www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Noções básicas de radar

Antena Monopulse

Figura 1: Princípio das antenas monopulsivas: um canal de soma e um canal de diferença

Figura 1: Princípio das antenas monopulsivas: um canal de soma e um canal de diferença

Figura 2: imagem em corte de um conjunto de antenas de uma antena monopulsora

Figura 2: imagem em corte de um conjunto de antenas de uma antena monopulsora

Antena Monopulse

Sob esse conceito, as antenas são combinadas, construídas como um conjunto de antenas e que recebem um método especial na alimentação: os elementos únicos da antena nem sempre estão juntos na fase! Para propósitos diferentes, várias somas e diferenças podem ser formadas a partir da energia recebida.

  1. Na unidade de radar primário AN/FPS-117
    • todos os elementos da antena são alimentados em fase e os padrões de radiação são resumidos
    • Certos grupos são resumidos apenas no horário de recepção e suas somas ou diferenças alimentam os próprios canais de recebimento.
    Todos os sinais são comparados como uma função de processador de vídeo e sua diferença é usada para estimar o azimute do alvo com mais precisão. Portanto, ele pode operar a uma taxa muito menor de ocorrências por varredura.
     
  2. Na unidade de radar secundário IFF/SIF Siemens 1990
    • um grupo de impulso é transmitido no canal de soma e
    • um impulso no canal da diferença.
    Bem, a antena monopulsora é usada para supressão do lóbulo lateral.

Estes dois exemplos apontam: Uma antena monopulsora não é um modelo básico de antena.
interrogador Siemens 1990 usa um grupo de antenas de antenas periódicas logarítmicas e o RRP 117 possui uma antena de Phased Array.

Conceito Monopulse

Figure 3: estimating of the angular position in older radars (not using a monopulse method)

Animation zur Darstellung der Interpolation des Azimutwertes

Figura 3: estimativa da posição angular em radares mais antigos (sem usar o método de monopulsão)

Os radares monopulsos encontram sua origem nos sistemas de rastreamento. Desde o final da década de 1970, o princípio do monopulso foi adaptado para se adequar aos sistemas PSR e SSR e é hoje em uso operacional comum em todo o mundo.

Um alvo será visto pelo radar a partir do momento em que entra no feixe da antena principal ou a partir do momento em que é iluminado pelo feixe da antena do radar transmitido. Um radar de busca sempre comete um erro na determinação da direção do alvo, pois assume que o alvo está situado na direção do eixo do feixe principal da antena. Este erro é da ordem da largura do feixe da antena principal.

Uma maneira grosseira de determinar a posição angular de um alvo é mover a antena além da direção do alvo e observar a direção do apontador que fornece a amplitude máxima do eco.

Infelizmente, a posição estimada do azimute será afetada por erros de ruído térmico e erros de flutuação do alvo (cintilação). O erro de flutuação do alvo é devido à alteração da seção transversal do alvo durante o tempo do alvo na antena, o que causa uma distorção do envelope do trem de pulsos refletido.

Figura 4: Princípio de um sistema de monopulsão

Figura 4: Princípio de um sistema de monopulsão

Um eco recebido é suficiente!

O Monopulse fornece medições de azimute-alvo muito melhores do que a estimativa da posição angular mostrada na figura 3. Ele pode operar a uma taxa de interrogação muito mais baixa para beneficiar outras pessoas no ambiente. Os sistemas Monopulse geralmente contêm processamento aprimorado para fornecer informações de código-alvo de melhor qualidade. Um único pulso é suficiente para a medição do mancal de monopulso (daí o uso do termo monopulso).

Os elementos no conjunto de antenas lineares são divididos em duas metades. Essas duas matrizes de antenas separadas são colocadas simetricamente no plano focal de cada lado do eixo da antena do radar (isso geralmente é chamado de eixo de prospecção). No modo de transmissão (Tx), as duas matrizes de antenas serão alimentadas em fase e o padrão de radiação é representado pela área azul gelo, chamada de diagrama Σ ou Sum (mostrado na figura como gráfico e padrão azul).

No modo de recepção (Rx), é possível um meio de recebimento adicional. A partir dos sinais recebidos de ambos os conjuntos de antenas separadas, é possível calcular Σ (como o diagrama de soma transmitido) e a diferença ΔAz, o chamado diagrama de azimute Delta. O padrão da antena é dado pela área vermelha e verde na mesma figura. Ambos os sinais são comparados como uma função de processador de resposta e sua diferença é usada para estimar o azimute do alvo com mais precisão.

O ângulo entre o eixo da antena (eixo da mira) e a direção do alvo também é conhecido como valor OBA (ângulo fora da mira).

O ângulo de elevação também é medido nos radares 3D como uma terceira coordenada. Bem, o procedimento é usado duas vezes agora. Aqui a antena é derivada além disso na metade superior e na metade inferior. O segundo canal de diferença (ΔEl) é chamado de „Elevação Delta“.

II
 
 +ΔElAz 
 

I
 
 +ΔElAz 
 

III
 
 -ΔElAz 
 

IV
 
 -ΔElAz 
 

II
 
 +ΔElAz 
 

I
 
 +ΔElAz 
 

III
 
 -ΔElAz 
 

IV
 
 -ΔElAz 
 

Figura 5: os quatro quadrantes de uma antena monopulsora

A antena Monopulse está dividida em quatro quadrantes agora:

Os seguintes sinais são formados a partir dos sinais recebidos desses quatro quadrantes:

O  · Sinal Auxiliar Ω

também deve ser mencionado o quadro completo, embora este não esteja ligado à antena monopulsora. Esse canal para a compensação de lóbulos laterais sempre tem praticamente sua própria antena pequena e possui um diagrama de antena muito amplo e também serve para o reconhecimento de jamming.

Todos esses sinais precisam de um canal receptor próprio. Bem, os modernos conjuntos de radar 3D têm pelo menos quatro canais receptores paralelos.

Se os radiadores primários da antena monopulsora consistem em ilumindadores de alimentação, a distribuição dos sinais recebidos pode ser realizada com um duplexador monopulsivo.