Основи на радиолокацията

Какво е кохерентен радар?

Терминът «кохерентност»

В импулсна радарна система кохерентността описва фазовите отношения между предаваните импулси. Трептенията и електромагнитните вълни, чиито фазови отношения са постоянни, се описват като кохерентни. В случай на несъгласуваност тези фазови отношения са статистически разпределени. Дали радарното устройство е кохерентно или не, се определя от вида на предавателя. Различни системи могат да работят като предаватели в радарния комплект, които са кохерентни, частично кохерентни или некохерентни.

Некохерентен радар

Една от предавателните системи е самоколебаещият се предавател с мощностен осцилатор (Power Oscillator Transmitter, POT). Когато такъв предавател се включва и изключва с импулса на правоъгълната модулация, той започва да трепти с различно фазово положение във всеки предавателен импулс. Това фазово положение на входа на трептенията е чисто случаен процес.

Обърнете внимание:
Самоколебаещите се предаватели имат произволна фаза от импулс до импулс и следователно не са кохерентни!

Кохерентен радар

Друга система на предавателя е предавателят като усилвател с голяма мощност (Power-Amplifier-Transmitter, PAT). В тази система предавателят се състои от усилвател с голяма мощност в основата си и се захранва с високостабилна непрекъсната вълна от главен генератор, който синхронизира генератора на вълнови форми. Условието е този главен генератор (генератор с кохерентна осцилация) да осигурява фазово стабилни непрекъснати трептения. Отделните импулси за предаване се състоят от частични участъци на това непрекъснато трептене. Радарите, при които фазовата връзка е толкова стабилна, се наричат напълно кохерентни. Модулацията на усилвателя на мощността на предавателя не влияе на фазовото съотношение на импулса на предавателя.

Ако честотата на повтаряне на импулсите също е получена от честотата на изходния главния генератор, тогава дори всеки предавателен импулс започва с една и съща фазова връзка. Ако този генератор е толкова стабилен, че няма отклонение във фазовото положение на неговите колебания в продължение на часове или дори дни, тогава радарът е кохерентен не само от импулс до импулс, но и от сканиране до сканиране - т.е. дори след следващия оборот (или в случая със сателитите: дори след следващата обиколка на Земята). Отклонения биха възникнали, ако по време на генерирането на трептенията се появи така нареченият фазов шум.

Обърнете внимание:
Нискомощните високостабилни главни генератори с последващо високомощно усилване
създават постоянна фаза между импулсите за предаване, т.е. истинска кохерентност!

Псевдокохерентен радар

Чрез трик в схемата некохерентните радари могат да определят и фазовата позиция на ехосигнала. Дори ако предавателят започне с произволно фазово положение, това фазово положение може да бъде поддържано за референтни цели чрез контролирано демпфирано трептене през целия период на приемане. Стабилният кохерентен осцилатор е принуден от фазата на текущия предавателен импулс да продължи да трепти с това фазово положение. Следващият предавателен импулс обаче прекратява тази кохерентност, поради което този метод се нарича псевдокохерентен или «кохерентен при приемане».

Предимства

Доплеровите честоти са честоти в долния аудиодиапазон. При краткото време на престой на разузнавателните радари върху целта могат да се получат само няколко попадения. Това са много малко (често само един!) периоди на трептене на доплеровата честота, които трябва да бъдат измерени, твърде малко, за да бъдат измерени директно като трептения. Следователно радарът трябва да измерва промяната на фазата от импулс до импулс, за да определи доплеровата честота.

Най-важното предимство на тези кохерентни системи е, че се откриват дори много малки фазови промени в ехосигнала, като по този начин се намалява влиянието на фиксираните цели чрез ефекта на Доплер. Кохерентните радари имат и по-добро съотношение сигнал/шум от некохерентните системи.