Pulse Repetition Frequency (PRF)
Figura 1: relazioni degli impulsi radar
Figura 1: relazioni degli impulsi radar
Cos’è la PRF nel radar?
Frequenza di ripetizione degli impulsi (PRF)
La frequenza di ripetizione degli impulsi (PRF) del sistema radar è il numero di impulsi che vengono trasmessi al secondo.
I sistemi radar irradiano ogni impulso alla frequenza portante durante il tempo di trasmissione (o Pulse Width PW), aspettano gli echi di ritorno durante il tempo di ascolto o di riposo, e poi irradiano l’impulso successivo, come mostrato in figura. Il tempo tra l’inizio di un impulso e l’inizio dell’impulso successivo è chiamato tempo di ripetizione dell’impulso (PRT) ed è uguale al reciproco della PRF come segue:
| PRT = | 1 | (1) |
| PRF |
Tempo di ricezione
Generalmente, il tempo di ricezione è il tempo tra gli impulsi dei trasmettitori. Il tempo di ricezione è sempre più piccolo della differenza tra il periodo di ripetizione degli impulsi e la lunghezza dell’impulso del trasmettitore. A volte è anche limitato da un cosiddetto tempo morto, in cui il ricevitore è già spento poco prima del prossimo impulso di trasmissione.
In alcuni radar tra l’impulso di trasmissione e il tempo di ricezione, c’è un breve tempo di recupero del duplexer. Questo tempo di recupero si verifica quando il duplexer deve spegnere il ricevitore in risposta all’alta potenza di trasmissione. A potenza di trasmissione molto bassa, tuttavia, può già essere ricevuto anche durante l’impulso di trasmissione. Il tempo di ricezione include quindi il tempo di trasmissione.
(composto da
quattro PRT qui)
Figura 2: Modalità burst di un radar a impulsi
Tempo morto
Se il tempo di ricezione finisce prima del successivo impulso di trasmissione, il risultato è un tempo morto. Durante il tempo morto vengono effettuati dei cicli di test di sistema nei moderni radar in genere. I radar che utilizzano un’antenna phased-array, hanno urgentemente bisogno di un tale tempo morto. Perché entro questo tempo, i variatori di fase dell’antenna devono essere riprogrammati per preparare l’antenna per la prossima direzione del fascio dell’antenna. Questo può richiedere fino a 200 microsecondi, per cui il tempo morto assume valori abbastanza grandi rispetto al tempo di ricezione.
In questo tempo morto, il ricevitore è già spento perché durante la riprogrammazione l’antenna non può fornire segnali ricevuti. Poiché durante questo tempo, nessun dato reale può essere elaborato in ogni caso, questo tempo viene utilizzato per eseguire procedure di test interni nei moduli del percorso di ricezione. Questo viene fatto per verificare la prontezza operativa di alcuni circuiti elettronici e per regolarli, se necessario. A tal fine, vengono generati segnali di dimensioni note. Questi segnali vengono immessi nei percorsi di ricezione e viene monitorata la loro elaborazione nei singoli moduli. Tuttavia, il processore video spegne questi impulsi, in modo che non appaiano sullo schermo. Se necessario come risultato dei test i moduli possono essere riconfigurati automaticamente e può essere scritto un messaggio di errore dettagliato.
Burst-Mode
La distribuzione del tempo morto non deve essere uniforme. Si può anche trasmettere un certo numero di impulsi in rapida successione uno dopo l’altro con ciascuno un breve tempo di ricezione prima che appaia il tempo morto. Per esempio, se diversi periodi di impulsi sono orientati nella stessa direzione (come necessario per l’elaborazione di coppie di impulsi e il rilevamento di bersagli mobili), allora un tempo morto non è necessario. Questo ha dei vantaggi per il budget di tempo del radar. Un cambiamento casuale indesiderato nell’angolo di fase del generatore non è probabile dopo un tempo più breve. Pertanto, il radar sarà più accurato nella misura della distanza. Contemporaneamente, la frequenza di ripetizione degli impulsi cambia in questo breve periodo di tempo: è molto più alta della media. Più alta è la frequenza di ripetizione degli impulsi, migliore è la misura non ambigua della velocità (vedi ambiguità Doppler).
Il modo burst è usato soprattutto nei radar didattici. Questi radar non richiedono un grande tempo di ricezione per le distanze estremamente brevi all’interno di un’aula didattica. Tuttavia, richiedono un tempo morto più lungo per trasferire i dati dei segnali d’eco su un cavo seriale a banda relativamente stretta al computer. Per esempio, trasmettono solo 10 impulsi al secondo, che corrisponde a una frequenza media di ripetizione degli impulsi di 10 Hz. Questi 10 impulsi sono trasmessi ma entro 200 microsecondi. Per il calcolo di una frequenza Doppler univoca che corrisponde a una frequenza di ripetizione degli impulsi di 50 kHz. Il tempo morto che segue è quasi un secondo intero. Durante questo tempo i dati vengono trasferiti via USB con una frequenza di campionamento fino a 280 Mbit/s.