Pulssi Doppler -tutka

Pulssi-Doppler-tutka  on tutkajärjestelmä, jossa etäisyys kohteeseen määritetään mittaamalla siitä heijastuvan luotaussignaalin viiveaika ja kohteen nopeus määritetään tuloksena olevan heijastuneen signaalin taajuussiirtymällä. Doppler- efektistä . Tällainen tutka yhdistää pulssitutkien ja jatkuvan aallon tutkien toiminnot , jotka oli aiemmin erotettu toisistaan ​​silloisen olemassa olevan elementtipohjan yhteistoteutuksen monimutkaisuuden vuoksi.

Historia

Ensimmäistä toimivaa pulssi-Doppler-tutkaa käytettiin amerikkalaisessa pitkän kantaman yliääniohjuksessa CIM-10 Bomarc, jossa on ramjet-moottorit ja joka on varustettu W40-ydinaseella hyökkäävien vihollisen lentokoneiden kokonaisten kokoonpanojen tuhoamiseksi. Pulssi-Doppler-järjestelmiä käytettiin ensimmäisen kerran laajalti hävittäjälentokoneissa 1960-luvulta lähtien. Aikaisemmat tutkat käyttivät menetelmää heijastuneiden pulssien viiveajan mittaamiseksi kohteen kantaman määrittämiseksi ja antennin kulman (tai vastaavan välineen) mittaamiseksi kohteen suunnan määrittämiseksi. Tämä menetelmä toimi kuitenkin vain, kun tutka-antenni ei osoittanut alaspäin; tässä tapauksessa maaheijastus ylitti kaikki heijastukset muista kohteista. Koska maa liikkuu samalla nopeudella kuin lentokone, mutta päinvastaiseen suuntaan lentokoneen liikkuessa, Doppler-pohjaiset tekniikat suodattavat maaperän paluut, mikä mahdollistaa kohteen paluun havaitsemisen. Tämän ansiosta pulssi-Doppler-tutkat voivat käyttää "katso alas ja ammu alas" -menetelmää. Sotilaallisen tutkan toissijainen etu on vähentää säteilytehon tasoa ja saavuttaa samalla hyväksyttävä suorituskyky tutkan salaisuuden lisäämiseksi.

Pulssi-Doppler-tekniikkaa käytetään laajalti myös säätutkissa, jolloin tutka voi määrittää tuulen nopeuden minkä tahansa ilmassa olevien sateiden nopeudesta. Pulssi-Doppler-tutkaa käytetään myös synteettisissä aukkotutkissa, joita käytetään radioastronomiassa, Maan kaukokartoittamisessa ja kartoituksessa. Lennonjohtoongelmia ratkaistaessa tätä menetelmää käytetään ilma-alusten signaalien eristämiseen passiivisen häiriön taustaa vasten. Yllä mainittujen perinteisten tutkavalvontasovellusten lisäksi pulssi-Doppler-tutkaa on käytetty menestyksekkäästi terveydenhuollossa, kuten putoamisriskin arvioinnissa ja putoamisen havaitsemisessa, lääketieteellisissä tai kliinisissä sovelluksissa.

Kuinka pulssitutka toimii

Range

Pulssi-Doppler-järjestelmät mittaavat etäisyyden kohteeseen mittaamalla ajan, joka on kulunut energiapulssin (koetussignaalin) lähettämishetken ja kohteesta heijastuneen pulssin vastaanottamisen välillä. Radioaallot etenevät suoraviivaisesti tunnetulla vakionopeudella - valon nopeudella, joten etäisyys kohteeseen määritetään mittaamalla signaalin etenemisaika tutka-antennista kohteeseen ja takaisin kertomalla se nopeudella valo ja jakamalla tulos kahdella (mikä ottaa huomioon signaalin etenemisen edestakaisin) .

Lähteen liikkeen aiheuttaman nopeuden, aallonpituuden mittaus

Pulssi-Doppler-tutkan toiminta perustuu Doppler-ilmiöön, joka koostuu siitä, että kohteen liike aiheuttaa siitä heijastuvan signaalin taajuussiirtymän. Säteittäinen nopeus on välttämätön pulssi-Doppler-tutkan toiminnalle. Kun kohde liikkuu kunkin anturipulssin välillä, heijastuneet signaalit vastaanottavat vaihe-eron eli vaihesiirron pulssista pulssiin. Tämä saa kohteen Doppler-moduloimaan heijastunutta signaalia.

