Radar

Ce radar ?? longue port??e antenne, dite ALTAIR, est utilis?? pour d??tecter et suivre les objets de l'espace, en liaison avec Essais ABM au Ronald Reagan site test sur le Kwajalein atoll.

Le radar est un syst??me qui utilise ??lectromagn??tiques vagues d'identifier la gamme, l'altitude, la direction ou la vitesse des deux objets mobiles et fixes tels que les avions , les navires, les v??hicules automobiles, les formations m??t??orologiques et du terrain. Le terme RADAR a ??t?? invent?? en 1941 en tant que acronyme pour Ra dio D ??TECTION un e R anging. Le terme a depuis entr?? dans la langue anglaise comme un mot standard, radar, perdre la capitalisation. Radar a ??t?? initialement appel?? RDF (Radio Direction Finder) au Royaume-Uni.

Un syst??me radar comporte un ??metteur qui ??met soit ondes radio ou (plus g??n??ralement ces jours) micro-ondes qui sont r??fl??chies par la cible et d??tect??es par un r??cepteur, g??n??ralement au m??me endroit que l'??metteur. Bien que le signal de retour est g??n??ralement tr??s faible, le signal peut ??tre amplifi??. Cela permet radar pour d??tecter des objets ?? des distances o?? d'autres ??missions, comme son ou la lumi??re visible , serait trop faible pour d??tecter. Le radar est utilis?? dans de nombreux contextes, y compris m??t??orologiques d??tection de pr??cipitation, mesure des ondes de surface de l'oc??an, le contr??le du trafic a??rien, la police d??tection de exc??s de vitesse le trafic, et par l'arm??e.

Histoire

Plusieurs inventeurs, scientifiques, et ing??nieurs ont contribu?? ?? la d??veloppement de radar. Le premier ?? utiliser les ondes radio pour d??tecter "la pr??sence d'objets m??talliques ??loign??s" ??tait Christian H??lsmeyer, qui en 1904 a d??montr?? la faisabilit?? de d??tecter la pr??sence d'un navire dans un brouillard dense, mais pas sa distance. Il a re??u Reichspatent Nr. 165 546 pour son dispositif de pr??-radar en Avril 1904, et le brevet plus tard 169 154 pour une modification connexe pour allant. Il a ??galement re??u un brevet en Angleterre pour son telemobiloscope sur 22 septembre 1904 .

Nikola Tesla, en Ao??t 1917, d'abord ??tabli des principes concernant la fr??quence et le niveau de puissance pour les premi??res unit??s de radar primitifs. Il a d??clar??: ??[...] par leur [debout ondes ??lectromagn??tiques] utilisons nous pouvons produire ?? volont??, ?? partir d'une station ??mettrice, un effet ??lectrique dans une r??gion particuli??re du globe; [qui] nous pouvons d??terminer la position relative ou cours d'un objet mobile, tel qu'un navire en mer, la distance parcourue par la m??me, ou sa vitesse ".

Avant la Seconde Guerre mondiale , l'??volution par les Am??ricains (Dr. Robert M. test??s la premi??re page radar monopulse en 1934), les Allemands, les Fran??ais (brevet fran??ais n ?? 788 795 en 1934) et surtout les Britanniques, qui furent les premiers ?? exploiter pleinement comme une d??fense contre les attaques d'a??ronefs (GB593017 de brevet britannique par Robert Watson-Watt en 1935) a conduit ?? des premiers radars r??els. Hongrois Zolt??n Bay a produit un mod??le de travail par 1936 ?? la laboratoire de Tungsram dans la m??me veine.

En 1934, ??mile Girardeau, en collaboration avec les premiers syst??mes de radar fran??ais, a d??clar?? qu'il a ??t?? construit syst??mes radar "con??us selon les principes ??nonc??s par Tesla".

