www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основи радіолокації

Частота повторення імпульсів

час передавання
або тривалість
імпульсу τ
наступний
зондувальний
імпульс
тестові
імпульси
сигнал відлуння
інтервал приймання
інтервал
спокою
час повторення імпульсів (PRT)
або період повторення імпульсів (PRP)

Рисунок 1. Часові етапи періодів роботи радіолокатора

час передавання
або тривалість
імпульсу τ
наступний
зондувальний
імпульс
тестові
імпульси
сигнал відлуння
інтервал приймання
інтервал
спокою
час повторення імпульсів (PRT)
або період повторення імпульсів (PRP)

Рисунок 1. Часові етапи періодів роботи радіолокатора

Що таке частота повторення?

Частота повторення імпульсів

Частота повторення імпульсів (англ.: Pulse Repetition Frequency PRF) – це кількість імпульсів, які формуються передавачем за одиницю часу, зазвичай – за секунду.

Радіолокатор випромінює кожен імпульс на несівній частоті протягом часу передавання (або тривалості імпульсу τ), очікує повернення сигналів відлуння протягом часу «слухання» або інтервалу приймання і потім випромінює наступний імпульс (Рисунок 1). Час між початком одного імпульсу і початком наступного імпульсу називається періодом повторення (іноді – періодом слідування) імпульсів або міжімпульсним інтервалом (англ.: Pulse Repetition Time PRT або Pulse Repetition Period PRP). Період повторення імпульсів – це величина, обернена до частоти повторення імпульсів, тобто:

PRT = 1 (1)
PRF
Інтервал приймання

У загальному смислі, інтервал приймання – це інтервал часу між випромінюваними імпульсами. Інтервал приймання завжди менший за різницю між періодом повторення імпульсів та тривалістю імпульсу. Він іноді обмежується так званим інтервалом спокою (Рисунок 1), протягом якого приймач вже вимкнений безпосередньо перед наступним випромінюваним імпульсом.

В деяких радіолокаторах між випромінюваним імпульсом та інтервалом приймання існує короткий інтервал часу, що відповідає часу відновлення антенного перемикача. Протягом цього часу антенний перемикач виключає проникнення випромінюваних імпульсів великої потужності до приймача. У випадку дуже низької випромінюваної потужності необхідності в цьому немає і приймання сигналів відлуння може відбуватися вже під час випромінювання. В таких випадках інтервал приймання включає в себе час випромінювання. В некоторых радиолокаторах между излучаемым импульсом и интервалом приема существует короткий интервал времени, соответствующий времени восстановления антенного переключателя.

наступна пачка
пачка
(тут складається з
чотирьох імпульсів)
загальний інтервал спокою

Рисунок 2. Режим випромінювання пачок для імпульсного радіолокатора

наступна пачка
пачка
(тут складається з
чотирьох імпульсів)
загальний інтервал спокою

Рисунок 2. Режим випромінювання пачок для імпульсного радіолокатора

Інтервал спокою

Якщо інтервал приймання закінчується ще до моменту випромінювання наступного імпульсу, то проміжок між ними називають інтервалом спокою. Як правило, в сучасних радіолокаторах в цьому проміжку часу виконуються цикли тестування.

Для радіолокаторів, що використовують фазовані антенні решітки, такий інтервал спокою є критично необхідним. В цей час фазообертачі антени мають бути перепрограмовані для підготовки до перенесення променю антени на наступний потрібний напрямок. Ця операція може займати до 200 мікросекунд, тому в таких випадках інтервал спокою має досить великі значення порівняно з інтервалом приймання. Протягом цього інтервалу спокою приймач вже вимкнений, оскільки під час перепрограмування антени не може виконуватися приймання сигналів відлуння.

Оскільки протягом інтервалу спокою в будь-якому випадку не можуть бути оброблені жодні реальні дані, то цей час використовується для виконання внутрішніх процедур тестування в модулях приймального тракту. Це робиться для перевірки стану електронних кіл та, у разі необхідності, їх регулювання. Для цього генеруються сигнали з відомими параметрами. Такі сигнали поступають до приймального тракту і їх обробка в окремих модулях контролюється. Для того, щоби відмітки цих сигналів не з’являлись на індикаторі, відеопроцесор відключає ці сигнали. У разі необхідності, за результатами тестування модулі приймача можуть бути автоматично переналаштовані та сформовано деталізоване повідомлення про помилку.

Режим випромінювання пачок імпульсів

Розподіл тривалості інтервалу спокою не має бути рівномірним. Для цього можуть випромінюватися один за одним декілька імпульсів, кожен з яких має короткий інтервал приймання до початку інтервалу спокою. Наприклад, якщо протягом кількох періодів імпульси випромінюються в одному напрямку (як це необхідно для обробки пари імпульсів або для виявлення рухомої цілі), тоді інтервал спокою не є необхідним. Це позитивно впливає на бюджет часу радіолокатора. Крім цього, протягом більш короткого часу випадкові небажані зміни фази генерованого сигналу малоймовірні. Тому радіолокатор буде більш точним при вимірюванні дальності.

Одночасно з цим в такому режимі частота повторення імпульсів набагато вища, ніж в звичайному режимі. Завдяки цьому збільшується швидкість, що визначається однозначно (див. Протиріччя Допплера).

Режим випромінювання пачок імпульсів в основному використовується в дидактичних (учбових) радіолокаторах. В таких радіолокаторах не потрібно великого інтервалу приймання через короткі відстані в лабораторних приміщеннях. Однак їм потрібний більш тривалий інтервал спокою для передавання даних про сигнали відлуння по відносно вузькосмуговому послідовному інтерфейсу на комп’ютер. Наприклад, вони передають тільки 10 імпульсів за секунду, що відповідає середній частоті повторення імпульсів 10 Гц. Ці десять імпульсів передаються, але протягом 200 мікросекунд. Для розрахунку однозначної доплеровської частоти це відповідає частоті повторення імпульсів 50 кГц. Подальший час спокою складає майже цілу секунду. Протягом цього часу дані передаються по інтерфейсу USB зі швидкістю 280 Мбіт/с.