Pulssi-Doppler-tutkissa tätä tehostetta käytetään parantamaan suorituskykyä. Heijastuneiden pulssien sarjan amplitudi samasta skannatusta tilavuudesta on yhtä suuri kuin

missä

x0 on etäisyys tutkasta kohteeseen, λ on tutkan aallonpituus, v on nopeus, Δ t on kahden pulssin välinen aika, Θ on pulssisignaalin aaltovaihe

Näin laskemme:

missä Δ Θ on kohdealueen muutoksen aiheuttama vaihesiirto. Mistä löytää nopeuden

Näin tutka voi erottaa kaiut useista samassa tilavuudessa olevista kohteista erottaen ne spektriominaisuuksien erojen perusteella.

Edut

Poikkeutusnopeus valitaan pulssi Doppler-järjestelmissä lentokoneiden havaitsemiseen, joten mitään tämän nopeuden alapuolella ei havaita. Yhden asteen antennisäde valaisee miljoonia neliömetriä maastoa 16 kilometrin etäisyydeltä, ja tämä johtaa tuhansiin havaintoihin horisontissa tai sen alapuolella, ellei Doppleria käytetä. Pulssi-Doppler-tutka käyttää tiettyjä ennalta määritettyjä signaalinkäsittelykriteereitä poistaakseen ei-toivotut signaalit hitaasti liikkuvista kohteista. Tätä kutsutaan myös häiriön torjumiseksi. Potkunopeus asetetaan yleensä juuri vallitsevan tuulen nopeuden yläpuolelle (15-150 km/h). Tämä säätutkan nopeuskynnys on asetettu paljon alhaisemmaksi. Doppler-taajuuden × valon nopeuden neliö jaettuna kahdella lähetystaajuudella on oltava suurempi kuin nopeuskynnys.

Ilmassa pulssi-Doppler-tutkassa nopeuskynnystä siirretään lentokoneen nopeuden verran suhteessa maahan ottaen huomioon siirtymä (cos Θ).

missä Θ on antennin sijainnin ja ilma-aluksen lentoradan välinen kulmasiirtymä. Pintaheijastukset näkyvät lähes kaikissa tutoissa. Maavälkettä esiintyy tyypillisesti pyöreällä alueella noin 40 km:n säteellä lähellä maanpäällisiä tutkia. Tämä etäisyys ulottuu paljon pidemmälle ilma- ja avaruustutkassa.

Häiriöt johtuvat siitä, että radiosäde heijastuu maan pinnalta, rakennuksista ja kasvillisuudesta. Häiriöt jopa reagoivat säähän tutkassa, joka on suunniteltu havaitsemaan ja raportoimaan lentokoneita ja avaruusaluksia. Häiriö luo tutkaan haavoittuvuuden alueen pulssin amplitudin aika-alueella. Ei-Doppler-tutkajärjestelmiä ei voida suunnata suoraan maahan, koska tietokoneita ja käyttäjiä on liikaa vääriä hälytyksiä. Herkkyyttä tulee vähentää lähellä häiriötä ylikuormituksen välttämiseksi. Tämä haavoittuvuus alkaa matalista korkeuksista, muutaman säteenleveyden päässä horisontista ja leviää alaspäin. Sitä esiintyy myös koko säätapahtumaan liittyvässä liikkuvan ilman määrässä. Pulse Doppler -tutka korjaa tämän seuraavasti:

* ohjaa tutka-antennin suoraan maahan ylikuormittamatta tietokonetta tai vähentämättä herkkyyttä.

* täyttää tutkaan liittyvän haavoittuvuusalueen aika-alueella pulssien amplitudilla maaston ja sään lähellä olevien pienten kohteiden havaitsemiseksi.

* Lisää tunnistusaluetta 300 % tai enemmän kuin Moving Target Indication (MTI) parantamalla näkyvyyttä sotkussa.

