Podstawy radiolokacji

Opis modułów schematu blokowego

Synchronizator

Synchro radaru podaje wszystkie znaczniki czasowe, impulsy czasowe i stroboskopy. Poprzez wygenerowanie impulsu wyzwalającego nadajnik, synchronizator wyznacza początkowy moment emisji sygnału sondującego.

Generator sygnałów (Waveform Generator)

W nowoczesnych radarach generator sygnałowy generuje złożone sygnały sondujące o strukturze na częstotliwości pośredniej. Generuje również sygnały sondujące pod względem czasu trwania. We wcześniejszych radarach generator sygnału stanowił integralną część modulatora i był zaprojektowany jako układ kształtujący.

Modulator

W wielu nowoczesnych radarach modulator przenosi sygnał sondujący na częstotliwość nośną nadajnika. W starszych radarach modulator wytwarzał jedynie impuls wysokiego napięcia o określonym czasie trwania, który był podawany do anody lampy generatora nadajnika.

Nadajnik

Nadajnik wytwarza impuls energii dźwiękowej. Sygnały złożone w nim są wzmacniane do wymaganej mocy we wzmacniaczu mocy. Proste sygnały bez modulacji wewnątrzimpulsowej są generowane przy użyciu lamp oscylacyjnych dużej mocy (np. magnetronów).

Przełącznik anteny (Duplexer)

Przełącznik antenowy jest przełącznikiem odbiór - nadawanie. Łączy on antenę z nadajnikiem na czas emisji impulsu sondującego i jednocześnie zabezpiecza odbiornik przed wnikaniem silnych impulsów, które mogłyby unieszkodliwić odbiornik. Podczas odbioru przekazuje odebrany sygnał echa do odbiornika z najmniejszą możliwą stratą.

Czasowa automatyczna regulacja wzmocnienia (STC)

Wzmacniacz ten reguluje swoje wzmocnienie w zależności od czasu. W przypadku celów znajdujących się w polu bliskim, sygnał odbity jest wystarczająco silny i dlatego nie wymaga dużego wzmocnienia. Przy większych odległościach od celu echa mają bardzo małą intensywność i dlatego wzmocnienie musi być maksymalne. Aby uniknąć przeciążenia odbiornika (nasycenia), regulacja ta powinna być dokonana jak najwcześniej, tzn. jeszcze w częstotliwości nośnej. W większości przypadków w element ten wbudowany jest dodatkowo limiter chroniący wrażliwe stopnie przedwzmacniacza przy niskich poziomach szumów w odbiorniku.

Odbiornik

W odbiorniku echo o wysokiej częstotliwości jest przekształcane na sygnał o niższej częstotliwości pośredniej, który jest łatwiejszy do przetworzenia. Większość wzmocnienia odbieranego sygnału odbywa się w częstotliwości pośredniej.
Wzmacniacze logarytmiczne są najczęściej używane, aby uzyskać najlepszy zakres dynamiki odbiornika.

Procesor sygnałowy radaru

W procesorze sygnałowym przetwarzanie sygnału odbywa się nadal w czasie rzeczywistym. W tym przypadku sygnały są digitalizowane, ale mimo to pozostają w ścisłym związku czasowym z impulsem sondującym. Na tym etapie można stosować równolegle wiele różnych filtrów, po czym tylko sygnał o najwyższym stosunku sygnału do szumu wchodzi do dalszego przetwarzania. Dalsze przetwarzanie musi uwzględniać, z jakiego filtra pochodzi sygnał, ponieważ jest to ważna informacja dla rozpoznania celu.

Przetwarzający dane

Ten element radaru nie przetwarza samych sygnałów, lecz ich cyfrową reprezentację. Przetworzone w ten sposób dane cyfrowe nie są już powiązane z impulsem wyzwalającym nadajnika i dlatego nie są wyświetlane w czasie rzeczywistym. W celu poprawnego wyświetlania informacji o radarze, każdemu zbiorowi danych radarowych przypisywany jest odpowiedni znacznik czasu.

Wyświetlacz radarowy

Przy założeniu, że radary mogą mieć różne typy urządzeń wskazujących, na schemacie pokazano, jako przykład, wskaźnik analogowy (wskaźnik A) oparty na konwencjonalnym oscyloskopie. Jego poziomy zasięg (oś X) jest wyskalowany zgodnie z prędkością rozchodzenia się fal elektromagnetycznych w przestrzeni. Odebrany sygnał przechodzi przez stopnie odbiornika w określonym czasie. Kompensuje to opóźnienie w wewnętrznych obwodach oscyloskopu: czas opóźnienia odbieranego sygnału (a zatem zasięg do celu) jest mierzony od krawędzi wiodącej emitowanego impulsu do krawędzi wiodącej wyświetlanego sygnału echa.