La guerre a pr??cipit?? la recherche pour trouver une meilleure r??solution, plus de portabilit?? et plus de fonctionnalit??s pour la nouvelle technologie de la d??fense. Ann??es d'apr??s-guerre ont vu l'utilisation du radar dans des domaines aussi divers que le contr??le de la circulation a??rienne, la surveillance m??t??orologique, astrometry et contr??le de la vitesse du v??hicule.

Principes

R??flexion

Luminosit?? peut indiquer r??flectivit?? comme dans cette image radar m??t??orologique 1960. Fr??quence, la forme d'impulsion, et l'antenne du radar d??terminent en grande partie ce qu'il peut observer.

Les ondes ??lectromagn??tiques refl??tent (dispersion) de tout changement important dans le ou di??lectrique constantes diamagn??tiques. Cela signifie qu'un objet solide dans l'air ou un vide, ou toute autre modification significative de la densit?? atomique entre l'objet et ce qui l'entoure, g??n??ralement disperser radar (radio) des ondes. Ceci est particuli??rement vrai pour ??lectriquement mat??riaux conducteurs, tels que le m??tal et fibre de carbone, faisant radar particuli??rement bien adapt?? ?? la d??tection des avions et des navires. Mat??riau absorbant, contenant Radar r??sistif et parfois magn??tiques substances, est utilis?? sur des v??hicules militaires de r??duire radar r??flexion. Ce est l'??quivalent de la radio de peindre quelque chose de couleur fonc??e.

Les ondes radar se dispersent dans une vari??t?? de fa??ons, en fonction de la taille (longueur d'onde) de l'onde radio et la forme de la cible. Si la longueur d'onde est plus courte que la taille de la cible, l'onde va rebondir d'une mani??re similaire ?? la fa??on dont la lumi??re est r??fl??chie par un miroir. Si la longueur d'onde est plus longue que la taille de la cible, la cible est polaris??e (charges positives et n??gatives sont s??par??s), comme un antenne dip??le. Ceci est d??crit par La diffusion de Rayleigh, un effet qui cr??e le ciel bleu de la Terre et rouge couchers de soleil. Lorsque les deux ??chelles de longueur sont comparables, il peut y avoir r??sonances. Les premiers radars utilis??s tr??s long longueurs d'onde plus grands que les cibles et re??u un signal vague, alors que certains syst??mes modernes utilisent plus courte (quelques longueurs d'onde centim??tres ou plus courte) Cette image peut objets aussi petit qu'une miche de pain.

Des ondes radio courtes refl??tent de courbes et les coins, d'une mani??re similaire ?? luire d'une pi??ce arrondie du verre. Les cibles les plus r??fl??chissants pour courtes longueurs d'onde ont angles de 90 ?? entre le des surfaces r??fl??chissantes. Une structure compos??e de trois surfaces planes r??unis ?? un seul coin, comme le coin sur une bo??te, sera toujours r??fl??chir les ondes entrant son ouverture directement vers la source. Ces soi-disant r??flecteurs en coin sont couramment utilis??s comme r??flecteurs radar pour faire autrement objets difficiles ?? d??tecter plus faciles ?? d??tecter, et sont souvent trouv??s sur les bateaux afin d'am??liorer leur d??tection dans une situation de sauvetage et de r??duire les collisions. Pour des raisons similaires, les objets de tenter d'??viter la d??tection seront angle leurs surfaces de fa??on ?? ??liminer les angles int??rieurs et ??viter les surfaces et les bords perpendiculaires ?? directions de d??tection probables, ce qui conduit ?? "bizarre" la recherche avions furtifs. Ces pr??cautions ne ??liminent pas compl??tement en raison de la r??flexion diffraction, en particulier ?? des longueurs d'onde. Demi-longueur d'onde des fils ou des bandes de mat??riau conducteur longs, tels que ivraie, sont tr??s r??fl??chissante, mais ne dirige pas l'??nergie diffus??e vers la source. La mesure dans laquelle un objet r??fl??chit ou diffuse des ondes radio est appel??e sa Section de radar.