Noin 60 dB:n häiriönpoistokyky vaaditaan haku-/kuvausominaisuutta varten, ja pulssi-Doppler on ainoa strategia, joka

voi täyttää tämän vaatimuksen. Tämä eliminoi ympäristön haavoittuvuudet matalilla korkeuksilla ja horisontin ulkopuolella. Pulssipakkaus ja liikkuvan kohteen ilmaisin (MTI) tarjoavat jopa 25 dB:n alihäiriön näkyvyyden. MTI-antennin säde on suunnattu horisontin yläpuolelle liiallisten väärien hälytysten välttämiseksi, mikä jättää järjestelmät haavoittuvaiksi. Lentokoneet ja jotkin ohjukset hyödyntävät tätä heikkoutta käyttämällä tekniikkaa nimeltä Nap-of-the-Earth -lento. Tämä lentotekniikka on tehoton pulssi-Doppler-tutkaa vastaan.

Pulse Doppler tarjoaa etua yritettäessä havaita ohjuksia ja huonon näkyvyyden, matalalla lentäviä lentokoneita, merenpintoja ja säätä. Ääni-doppler ja kohdekoko tukevat passiivista ajoneuvotyyppiluokitusta, kun ystävän/vihollisen tunnistus ei ole käytettävissä transponderisignaalissa. Heijastuneiden mikroaaltosignaalien keskimääräinen pulssin toistotaajuus (PRF) on välillä 1500-15000 sykliä sekunnissa (Hertz), joka on kuultavissa oleva alue. Tämä tarkoittaa, että helikopteri kuulostaa helikopterilta, suihkukone kuulostaa suihkukoneelta ja potkurilentokone kuulostaa potkurilta. Lentokoneet pitävät ääntä, jopa ilman liikkuvia osia, ja jopa kohteen todellinen koko voidaan laskea äänisignaalin avulla.

Haitat

Maksimialue heijastuskyvystä (punainen) yksiselitteiseen Doppler-nopeusalueeseen (sininen) kiinteällä pulssin toistotaajuudella. Epäselvyyden käsittelyä tarvitaan, kun kohdealue on kaavion punaisen viivan yläpuolella, mikä pidentää skannausaikaa.

Pyyhkäisyaika on kriittinen tekijä joissakin järjestelmissä, koska ajoneuvot, jotka kulkevat äänennopeudella tai sitä korkeammalla, voivat kulkea 1 mailin muutaman sekunnin välein, kuten Exocet, Harpoon, X-22 ja ilma-ilma-ohjukset.

Enimmäisajan koko taivaan äänenvoimakkuuden skannaamiseen tulisi olla luokkaa kymmenen sekuntia tai vähemmän tässä ympäristössä toimivissa järjestelmissä. Pulssi Doppler-tutka voi yksinään olla liian hidas peittämään koko horisontin yläpuolella olevan avaruuden, ellei tuuletinsädettä käytetä. Tätä lähestymistapaa käytetään AN/SPS 49(V)5 Very Long Range Air Surveillance Radar -tutkan kanssa, joka uhraa korkeusmittauksen nopeuden lisäämiseksi.

Pulssi-Doppler-antennin liikkeen on oltava riittävän hidasta, jotta kaikki palautukset vähintään 3:sta eri PRF:stä voidaan käsitellä suurimmalle odotetulle tunnistusalueelle. Tämä tunnetaan viipymäaikana. Antennin liikkeen impulssijukkulle tulee olla yhtä hidasta kuin MTI:tä käyttävän tutkan. Pulssi-Doppleria sisältävä hakututka on yleensä kaksoistila, koska paras kokonaissuorituskyky saavutetaan, kun pulssi-Doppleria käytetään alueilla, joilla on korkea väärien hälytysten määrä (horisontti tai sen alapuolella ja sää), kun taas perinteinen tutka skannaa nopeammin vapaassa tilassa, jossa väärä hälytys korko on alhainen (horisontin yläpuolella kirkkaalla taivaalla).

Antennityyppi on tärkeä näkökohta monimuototutkalle, koska tutka-antennin aiheuttama ei-toivottu vaihesiirtymä voi heikentää alihäiriönäkyvyyden suorituskykymittauksia.

Signaalinkäsittely

Signaalin käsittelyn parantaminen pulssi Dopplerin avulla mahdollistaa pienten, nopeiden kohteiden havaitsemisen suurten, hitaasti liikkuvien heijastimien läheltä. Tätä varten lähettimen tulee olla koherentti ja antaa matalaa vaihekohinaa tunnistusvälin aikana ja vastaanottimella on oltava suuri yksiinstinen dynaaminen alue.

