Radarsignatuur
Figuur 1: De radardoorsnede is een aspectafhankelijke amplitudeverandering van het echosignaal. Zij volstaat echter niet als radarsignatuur alleen.
Figuur 1: De radardoorsnede is een aspectafhankelijke amplitudeverandering van het echosignaal. Zij volstaat echter niet als radarsignatuur alleen.
Definitie: Radarsignatuur
Radarsignatuur
De radarsignatuur bestaat uit informatie over karakteristieke echosignalen van een reflecterend object (doelwit). Net als een vingerafdruk is het een manier om het type doelwit te bepalen.
De radarsignatuur betreft niet alleen de aspectafhankelijke amplitudeveranderingen van de radardoorsnede (Radar Cross-Section, RCS), maar ook het spectrum van de Doppler-frequenties[1], hun karakteristieke modulatie of harmonischen in het echosignaal. Hoewel de radarsignatuur ook informatie bevat over het effectieve reflectieoppervlak van het doelwit, kan zij daarmee niet worden gelijkgesteld. Radarsignaturen worden empirisch bepaald en verzameld in databanken. Zij spelen een belangrijke rol bij de karakterisering van het doel, vooral bij militaire radarapparatuur.
Figuur 2: Motormodulatie van een propellervliegtuig en van een windenergiecentrale.
Radardoorsnede
De radardoorsnede is zeer sterk afhankelijk van de richting van waaruit het reflecterende object door de radar wordt verlicht. Hier zijn karakteristieke veranderingen van belang, die ook informatie kunnen bevatten over de stand van het doelwit ten opzichte van de radar. Voor de radarsignatuur heeft deze amplitudewaarde meestal alleen een referentiefunctie, d.w.z. voor de meting van het amplitudeverschil tussen de ongemoduleerde en de gemoduleerde componenten.
Een frequentieverschuiving veroorzaakt door de radiale snelheid (dopplereffect) moet worden afgetrokken om een genormaliseerd signaal te verkrijgen dat kan worden vergeleken (gecorreleerd) met de gegevens uit de databank.
Jet Engine Modulation
Veel belangrijker voor de respectieve radarsignatuur zijn speciale Doppler-frequenties door delen die op of in het doel bewegen, b.v. rotorbladen of compressorbladen van de motoren, waaraan deze modulaties ook hun naam te danken hebben: Jet Engine Modulation (JEM). Deze Doppler-frequenties zijn afhankelijk van het aantal onderdelen en hun rotatiesnelheid. Door de rotatie veranderen deze delen voortdurend de momentane radiale snelheid ten opzichte van de radar en zijn ze verborgen onder bepaalde rotatiehoeken. Hun rotatie levert dus een karakteristiek patroon van Doppler-frequenties op. Alle Doppler-frequenties moeten worden gemeten en gecorreleerd met het beeld in de databank. Net als een vingerafdruk kunnen deze worden gebruikt om het type vliegtuig te identificeren.
Harmonische golven
Als de uitgezonden puls van de radar een grenslaag in het materiaal raakt die een niet-lineaire karakteristiek heeft, vergelijkbaar met een diode, ontstaan er harmonischen in het echosignaal. Voor militaire toepassingen is dit effect van weinig belang, aangezien vliegtuigfabrikanten er reeds voor zorgen dat dergelijke grenslagen niet voorkomen. Voor de ontvangst van deze harmonischen is ook een extreem breedbandige ontvanger nodig, wat een obstakel wordt voor de storingsbescherming van de radar.
Voor een andere toepassing zijn deze harmonischen van doorslaggevende betekenis: de zogenaamde Harmonische Radar. Deze wordt bijvoorbeeld gebruikt bij bergreddingen om door lawines bedolven mensen op te sporen. De harmonischen worden hier gegenereerd op een kleine dipool met een halfgeleiderdiode tussen de twee dipoolhelften. Deze dipool kan deel uitmaken van een speciale skipas of toegangskaart. Door de fabrikanten van speciale kleding voor skisporten of bergwandelingen kunnen dergelijke reflectoren ook speciaal in het wasgoed worden verwerkt. De radar kan nu heel goed de radarsignaturen van het passieve echosignaal onderscheiden, bijvoorbeeld van een rots en een begraven onbeweeglijk persoon.
Referentie:
- G. Raju: ''Radar engineering and fundamentals of navigational aids'' New Delhi: I K International Publishing House, 2010., ISBN 9788190694216 (online preview)