да се разчита на стойност на периода на повторение на импулса от 0,8 милисекунди вместо 1 милисекунда. Следователно максималният недвусмислен измерим обсег е 120 километра или 65 морски мили.

По този начин виждаме, че балансът на времето е много важен при изграждането на радар. При зададените параметри на даден радар балансът на времето определя максималния му постижим обхват. Не са възможни допълнителни измервания (напр. височина), които изискват допълнително време и по този начин нарушават времевия баланс на радара. Дори малки промени в броя на натрупаните импулси, отразени от целта (като възможна мярка за увеличаване на времето за заснемане и постигане на по-добър недвусмислен измерен обхват), оказват отрицателно въздействие върху вероятността за откриване на радара.

За да се увеличи обхватът на радара или да се извършат допълнителни измервания, е необходимо да се използват качествено различни методи за измерване и обработка на сигналите, като например моноимпулсна технология и/или цифрово оформяне на диаграмата на антената.