www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Basics

Il termine „Coerenza“


Oscillazione continua stabile
come riferimento
1° periodo
2° periodo
3° periodo
fase casuale

Figura 1: Origine della coerenza, impulsi di trasmissione coerenti e non coerenti


Oscillazione continua stabile
come riferimento
1° periodo
2° periodo
3° periodo
fase casuale

Figura 1: Origine della coerenza, impulsi di trasmissione coerenti e non coerenti

Che cos’è un radar coerente?

Il termine „Coerenza“

In un radar a impulsi, la coerenza descrive le relazioni di fase tra gli impulsi trasmessi. Le oscillazioni e le onde elettromagnetiche sono descritte come coerenti se le loro relazioni di fase sono costanti. Nel caso dell’incoerenza, queste relazioni di fase sono statisticamente distribuite. La coerenza o meno di un’unità radar dipende dal tipo di trasmettitore. Nel radar possono operare diversi sistemi come trasmettitori, completamente coerenti, parzialmente coerenti o incoerenti.

Radar non coerente

Un sistema di trasmissione è il trasmettitore oscillatore di potenza (Power Oscillator Transmitter, POT) auto-oscillante. Quando un trasmettitore di questo tipo viene acceso e spento dall’impulso di modulazione rettangolare, inizia a oscillare con una posizione di fase diversa in ogni impulso di trasmissione. La posizione di fase dell’ingresso dell’oscillazione è un processo puramente casuale.

Nota: i trasmettitori auto-oscillanti hanno una fase casuale da impulso a impulso e quindi non sono coerenti!

Radar coerente

Un altro sistema di trasmissione è il trasmettitore come amplificatore ad alta potenza (Power-Amplifier-Transmitter, PAT). In questo sistema, il trasmettitore è costituito da un amplificatore ad alta potenza ed è alimentato da un’oscillazione continua altamente stabile di un generatore master, che sincronizza il generatore di forme d’onda. La condizione è che questo generatore master (oscillatore di coerenza) fornisca un’oscillazione continua stabile in fase. I singoli impulsi di trasmissione sono quindi costituiti da sezioni parziali di questa oscillazione continua. Le unità radar in cui la relazione di fase è così stabile sono dette pienamente coerenti. La modulazione dell’amplificatore di potenza del trasmettitore non influisce sulla relazione di fase dell’impulso del trasmettitore.

Se anche la frequenza di ripetizione degli impulsi (PRF) deriva dalla frequenza del generatore principale, allora anche ogni impulso di trasmissione inizia con la stessa relazione di fase. Se questo oscillatore è così stabile da non subire deviazioni nella posizione di fase della sua oscillazione nell’arco di ore o addirittura di giorni, allora il radar non è coerente solo da impulso a impulso, ma anche da scansione a scansione, cioè anche dopo la prossima rivoluzione (o nel caso dei satelliti: anche dopo la prossima orbita terrestre). Le deviazioni si verificherebbero se durante la generazione dell’oscillazione si verificasse il cosiddetto rumore di fase.

Nota: i generatori madre a bassa potenza con successiva amplificazione ad alta potenza
producono una fase costante tra gli impulsi di trasmissione, cioè una vera coerenza!

Radar pseudo-coerente

Grazie a un trucco circuitale, i radar non coerenti sono anche in grado di determinare la posizione di fase del segnale di eco. Anche se il trasmettitore inizia con una posizione di fase casuale, questa posizione di fase può essere mantenuta a scopo di riferimento mediante un’oscillazione smorzata controllata per un intero periodo di ricezione. Un oscillatore coerente stabile è costretto dalla fase dell’impulso di trasmissione corrente a continuare a oscillare con questa posizione di fase. Tuttavia, l’impulso di trasmissione successivo pone fine a questa coerenza, motivo per cui questo metodo è chiamato pseudo-coerente o „coerente in ricezione“.

Vantaggi

Le frequenze doppler sono frequenze nella gamma audio inferiore. Con il breve tempo di illuminazione dei radar di ricognizione sul bersaglio, è possibile ottenere solo pochi colpi. Si tratta di pochissimi (spesso uno solo!) periodi di oscillazione della frequenza Doppler da misurare, troppo pochi per essere misurati direttamente come un’oscillazione. Pertanto, il radar deve misurare la variazione di fase da impulso a impulso per dedurre la frequenza Doppler.

Il vantaggio più importante di questi sistemi coerenti è che vengono rilevate anche piccolissime variazioni di fase nel segnale dell’eco, riducendo così l’influenza dei bersagli fissi attraverso l’effetto Doppler. I radar coerenti hanno anche un migliore rapporto segnale/rumore rispetto ai sistemi non coerenti.