www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основы радиолокации

Оценка допплеровской частоты

Поскольку допплеровская частота мала (десятки, сотни Герц) по сравнению с несущей частотой радиолокационных сигналов (сотни, тысячи Мегагерц), то сравнение фаз сигналов выполнить намного легче, чем прямое сравнение частоты.

fD = 2·v
λ

 
  

Для примера выполним расчет частоты Допплера для рабочей частоты радиолокатора 2975 МГц и радиальной скорости самолета 650 километров в час.
Эта формула для расчета частоты Допплера уже известна нам из раздела «Эффект Допплера».

fD = 2·v·f
c

 
  

При помощи соотношения λ=c/f  мы можем рассчитать длину волны или подставить выражение для нее в формулу для частоты Допплера.

fD = 2·v·f
3·108

 
  

Значение скорости света известно, но, подставляя его в формулу, следует помнить о еденицах измерения.

fD = 2·v·2,975·10
10

 
  

Подставим в формулу значение рабочей частоты радиолокатора и сократим числитель и знаменатель на общий множитель.

fD = 2·650·2.975·10
3·3.6

 
  

Обратите внимание, что значение радиальной скорости нужно подставлять в метрах в секунду (м/с). Поэтому, подставив значение из искодных данных (в км/ч), мы домножаем на 1000 (количество метров в километре) и делим на 3600 (количество секунд в часе), в результате чего, после сокращения общего множителя, в знаменателе остается значение 3,6 — коэффициент пересчета значения скорости из [км/ч] в [м/с].

Оставшиеся вычисления выполняются при помощи карманного калькулятора: значение частоты Допплера для заданных исходных данных равно 3581 Hz. Хотя значение радиальной скорости самолета было довольно высоким, значение соответствующей ей частоты Допплера очень мало в сравнении с рабочей частотой радиолокатора. При этом, если, например, значение радиальной скорости цели уменьшается на 10 км/ч, значение частоты Допплера уменьшается на 110 Гц! Подходящие для таких значений фильтры с требуемой крутизной частотной характеристики могут быть реализованы только в цифровой форме.