??quation radar

La quantit?? de puissance P _r retour ?? l'antenne de r??ception est donn?? par l'??quation de radar:

o??

• P _t = puissance de l'??metteur
• G _t = gain de l'antenne d'??mission
• A _r = ouverture effective (r??gional) de l'antenne de r??ception
• σ = Radar de section transversale, ou le coefficient de diffusion, de la cible
• F = facteur de propagation de motif
• _Rt = distance de l'??metteur vers la cible
• R _r = la distance de la cible vers le r??cepteur.

Dans le cas courant o?? l'??metteur et le r??cepteur sont au m??me endroit, R _t = _{R r} R et le terme _{t r} R ?? ?? peut ??tre remplac?? par R ^4, o?? R est la distance. Cela donne:

Cela montre que la puissance re??ue diminue ?? mesure que la quatri??me puissance de la gamme, ce qui signifie que la puissance r??fl??chie ?? partir de cibles ??loign??es est tr??s, tr??s faible.

L'??quation ci-dessus avec F = 1 est une simplification pour les vide sans interf??rence. Les comptes de facteur de propagation pour les effets de par trajets multiples et l'observation et d??pend des d??tails de l'environnement. Dans une situation du monde r??el, effets affaiblissement sur le trajet devraient ??galement ??tre consid??r??s.

Autres d??veloppements math??matiques en traitement du signal radar comprennent analyse temps-fr??quence ( Weyl Heisenberg ou ondelettes), ainsi que la chirplets transformer ce qui rend l'utilisation du fait que les ??chos radar de cibles mobiles en g??n??ral "chirp" (changent leur fr??quence en fonction du temps, tout comme le chant d'un oiseau ou chauve-souris).

Polarisation

Dans le signal radar ??mis, le champ ??lectrique est perpendiculaire ?? la direction de propagation, et cette direction du champ ??lectrique est le polarisation de l'onde. Les radars utilisent horizontale, verticale, lin??aire et la polarisation circulaire pour d??tecter diff??rents types de r??flexions. Par exemple, la polarisation circulaire est utilis?? pour minimiser l'interf??rence caus??e par la pluie. Rendements de polarisation lin??aire indiquent g??n??ralement des surfaces m??talliques. Rendements de polarisation al??atoires indiquent g??n??ralement une fractale surface, comme des roches ou le sol, et sont utilis??s par radars de navigation.

Ing??rence

Les syst??mes radar doivent surmonter plusieurs sources de signaux ind??sirables diff??rents afin de se concentrer uniquement sur les objectifs r??els d'int??r??t. Ces signaux ind??sirables peuvent provenir de sources internes et externes, ?? la fois passifs et actifs. La capacit?? du syst??me de radar de rem??dier ?? ces signaux ind??sirables d??finit son rapport signal sur bruit (SNR). SNR est d??fini comme le rapport d'une puissance de signal ?? la puissance de bruit dans le signal souhait??.

En termes moins techniques, le rapport signal sur bruit (SNR), compare le niveau d'un signal souhait?? (comme cibles) pour le niveau de bruit de fond. Plus le SNR d'un syst??me, le mieux ce est d'isoler les objectifs r??els des signaux de bruit environnantes.

Bruit

bruit du signal est une source interne de variations al??atoires dans le signal, qui est g??n??r?? intrins??quement dans une certaine mesure par l'ensemble des composants ??lectroniques. Bruit appara??t g??n??ralement variations al??atoires superpos??es sur le signal d'??cho souhait?? re??u dans le r??cepteur radar. Plus la puissance du signal d??sir??, plus il est difficile de discerner du bruit (similaire ?? essayer d'entendre un murmure tout en se tenant pr??s d'une route tr??s fr??quent??e). Par cons??quent, les plus importantes sources de bruit apparaissent dans le r??cepteur et beaucoup d'efforts sont faits pour minimiser ces facteurs. Facteur de bruit est une mesure du bruit produit par un r??cepteur par rapport ?? un r??cepteur id??al, et ceci doit ??tre minimis??.