* Yksityiskohtainen selitys pulssi-doppler-signaalin käsittelystä

Pulssi-Doppler-signaalinkäsittely sisältää myös epäselvyyden resoluution todellisen alueen ja nopeuden määrittämiseksi.

* Yksityiskohtainen selitys yksiselitteisyydestä

Useista PRF:istä vastaanotettuja signaaleja verrataan todellisen alueen määrittämiseksi käyttämällä alueen yksiselitteistämisprosessia.

* Yksityiskohtainen selitys alueen moniselitteisyyden resoluutiosta

Vastaanotettuja signaaleja verrataan myös käyttämällä taajuuden moniselitteisyyden erotteluprosessia.

* Yksityiskohtainen selitys taajuuden epäselvyyden resoluutiosta

Alueen resoluutio

Etäisyysresoluutio on pienin etäisyys kahden samalla nopeudella liikkuvan kohteen välillä ennen kuin tutka pystyy havaitsemaan kaksi erillistä heijastusta:

Tämän näytteenottorajan lisäksi lähetetyn pulssin kesto voi tarkoittaa, että signaalit kahdesta kohteesta vastaanotetaan samanaikaisesti pulssin eri osista.

Nopeusresoluutio

Nopeusresoluutio on pienin säteittäinen nopeusero kahden samalla etäisyydellä liikkuvan kohteen välillä ennen kuin tutka pystyy havaitsemaan kaksi erillistä heijastusta:

Yksityiskohdat

Pulse Doppler -tutka sisältää useita vaatimuksia, joiden on täytettävä tietyt ehdot, jotta saavutetaan hyväksyttävä suorituskyky.

Pulssin toistotaajuus (PRF)

Pulssi Doppler käyttää tyypillisesti keskimääräistä pulssin toistonopeutta (PRF) noin 3 kHz - 30 kHz. Lähetettyjen pulssien välinen etäisyys on 5 km - 50 km.

Aluetta ja nopeutta ei voida mitata suoraan käyttämällä keskimääräistä pulssin toistotaajuutta, ja todellisen alueen ja nopeuden määrittämiseen tarvitaan epäselvyyden resoluutio. Doppler-signaalit ovat tyypillisesti yli 1 kHz, mikä on kuultavissa, joten keskitason pulssitaajuusjärjestelmien äänisignaaleja voidaan käyttää passiivisten kohteiden luokitteluun.

Kulman mittaus

Tutkajärjestelmät vaativat kulman mittauksen. Transpondereita ei tavallisesti yhdistetä pulssi-Doppler-tutkaan, joten sivukeilan vaimennus vaaditaan käytännön toiminnassa. Seurantatutkajärjestelmät käyttävät kulmavirhettä tarkkuuden parantamiseksi tekemällä mittauksia kohtisuorassa tutka-antennin säteeseen nähden. Kulmamittauksista lasketaan keskiarvo tietyltä ajanjaksolta ja yhdistetään säteittäiseen liikkeeseen, jotta saadaan tietoa, joka soveltuu kohteen sijainnin ennustamiseen lyhyeksi ajaksi tulevaisuudessa.

Tutkan seurantaan käytetään kahta kulmavirhemenetelmää: monopulssi- ​​ja kartiopyyhkäisyä.

Johdonmukaisuus

Pulse Doppler -tutka vaatii koherentin oskillaattorin, jolla on hyvin vähän kohinaa. Vaihekohina heikentää alihäiriön näkyvyyttä luomalla näkyvää liikettä paikallaan oleviin esineisiin. Ontelomagnetroni ja ristikkäisen kentän vahvistin eivät sovellu, koska näiden laitteiden tuottama kohina vaikuttaa havaitsemisen laatuun. Ainoat pulssidoppleriin soveltuvat vahvistuslaitteet ovat: klystron, liikkuva aaltoputki ja puolijohdelaitteet.

Tutka kampasimpukka

Pulssi-Doppler-signaalin käsittely on ilmiö, jota kutsutaan scallopingiksi. Nimi viittaa lukuisiin laskuihin, jotka putoavat löytöprosessin aikana. Pulssi-Doppler-tutkan scalloping sisältää kohinasuodattimen luomia nopeuskuoppauksia. Jokainen tila on skannata käyttämällä kolmea tai useampaa erilaista PRF:ää. Kahden PRF:n havainnointikaaviossa on ilmaisuvälit, joissa on erillisten alueiden kuvio, kukin määrittelemättömällä taajuudella.

