Dopplerovo dilema
Obrázek 1: Zobrazení radarového signálu na spektrálním analyzátoru
Dopplerovo dilema
(Dopplerova nejednoznačnost)
V pulzním radaru je modulací nosné frekvence periodická posloupnost obdélníkových pulzů. Frekvenční spektrum vysílaného signálu je hřebenové čárové spektrum. Rozteč řádků spektra je rovna frekvenci opakování impulzů fPRF. Tyto čáry nelze oddělit prostým porovnáním amplitudy. Přijaté frekvenční spektrum (podléhající Dopplerovu jevu) lze použít k jednoznačnému měření rychlosti pouze tehdy, je-li posunutí přijatého spektra menší než rozestup čar ve spektru, tj. dopplerovská frekvence musí být nižší než fPRF, nebo fPRF musí být vyšší.
Pomocí obecné rovnice pro Dopplerovu frekvenci fD můžeme vypočítat rozsah jednoznačné radiální rychlosti vr:
| fPRF > |fD| = | 2 · vr · ftx | (1) |
| c0 |
| vr < | c0 · fPRF | (2) |
| 2 ftx |
Tato rovnice platí, pokud je znám směr Dopplerova posunu, tj. je známo, že se cíl pohybuje směrem k místu radaru nebo od něj. Pokud tento směr není znám, jednoznačná hodnota rychlosti se opět snižuje na polovinu:
| vr < | c0 · fPRF | (3) |
| 4 ftx |
Obrázek 2: Frekvenční závislost měření maximálního jednoznačného dosahu a maximální jednoznačné radiální rychlosti
Obrázek 2: Frekvenční závislost měření maximálního jednoznačného dosahu a maximální jednoznačné radiální rychlosti
Opakovací frekvence impulsů je také mírou jednoznačného dosahu. Je-li šířka impulsu vysílače mnohem menší než perioda impulsu, pak lze hodnotu opakovací frekvence impulsů fPRF nahradit vztahem c0 /2·Rmax:
| Rmax · vr < | c02 | (4) |
| 8 ftx |
Nyní vidíte, že schopnost radarů měřit jednoznačný dosah a jednoznačnou dopplerovskou frekvenci (tj. cílovou radiální rychlost) závisí pouze na nosné frekvenci vysílače ftx.
Dilema DOPPLER: Dobrá volba PRF pro dosažení velkého jednoznačného dosahu bude špatnou volbou pro dosažení velké jednoznačné rychlosti a naopak.
Volba příznivé opakovací frekvence pulzů je pak buď kompromisem, nebo je třeba přijmout další opatření, aby bylo možné získat obě veličiny v dostatečném rozsahu měření. Lze například zvolit extrémně vysokou přenosovou frekvenci nebo přenosové impulsy opatřit individuální modulací, která pak umožňuje opětovné přiřazení signálů ozvěny z předchozího impulsu, i když byly přijaty až v následující periodě impulsu.