Изисквания за радарен приемник
Изображение 1: Приемник и генератор на сигнали на радара за УВД ASR-E (производител: EADS)
Изисквания за радарен приемник
Идеалният радарен приемник трябва да има следните характеристики:
- Безшумно усилване на приетия сигнал, без да се променя формата му;
- Оптимизиране на вероятността за откриване на цели чрез избор на подходяща честотна лента на приемника;
- Поддържане на широк динамичен обхват за съчетаване на много малки ехо сигнали с много големи смущения на фиксирани цели;
- Потискане на смущаващите сигнали за оптимизиране на местоположението на целта.
Чувствителност на приемника
Най-ниската възможна мощност на входа на приемника (Pemin), която може да бъде преработена в сигнал за целта, е важен елемент при определянето на максималния възможен обхват на радарното устройство. Това ниво на чувствителност има стойности от порядъка на 10 -13 вата (-100 dBm).
Приемниците обаче са проектирани така, че да не са много по-чувствителни, отколкото е необходимо.
Това е така, защото чувствителността на приемника ограничава неговата честотна лента
и това трябва да се приеме само за да може да се приемат сигнали, които всъщност не са желани?
Освен това важи следното правило: колкото по-малко чувствителен е приемникът, толкова по-добра е
честотата на фалшивите аларми
на радарното устройство.
В същото време обаче
вероятността за откриване
на «добро» ехо, т.е. сигнал, който изпъква над фоновия шум на приемника,
намалява, тъй като този сигнал трябва да е по-голям при по-ниска чувствителност на приемника.
Широчина на честотната лента на приемника
Един от най-важните фактори е шумът на приемника. Всеки приемник (и радарните приемници не правят изключение) има определено количество присъщ шум, който се добавя към приетия шум. Дори и най-внимателният дизайн на приемника не може да предотврати това. Размерът на този присъщ шум (наричан още термичен шум) е пропорционален на широчината на честотната лента на приемника.
Поради това намаляването на честотната лента на приемника може да доведе до намаляване на присъщия на приемника шум.
Но: Ако ширината на честотната лента е твърде малка, приемникът вече не може да обработва някои сигнали (или не толкова добре).
Така че тук отново трябва да се постигне компромис.
На практика се избира широчина на честотната лента на приемника, близка до реципрочната стойност на продължителността на импулса.
Например, ако радарът излъчва импулси с продължителност 1 µs, оптималната честотна лента на приемника е около 1 MHz.
Динамичен обхват
Приемникът трябва да усилва приетите сигнали, без да ги изкривява. Ако обаче силното ехо на фиксираната цел доведе приемната система до насищане, тогава в резултат на това различните честотни компоненти на сигнала се усилват по различен начин, т.е. спектърът се променя. Тази промяна в спектъра намалява способността на радара да използва доплеровата честота, за да маскира тези силни ехо от фиксирани цели. Освен това, когато приемникът е в състояние на насищане, слабото ехо от въздухоплавателно средство, намиращо се в близост до фиксираната цел, вече не може да бъде засечено. Следователно динамичният обхват на приемника трябва да се простира от нивото на шума до най-силното очаквано ехо на фиксираната цел. На практика този динамичен обхват обхваща около 80 dB.
Силата на смущаващите сигнали по отношение на слабото ехо на целта е средно
- Метеорологични смущения до 55 dB
- Призрачни цели (например т.нар. ангели) до 70 dB
- Интерференция на фиксирана цел в морето до 75 dB
- Интерференция на фиксирана цел на сушата до 90 dB.
Ефектите от тези смущения се смекчават чрез подходящи схеми за управление на усилването, като например динамично временно автоматично регулиране на усилването.