Le bruit est ??galement g??n??r?? par des sources externes, surtout le rayonnement thermique naturelle de la sc??ne de fond entourant la cible d'int??r??t. Dans les syst??mes de radar modernes, en raison de la haute performance de leurs r??cepteurs, le bruit interne est typiquement d'environ ??gal ou inf??rieur au bruit de sc??ne ext??rieure. Une exception est si le radar est destin?? ?? la hausse au ciel clair, o?? la sc??ne est si froid qu'il g??n??re tr??s peu bruit thermique.

Il y aura ??galement Scintiller bruit d?? aux ??lectrons de transit, mais en fonction de 1 / f, sera beaucoup plus faible que le bruit thermique lorsque la fr??quence est ??lev??e. Ainsi, dans l'impulsion radar, le syst??me sera toujours h??t??rodyne. Voir fr??quence interm??diaire.

D??sordre

Clutter se r??f??re ?? fr??quence radio r??elle (RF) ??chos des cibles qui sont par d??finition sans int??r??t pour les op??rateurs de radar en g??n??ral. Ces objectifs comprennent la plupart des objets naturels tels que terre, la mer, pr??cipitations (comme la pluie, la neige ou la gr??le), les temp??tes de sable, les animaux (en particulier les oiseaux), atmosph??rique turbulence, et d'autres effets atmosph??riques, tels que r??flexions et ionosph??re m??t??ores sentiers. Clutter peut ??galement ??tre retourn?? ?? partir d'objets fabriqu??s par l'homme tels que les b??timents et, intentionnellement, par des contre-mesures radar comme ivraie.

Certains encombrement peut ??galement ??tre provoqu??e par une longue radar guide d'ondes entre l'??metteur-r??cepteur et l'antenne radar. Dans un typique indicateur de position du plan (PPI) de radar avec une antenne tournante, ce sera g??n??ralement ??tre consid??r?? comme un "soleil" ou "sunburst" dans le centre de l'??cran que le r??cepteur r??pond aux ??chos de particules de poussi??re et RF erron??e dans le guide. R??glage de la synchronisation entre le moment o?? l'??metteur envoie une impulsion et quand l'??tage r??cepteur est activ?? r??duira g??n??ralement le sunburst sans affecter la pr??cision de la gamme, puisque la plupart sunburst est caus??e par une impulsion d'??mission diffuse refl??te avant qu'il ne quitte l'antenne.

Alors que certaines sources de fouillis peuvent ??tre ind??sirables pour certaines applications radar (tels que les nuages de temp??te pour les radars de d??fense a??rienne), ils peuvent ??tre souhaitables pour d'autres ( m??t??orologiques radars dans cet exemple). L'image de fond est consid??r??e comme une source d'interf??rences est passif, car il appara??t que, en r??ponse ?? des signaux radar ??mis par le radar.

Il existe plusieurs m??thodes de d??tection et de neutralisation de l'encombrement. Beaucoup de ces m??thodes se appuient sur le fait que l'encombrement tend ?? appara??tre statique entre les balayages radar. Par cons??quent, lorsque l'on compare les analyses ult??rieures des ??chos, des objectifs souhaitables appara??tront ?? se d??placer et tous les ??chos fixes peuvent ??tre ??limin??s. Clutter de mer peut ??tre r??duite en utilisant la polarisation horizontale, tandis que la pluie est r??duit avec polarisation circulaire (?? noter que les radars m??t??orologiques souhaitent pour l'effet inverse, en utilisant donc polarisation lin??aire pour mieux d??tecter les pr??cipitations). D'autres proc??d??s tentent d'augmenter le rapport signal sur l'encombrement.

