www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar bistatycznych

Określanie współrzędnych celu w radarze bistatycznym

Rysunek 1: Określanie współrzędnych celu w radarze bistatycznym

Określanie współrzędnych za pomocą radaru bistatycznego: Trójkąt jest tworzony przez punkty: Pozycja nadajnika, pozycja odbiornika i pozycja odbijającego samolotu. Kąt γ jest tworzony przez odległości nadajnik-odbiornik i odbiornik-samolot. Dodatkowo prostopadła od samolotu jest zrzucana na powierzchnię ziemi i tworzy dwa nowe, prostokątne trójkąty pomocnicze, za pomocą których można obliczyć kąt wzniesienia samolotu.

Rysunek 1: Określanie współrzędnych celu w radarze bistatycznym

Określanie współrzędnych celu w radarze bistatycznym

W bistatycznym rozproszonym systemie radarowym emitowany sygnał dociera do odbiornika dwoma ścieżkami: bezpośrednią ścieżką rBa (aktywna antena radaru - pasywna antena odbiornika) oraz po odbiciu od celu (ścieżka rΣ = r1 + r2). W odbiorniku pasywnym można zatem zmierzyć całkowitą odległość r1 + r2, a także azymut β i kąt elewacji ε sygnału rozproszonego przez cel.

Aby obliczyć zasięg, potrzebne są informacje o czasie, w którym aktywny radar emituje sygnał sondujący. Czas ten można obliczyć, ponieważ wypromieniowany sygnał jest również odbierany wzdłuż bezpośredniej ścieżki, a odległość rBa między miejscem emisji i odbioru jest znana.

Odległość rΣ obliczona na podstawie pomiarów określa położenie celu na powierzchni sferoidy, której ogniskami są anteny nadawcza i odbiorcza. Punkt lokalizacji celu jest punktem przecięcia sferoidy i linii odpowiadającej kierunkowi nadejścia fali rozproszonej do punktu odbioru. W ten sposób odległość od punktu odbioru do celu jest obliczana na podstawie prawa cosinusa i zmierzonej odległości rΣ:

(1)

Układ równań (1) z dwiema niewiadomymi r1 i r2 można przekształcić w równanie (2).

(2)

Wartość kąta γ jest obliczana na podstawie zmierzonych wartości kątów βi ε w oparciu o zależność trygonometryczną między tymi trzema kątami:

(3)

Dla radaru mierzącego tylko w dwóch wymiarach, γ = β.

Rysunek 2: Zasada pomiaru pasywnego radaru Klein Heidelberg Parasit.

Dover
Oostvoorne

Rysunek 2: Zasada pomiaru pasywnego radaru Klein Heidelberg Parasit.

Jedno z pierwszych zastosowań tej zasady miało miejsce podczas II wojny światowej w radarze pasywnym Klein Heidelberg Parasit. Radar ten wykorzystywał promieniowanie z nadajników brytyjskiego systemu Chain Home. Różne wieże nadajników Chain Home działały według określonego harmonogramu. W związku z tym do wyboru jednego z nadajników można było użyć timera i schematu bramkowania.

Mierząc czas opóźnienia między sygnałem bezpośrednio odebranym i odbitym, określono różnicę odległości. Ze względu na niejednoznaczność układu równań z dwoma równaniami i trzema niewiadomymi, czas opóźnienia daje wszystkie możliwe punkty, które następnie tworzą elipsę z nadajnikiem i odbiornikiem w punktach centralnych.

Antenę odbiorczą można obracać, a jej wzór można wykorzystać do określenia kąta β jako trzeciej zmiennej. W ten sposób wynik pomiaru staje się jednoznaczny. Dokładność pomiaru można poprawić, wykorzystując pierwsze zero charakterystyki anteny do określenia kierunku.