Kehystys

Vaimentuneet värähtelyartefaktit aiheuttavat ongelmia pulssi-Doppler-tutkan epäselvyyksien löytämisessä, havaitsemisessa ja ratkaisemisessa. Vaikutus vähenee kahdella tavalla. Ensinnäkin lähetetyn pulssin muoto säädetään tasoittamaan etu- ja takareunat siten, että RF-teho nousee ja laskee ilman äkillisiä muutoksia. Tämä luo sileäpäisen lähetyspulssin neliöaallon sijaan, mikä vähentää ilmiötä (yllä), joka muuten tunnistettaisiin heijastukseksi kohteesta. Toiseksi vastaanotetun pulssin muotoa ohjaa ikkunointitoiminto, joka minimoi vaikutuksen (yllä), joka esiintyy joka kerta, kun suodattimeen kohdistetaan pulssi. Digitaalisessa järjestelmässä kunkin näytteen vaihe ja/tai amplitudi säädetään ennen kuin se syötetään nopeaan Fourier-muunnokseen. Dolph-Chebyshev-ikkuna on tehokkain, koska se luo tasaisen pohjan käsittelyä varten ilman vaimentunutta värähtelysykliä, joka muuten voisi aiheuttaa vääriä positiivisia tuloksia.

Antenni

Pulssi-Doppler-tutka on tyypillisesti rajoitettu mekaanisesti ohjattuihin ja aktiivisen vaiheen ryhmäantenneihin. Mekaaniset RF-komponentit, kuten aaltoputki, voivat aiheuttaa Doppler-modulaatiota tärinän aiheuttaman vaihesiirron vuoksi. Tämä asettaa vaatimuksen

täydellinen valikoima suorituskykytestejä, joissa käytetään täristimet, jotka voivat tuottaa voimakasta mekaanista tärinää kaikilla odotetuilla äänitaajuuksilla. Doppler ei ole yhteensopiva useimpien elektronisesti ohjattujen vaiheryhmien kanssa. Tämä johtuu siitä, että antennin vaiheensiirtimen elementit eivät ole keskinäisiä ja vaihesiirtoa on säädettävä ennen ja jälkeen jokaisen lähetyspulssin. Virheellinen vaihesiirtymä johtuu äkillisestä vaihesiirtopulssista, ja asettuminen lähetettyjen pulssien välisen vastaanottojakson aikana asettaa Doppler-modulaation kiinteäksi häiriöksi. Vastaanottomodulaatio pilaa alihäiriöiden näkyvyyden mittaussuorituskyvyn periaatteen. Vaiheensiirtimen muodostaminen kestää noin 50 ns. Vastaanottimen näytteenoton aloitusta on viivästettävä vähintään yhdellä (tai useammalla) vaiheensiirtimen asettumisaikavakiolla jokaista 20 dB alihäiriönäkyvyyttä kohden.

Useimmat antennin vaiheensiirtimet, jotka toimivat yli 1 kHz:n pulssin toistotaajuuksilla, aiheuttavat virheellisen vaihesiirron, ellei ryhdytä erityistoimenpiteisiin, kuten vaiheensiirtimen asettumisajan lyhentämiseen muutamaan kymmeneen nanosekuntiin. Seuraava on antennin suurin sallittu asettumisaika. vaihesiirtomoduulit.

missä

T = vaiheensiirtimen asettumisaika, SCV = alihäiriön näkyvyys desibeleinä, S = kunkin lähetyspulssin välisten mittausnäytteiden lukumäärä, PRF = suurin laskettu pulssinopeus.

Antennityyppi ja pyyhkäisyominaisuudet on valittu käytännön syistä tiettyihin monimuototutkajärjestelmiin.

