Слепая скорость
Рисунок 1. К пояснению связи между слепой скоростью и допплеровским сдвигом частоты
Рисунок 1. К пояснению связи между слепой скоростью и допплеровским сдвигом частоты
Слепая скорость
При сравнении фаз эхо-сигналов в двух или более периодах повторения (межпериодная обработка) может возникать ситуация, когда цель движется с такой радиальной скоростью, которая приводит к сдвигу фаз в 360°, то есть, фактически, к нулевой разности фаз. Такая цель не будет распознана как движущаяся и система СДЦ сформирует сообщение о пассивной помехе от местного предмета. Поскольку функция синуса является периодической, то такая же ситуация будет возникать при сдвигах фаз между эхо-сигналами в соседних периодах, кратных 360°, то есть при разности фаз ± n · 360°, где n – целое число. Радиальную скорость цели, при которой возникает описанный эффект, называют слепой скоростью (англ. blind speed).
Значение слепой скорости зависит от несущей частоты и от периода повторения зондирующих импульсов радиолокатора.
| vblind = | λ | где |
vblind = одна из слепых скоростей; λ = длина волны зондирующего сигнала; Ts = период повторения зондирующих импульсов. |
(1) |
| 2·Ts |
На Рисунке 1 показано соответствие допплеровской частоты (fD), вызванной движением цели, и эхо-сигналов на выходе фазового детектора. Если допплеровская частота будет равна частоте повторения зондирующих импульсов, то выборка (эхо-сигналы) будет происходить в одной и той же точке периода синусоиды, имеющей частоту, равную допплеровской частоте. Следовательно, такие эхо-сигналы будут иметь одинаковую амплитуду и фазу, как если бы цель была неподвижной. Тот же эффект будет возникать, если fD будет кратной частоте повторения зондирующих импульсов. Цели, движущиеся с такими скоростями, могут быть пропущены радиолокаторами с СДЦ.
Слепой скоростью называют радиальную скорость цели, при которой сдвиг фаз между эхо-сигналами в соседних периодах имеет значение ± n · 360°. Эхо-сигналы от целей, движущихся со слепыми скоростями, будут подавляться системой СДЦ как пассивные помехи от неподвижных объектов.
Пример.
Радиолокатор работает на несущей частоте 2,8 ГГц с периодом повторения импульсов 1,5 мс.
При таких условиях первая слепая скорость имееет значение:
| vblind = | λ | = | c0 | = | 3·108 | = 35,72 m/s | c0 = скорость света | (2) |
| 2·Ts | 2·f·Ts | 2·2,8·109·1,5·10-3 |
Это значение соответствует скорости около 130 км/ч. Цели, имеющие такую или кратную ей скорость, не будут видны в той части зоны обзора радиолокатора, где будет включена система СДЦ.
В силу периодичности однозначное соответсвие между измеренной частотой Допплера и скоростью цели имеет место только в пределах от нуля до первого максимума частоты Допплера. Поэтому для точного определения частоты Допплера она не может быть выше частоты повторения зондирующих сигналов. Возникающая в случаях, когда частота Допплера превышает частоту повторения, неоднозначность известна как дилемма (неопределенность) Допплера.
Для устранения негативного эффекта слепых скоростей могут быть применены такие меры:
- использование когерентного канала только в случае необходимости
это обосновано еще и тем, что при использовании амплитудного канала дальность действия радиолокатора выше, чем при использовании когерентного. - постоянное изменение рабочей частоты (разнос частот) радиолокатора
требуется существенное расширение полосы рабочих частот - постоянное изменение (воббуляция) частоты следования импульсов
наиболее эффективный метод: ни один самолет не способен изменять свою скорость настолько быстро и при этом синхронно с изменением частоты повторения радиолокатора
Следует отметить, что все перечисленные меры уже стали стандартными для радиолокаторов обзора воздушного пространства.