www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radiolokační vysílače

Costasův kód

Frekvenční číslo
Objednávka

Obrázek 1: Costasův kód s délkou Nc = 10 (červeně) v porovnání s lineární frekvenční modulací (modře)

Frekvenční číslo
Objednávka

Obrázek 1: Costasův kód s délkou Nc = 10 (červeně) v porovnání s lineární frekvenční modulací (modře)

Costasův kód

Costasův kód poprvé matematicky popsal v roce 1965 John P. Costas. Jedná se o typ časově závislé frekvenční modulace pro přenosové impulsy. Costasovy matice byly zavedeny za účelem zlepšení výkonu radarových a sonarových systémů.

Při časově závislé frekvenční modulaci se relativně dlouhý vysílací impuls délky τ' rozdělí na několik N dílčích impulsů τ1…N  s různými nosnými frekvencemi. Každá skupina těchto N dílčích impulsů se nazývá Burst. Tyto dílčí impulsy mají zpravidla stejnou amplitudu a stejné rozestupy. Pokud se frekvence těchto dílčích impulsů rovnoměrně zvyšuje nebo snižuje, pak je celkový impuls postupnou aproximací vnitropulsní modulace a impulzní komprese s lineární frekvenční modulací.

Speciální třídou těchto vnitropulsně modulovaných vysílacích impulsů jsou Costasovy kódy. Costasův kód je skupina po sobě jdoucích nekódovaných dílčích impulsů náhodně sestavených z různých frekvencí a komprimovaných do užšího impulsu pomocí koherentního zpracování signálu. Obrázek 1 ukazuje příklad skupiny 10 dílčích impulsů ve formě matice. Řádky označují číslo pozice, sloupce označují číslo nosné frekvence dílčích impulsů. Tečka označuje nosnou frekvenci použitou v dílčím impulsu. Modré tečky představují vysílací impuls s postupně se plynule zvyšující nosnou frekvencí. Červené tečky označují změnu frekvence podle Costasova kódu.

Costasovy kódy mají téměř ideální chování postranních laloků jak v oblasti dosahu, tak v oblasti rychlosti (Doppler) a zajišťují dobrý rozsah jedinečnosti v obou případech. Rozložení dílčích frekvencí v rámci skupiny má velký vliv na tento rozsah jedinečnosti měření. Všechny vedlejší frekvence s výjimkou několika vzorků blízkých originálu mají relativní amplitudu 1/N originálu. Těchto několik vzorků u výstupního impulsu má typickou hodnotu 2/N pro Costasův kód. Díky této rovnoměrné velikosti postranních laloků je tento tvar impulzu použitelný zejména pro meteorologické radary. Kompresní poměr je přibližně N.