Diffraktio

Karkeat pinnat, kuten aallot ja puut, muodostavat diffraktiohilan, joka soveltuu mikroaaltosignaalien vääristymiseen. Pulssi-Doppler voi olla niin herkkä, että vuorten, rakennusten tai merenhuippujen diffraktiota voidaan käyttää havaitsemaan nopeasti liikkuvia kohteita, jotka voivat olla esteiden esteenä näkyvissä. Tämä erittäin häviöllinen ilmiö tulee mahdolliseksi vasta, kun tutkalla on merkittävää lisänäkyvyyttä. Taittuminen (taitto) ja aaltoputket käyttävät siirtotaajuutta L-kaistalla (1-2 GHz) tai alhaisempaa horisontin laajentamiseksi, mikä on hyvin erilaista kuin diffraktio. Horisontin yläpuolella olevan tutkan taittuminen käyttää maanpinnan yläpuolella olevan ilmapatsaan muuttuvaa tiheyttä radiotaajuisten signaalien ohittamiseen. Inversiokerros voi luoda transientteja, kuten troposfäärin virtausta, joka poimii radiotaajuisia signaaleja ohuesta ilmakerroksesta kuin aaltoputki.

Alihäiriön näkyvyys

Häirintänäkyvyys sisältää dynaamiseen alueeseen verrannollisen häirinnän tehon enimmäissuhteen tavoitetehoon. Tämä määrittää suorituskyvyn huonolla säällä ja maanpinnan tasolla. Alihäiriön näkyvyys on pienimmän signaalin suhde, joka voidaan havaita vahvemman signaalin läsnä ollessa.

Pieni heijastus nopeasti liikkuvasta kohteesta voidaan havaita suurempien heijastusten ollessa hitaista esteistä, jos seuraava pitää paikkansa:

Suorituskyky

Pulssi-Doppler-tutkayhtälöä voidaan käyttää erilaisten suunnittelurajoitusten, kuten virrankulutuksen, havaintoalueen ja turvallisuuden välisten kompromissien ymmärtämiseen mikroaaltosäteilyä käytettäessä. Tämä on hyvin yksinkertainen simulaatio suorituskyvyn arvioimiseksi ihanteellisessa ympäristössä. Teoreettinen alue on seuraava.

missä

p = etäisyys kohteeseen, pt = lähettimen teho, Gt = lähetysantennin vahvistus, Ap = vastaanottoantennin tehollinen aukko (pinta-ala), σ = tutkan poikkileikkaus tai kohteen sirontakerroin, F = antennin säteen hajautuskerroin, D = Doppler-suodattimen koko (lähetyspulssit kussakin FFT:ssä), Kb = Boltzmannin vakio, T = absoluuttinen lämpötila, B = vastaanottimen kaistanleveys (kaistanpäästösuodatin), N = kohinaluku.

Tämä yhtälö johdetaan yhdistämällä tutkayhtälö kohinayhtälöön ja ottamalla huomioon kaistan sisäisen kohinan jakautuminen tunnistussuodattimien joukossa. D-arvo lisätään vakiotutka-alueyhtälöön pulssi-Doppler-signaalin käsittelyn ja FM-lähettimen kohinan vähentämisen huomioon ottamiseksi. Havaintoalue kasvaa suhteessa suodattimien lukumäärän neljänteen juureen tietyllä tehonkulutuksella. Vaihtoehtoisesti tehonkulutusta pienennetään suodattimien lukumäärällä tietyllä tunnistusalueella. Pulssi-Doppler-signaalinkäsittely integroi kaikkien suodattimeen tulevien yksittäisten heijastuneiden pulssien koko energian. Tämä tarkoittaa, että 1024 elementin pulssi-Doppler-signaalinkäsittelyjärjestelmä tarjoaa 30,103 dB:n parannuksen pulssi-Doppler-tutkan käyttämän signaalinkäsittelyn tyypin vuoksi. Kaikkien esineen yksittäisten impulssien energia lasketaan yhteen suodatusprosessissa.

Signaalinkäsittely 1024 pisteen suodattimella parantaa suorituskykyä 30,103 dB vain, jos lähetin ja antenni ovat yhteensopivia. Tämä vastaa sitten maksimietäisyyden lisäystä 562 %. Nämä parannukset ovat syy siihen, miksi pulssidoppleria tarvitaan sotilaallisiin ja tähtitieteellisiin tarkoituksiin.

Lentokoneseurannan käyttäminen

Pulssi-Doppler-lentokoneen tunnistustutkassa on kaksi tilaa:

Skannaustila sisältää taajuussuodatuksen, amplitudin kynnyksen ja moniselitteisyyden resoluution. Jos heijastus on havaittu ja laskettu, pulssi-Doppler-tutka siirtyy automaattisesti seuraamaan radan ympärillä olevan tilan määrää.

