www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Grondbeginselen

Costas Code

Frequentienummer
Volgorde

Figuur 1: Costascode met lengte Nc = 10 (in rood) vergeleken met lineaire frequentiemodulatie (in blauw)

Frequentienummer
Volgorde

Figuur 1: Costascode met lengte Nc = 10 (in rood) vergeleken met lineaire frequentiemodulatie (in blauw)

Costas Code

De Costas Code werd in 1965 voor het eerst wiskundig beschreven door John P. Costas. Het is een soort tijdsafhankelijke frequentiemodulatie voor zendpulsen. Costas matrices werden geïntroduceerd om de prestaties van radar- en sonarsystemen te verbeteren.

In een tijdsafhankelijke frequentiemodulatie wordt een relatief lange zendpuls van lengte τ' verdeeld in een aantal N deelpulsen τ1…N  met verschillende draaggolffrequenties. Elke groep van deze N deelpulsen wordt een burst genoemd. In de regel hebben deze deelpulsen dezelfde amplitude en gelijke tussenruimte. Als de frequentie van deze deelpulsen gelijkmatig wordt verhoogd of verlaagd, dan is de totale puls een geleidelijke benadering van intra-puls modulatie en pulscompressie met lineaire frequentie modulatie.

Costas-codes zijn een speciale klasse van deze intrapulsgemoduleerde zendpulsvormen. Een Costas-code is een groep opeenvolgende ongecodeerde subpulsen die willekeurig zijn samengesteld uit verschillende frequenties en gecomprimeerd tot een smallere puls met behulp van coherente signaalverwerking. Figuur 1 toont een voorbeeld van een groep van 10 deelpulsen als een matrix. De rijen geven het nummer van de positie aan, de kolommen het nummer van de draaggolffrequentie van de deelpulsen. Een punt geeft de draaggolffrequentie aan die in de deelpuls wordt gebruikt. De blauwe punten stellen een uitzendpuls voor met een stapsgewijs gestaag toenemende draaggolffrequentie. De rode stippen geven de frequentieverandering volgens een Costas-code aan.

Costas-codes hebben een bijna ideaal zijlobgedrag in zowel het bereik- als het snelheidsdomein (Doppler) en zorgen in beide gevallen voor een goed uniciteitsbereik. De verdeling van de subfrequenties binnen de groep heeft een grote invloed op dit uniekheidsbereik van de metingen. Alle sidelobes behalve een paar exemplaren dicht bij het origineel hebben de relatieve amplitude van 1/N van het origineel. Deze paar exemplaren bij de uitvoerpuls hebben de typische waarde van 2/N voor de Costas-code. Deze uniforme grootte van de zijlobben maakt deze pulsvorm bijzonder bruikbaar voor weerradars. De compressieverhouding is ongeveer N.