Časová bilance pulzního radaru
Parametry radaru, jako je rychlost otáčení antény, doba ozáření, maximální jednoznačný měřitelný dosah, frekvence opakování pulzů (PRF), maximální počet pulzů odražených od cíle, jsou úzce propojeny. Kromě toho lze na základě těchto základních časových vztahů vypočítat všechny ostatní parametry radaru, jako je rozlišení dosahu a úhlu, rychlost naslepo atd.
U klasického radaru (např. bez použití monopulsní technologie) používaného jako přehledový radar systému řízení letového provozu je požadovaná doba aktualizace dat kratší než 5 sekund. Tento požadavek omezuje dobu akvizice a maximální jednoznačně měřitelný rozsah (viz obrázek 1).
Obrázek 1: Časová bilance pulzního radaru
Obrázek 1: Časová bilance pulzního radaru
Obrázek 1: Časová bilance pulzního radaru
Protože zpracování dat v tomto průzkumném radaru probíhá v reálném čase (s relativně malým konstantním zpožděním), závisí doba aktualizace dat na periodě otáčení antény. Aby bylo možné měřit souřadnice stejného cíle (tj. namířit na něj anténu) jednou za 5 sekund, je nutná rychlost otáčení antény alespoň 12 otáček za minutu.
Je známo, že doba ozařování, tj. doba, po kterou radarový paprsek prochází nad cílovým povrchem, je určena především šířkou paprsku v horizontální rovině a rychlostí otáčení antény. Předpokládejme, že šířka paprsku je 1,6°, což odpovídá dobře navržené parabolické anténě. Pak vydělením úhlové hodnoty plného otočení antény o 360° hodnotou 1,6° získáme počet směrů, ve kterých se polohy vyzařovacího diagramu antény nepřekrývají – 360°/1,6° = 225. Vydělením 5 sekund tímto počtem směrů získáme dobu expozice 5 s / 225 = 22,22 ms na směr.
Požadované ukazatele kvality detekce (pravděpodobnost detekce, přesnost souřadnicového měření) určují požadovaný počet impulsů odražených od cíle, který se podílí na meziokresní akumulaci. Předpokládejme, že požadovaný počet impulsů, které je třeba akumulovat (integrovat), je 20. Maximální doba opakování tedy bude 22,22/20 ≈ 1 ms. Za předpokladu, že doba příjmu je kratší než doba opakování, dostaneme hodnotu maximálního jednoznačně naměřeného dosahu pro průzkumný radar menší než 150 kilometrů. Pokud radar používá kolísání opakovací periody sondážních impulsů k potlačení „slepých“ rychlostí, pak se jednoznačný dosah určí podle nejmenší použité opakovací periody. Proto musíme počítat s hodnotou periody opakování pulzu 0,8 milisekundy místo 1 milisekundy. Maximální jednoznačně měřitelný dosah je tedy 120 kilometrů nebo 65 námořních mil.
Vidíme tedy, že časová rovnováha je při stavbě radaru velmi důležitá. Při daných parametrech konkrétního radaru určuje časová rovnováha jeho maximální dosažitelný dosah. Další měření (např. nadmořské výšky), která vyžadují další čas a narušují tak časovou rovnováhu radaru, nejsou možná. I malé změny v počtu kumulovaných impulsů odražených od cíle (jako možné opatření k prodloužení doby akvizice a dosažení jednoznačnějšího měřeného dosahu) mají negativní dopad na pravděpodobnost detekce radaru.
Pro zvětšení dosahu radaru nebo pro realizaci dalších měření je nutné použít kvalitativně odlišné metody měření a zpracování signálu, jako je monopulsní technologie a/nebo digitální formování svazku.