Seurantatila toimii kuin vaihelukittu silmukka, jossa Doppler-nopeutta verrataan peräkkäisten skannausten matkamatkaan. Kohteen lukitus näyttää eron kahden kynnysarvon alapuolella olevan mittauksen välillä, mikä voi tapahtua vain kohteelle, joka täyttää Newtonin mekaniikan. Muuntyyppiset elektroniset signaalit eivät voi aiheuttaa sieppausta. Estoa esiintyy myös muissa tutkatyypeissä. Estokriteerit ovat välttämättömiä normaalille käyttöajalle.

Estäminen eliminoi ihmisen toiminnan tarpeen helikoptereita ja elektronisia häiriöitä lukuun ottamatta. Sääilmiöt ovat alttiita adiabaattisille prosesseille, jotka liittyvät ilmamassojen massaan, eivätkä ne ole Newtonin mekaniikan alaisia, joten sieppauskriteereitä ei yleensä käytetä säätutkassa. Pulssi-Doppler-signaalinkäsittely eliminoi selektiivisesti matalanopeuksiset heijastukset, joten kynnysnopeuden alapuolella ei ole havaittuja. Tämä eliminoi maaston, sään, biologiset ja mekaaniset ruuhkat, lukuun ottamatta houkutuslentokoneita. Ilmaisimen kohde-Doppler-signaali muunnetaan taajuusalueelta aika-alueen kautta äänen käyttäjälle seurantatilassa joissakin tutkajärjestelmissä. Käyttäjä käyttää tätä ääntä passiiviseen kohdeluokitukseen, kuten helikoptereihin ja elektronisiin häiriöihin.

Helikopterit

Erityistä huomiota on kiinnitettävä lentokoneisiin, joissa on suuria liikkuvia osia, koska pulssi-Doppler-tutka toimii vaihelukitun silmukan muodossa. Lähellä äänen nopeudella liikkuvat teräkärjet tuottavat ainoan signaalin, joka voidaan havaita helikopterin liikkuessa hitaasti lähellä maastoa ja säärintamaa. Helikopterit näyttävät nopeasti sykkiviltä melulähteiltä, ​​paitsi puhtaassa ympäristössä, jossa ei ole häiriöitä. Ilmassa olevan kohteen tyypin tunnistamiseksi passiivisesti annetaan äänimerkki. Heijastimen liikkeen aiheuttama mikroaalto-Doppler-taajuussiirtymä kuuluu ihmisen kuultavan äänen alueelle (20-20 000 Hz), jota käytetään kohdeluokituksessa tavanomaisten tutkanäyttöjen lisäksi ja näytetään A-kaistana, B-kaistana, C-kaista ja RHI-ilmaisin. Ihmiskorva havaitsee eron paremmin kuin elektroniset laitteet.

Erikoistila vaaditaan, koska Doppler-nopeuden palautetiedot on poistettava säteittäisestä liikkeestä, jotta järjestelmä voi siirtyä skannauksesta raitaan ilman sieppausta. Samanlaisia ​​menetelmiä tarvitaan raitainformaation saamiseksi häirintä- ja häiriösignaaleista, jotka eivät täytä sieppauskriteerejä.

Multimode

Pulssi-Doppler-tutkan on oltava monimuotoinen, jotta se voi seurata lentokoneen kääntö- ja ylityslentoreittejä. Seurantatilassa pulssi-Doppler-tutkalla on oltava tapa muuttaa Doppler-suodatusta raitaa ympäröivän tilan tilavuudessa, kun säteittäinen nopeus putoaa minimitunnistusnopeuden alapuolelle. Doppler-suodattimen säätö on linkitettävä tutkan seurantatoimintoon, jotta Doppler-siirtymäsuhde voidaan säätää automaattisesti radan ympärillä olevassa tilassa. Seuranta pysähtyy ilman tätä toimintoa, koska muuten Doppler-suodatin hylkää kohdesignaalin säteittäisen nopeuden lähestyessä nollaa taajuuden muutoksen puutteen vuoksi. Monimuotokäyttö voi sisältää myös jatkuvan aallon valaistuksen puoliaktiivista tutkakohdistusjärjestelmää varten.

Katso myös

Muistiinpanot

Linkit