www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Koherencja i częstotliwość Dopplerowska

Prędkość radialna

Rysunek 1. Wektor prędkości celu i jego składowe

Prędkość radialna: Samolot przelatuje obok radaru po prostym kursie. Rozpoczyna się więc z dodatnią prędkością radialną. W pewnym momencie samolot leci dokładnie stycznie do radaru: prędkość radialna wynosi zero. Wtedy prędkość radialna staje się ujemna.

Rysunek 1. Wektor prędkości celu i jego składowe

Prędkość radialna

Ruch obiektu z daną prędkością charakteryzuje się kierunkiem, a więc można go (ruch) opisać wektorem prędkości. W stosunku do kierunku obserwacji celu wektor prędkości celu może być rozłożony na dwie składowe:

Przekątna prostokąta narysowanego na tych dwóch wektorach jako bokach, a więc reprezentująca ich sumę, jest wektorem całkowitej prędkości docelowej lub po prostu wektorem prędkości docelowej. Długość wektora prędkości celu jest równa prędkości celu (im dłuższy wektor, tym szybciej porusza się cel), a jego kierunek pokrywa się z kierunkiem ruchu (kursem) celu.

Wszystko, co radar „widzi“ w danym momencie, to część wektora prędkości celu skierowana wzdłuż promienia poprowadzonego od anteny do celu (na Rysunku 1 ta część jest pokazana jako czerwona strzałka). Ogólnie rzecz biorąc, składowa ta nie odpowiada rzeczywistemu kursowi celu, lecz opisuje tylko tę jego część, która jest skierowana w stronę radaru lub od niego oddalona (w zależności od tego, czy cel się zbliża, czy oddala).

Prędkość radialna celu jest składową wektora prędkości całkowitej celu, która jest skierowana w kierunku lub od radaru.

Prostopadły do wektora prędkości radialnej jest wektor prędkości stycznej. Wielkość tego wektora ma wpływ na działanie systemu sterowania anteną w radarze śledzącym cel.

Kiedy samolot przelatuje obok radaru w linii prostej, to znaczy ze stałym kursem, istnieje punkt w jego trajektorii, w którym prędkość radialna będzie równa zeru. W tym przypadku, składowa styczna będzie pokrywać się z całkowitym wektorem prędkości celu. Wiadomo, że efekt Dopplera występuje tylko wtedy, gdy prędkość radialna celu nie jest równa zeru. Dlatego w momencie, gdy samolot znajduje się w tym punkcie, jego prędkość nie może być zmierzona przez radar, a tym samym nie może być odróżniona od pasywnych zakłóceń generowanych przez nieruchomy obiekt.

Kiedy samolot kontynuuje ruch w linii prostej po minięciu danego punktu, prędkość radialna odwraca swój kierunek i będzie skierowana z dala od radaru. To również wywołuje efekt Dopplera i częstotliwość sygnału odbitego będzie różnić się od częstotliwości nośnej sygnału sondującego o wielkość proporcjonalną do prędkości radialnej. Jedyna różnica polega na tym, że gdy prędkość radialna jest skierowana w stronę radaru (cel zbliża się), częstotliwość sygnału echa wzrasta o składową dopplerowską, natomiast gdy prędkość radialna jest skierowana w stronę radaru (cel oddala się), częstotliwość sygnału echa maleje o tę samą wartość.

Jeśli cel porusza się wokół pozycji radaru po okręgu o stałym promieniu, jego prędkość radialna będzie równa zero we wszystkich punktach trajektorii. W tym przypadku efekt Dopplera nie występuje, a częstotliwość dopplerowska wynosi zero. Sygnał echa takiego celu zostanie stłumiony przez filtr selekcji celów ruchomych jako szum pasywny i nie pojawi się na wyświetlaczu radaru.