CFAR (taux de fausses alarmes constant, une forme de Automatic Gain Control, ou AGC) est une m??thode se appuyant sur le fait que l'encombrement retourne beaucoup plus nombreux que les ??chos de cibles d'int??r??t. Le gain du r??cepteur est automatiquement ajust??e pour maintenir un niveau constant de d??sordre visible globale. Bien que cela ne aide pas d??tecter des cibles masqu??es par parasites environnants forte, elle aide ?? distinguer les sources cibles solides. Dans le pass??, radar AGC est contr??l?? ??lectroniquement et affect?? le gain de l'ensemble du r??cepteur radar. Comme radars ??volu??, AGC est devenu l'ordinateur-logiciel contr??l?? et affect?? le gain avec une plus grande granularit??, dans les cellules de d??tection sp??cifiques.

Radar multiples ??chos d'une cause r??elle de la cible fant??mes apparaissent.

Clutter peut ??galement provenir multiples ??chos de cibles valides dues ?? la r??flexion du sol, canalisation atmosph??rique ou r??flexion ionosph??rique / r??fraction. Ce type d'encombrement sp??cifique est particuli??rement g??nant, car il semble se d??placer et de se comporter comme les autres (ponctuelles) cibles d'int??r??t normaux, cr??ant ainsi un fant??me. Dans un sc??nario typique, un ??cho de l'a??ronef est trajets multiples r??fl??chie par le sol en dessous, apparaissant au r??cepteur comme cible identiques ci-dessous la bonne. Le radar peut essayer d'unifier les objectifs, les rapports de la cible ?? une hauteur incorrecte, ou - pire - l'??liminer sur la base de gigue ou une impossibilit?? physique. Ces probl??mes peuvent ??tre surmont??s en incorporant une carte de terrain de l'environnement du radar et d'??liminer tous les ??chos qui semblent provenir en sous-sol ou au-dessus d'une certaine hauteur. Dans r??cent ATC algorithmes d'??quipement radar sont utilis??es pour identifier les fausses cibles en comparant les rendements d'impulsions de courant, ?? ces, ainsi que le calcul invraisemblances de retour adjacents en raison de hauteur calcul??e, la distance, et le calendrier de radar.

Jamming

Radar brouillage se r??f??re ?? des signaux de fr??quence radio provenant de sources ext??rieures au radar, la transmission ?? la fr??quence du radar et ainsi masquer les cibles d'int??r??t. Jamming peut ??tre intentionnelle, comme avec un guerre ??lectronique (EW) tactique, ou non, comme avec les forces amies ??quipements fonctionnant qui transmet en utilisant la m??me gamme de fr??quences. Le brouillage est consid??r?? comme une source d'interf??rences est actif, car elle est initi??e par des ??l??ments ext??rieurs au radar et en g??n??ral sans rapport avec les signaux radar.

Jamming est probl??matique au radar depuis le signal de brouillage ne doit voyager ?? une voie (du brouilleur au r??cepteur radar) alors que les ??chos radar voyagent deux fa??ons (radar-cible-radar) et sont donc consid??rablement r??duits au pouvoir par le temps ils reviennent au r??cepteur radar. Donc brouilleurs peuvent ??tre beaucoup moins puissants que leurs radars coinc?? et encore masquer efficacement des cibles le long de la la ligne de mire du brouilleur au radar (lobe principal de brouillage). Jammers ont un effet suppl??mentaire d'affecter radars le long de l'autre ligne de sites, en raison de la r??cepteur radar de lobes secondaires (lobes lat??raux de brouillage).

Lobe principal blocage ne peut g??n??ralement ??tre r??duite par le r??tr??cissement du lobe principal angle solide, et ne peut jamais ??tre compl??tement ??limin?? en faisant face directement un brouilleur qui utilise la m??me fr??quence et la polarisation du radar. Lobes secondaires brouillage peut ??tre surmont?? en r??duisant les lobes secondaires de r??ception lors de la conception de l'antenne radar et en utilisant un antenne omnidirectionnelle de d??tecter et de ne pas tenir compte des signaux non-lobe principal. D'autres techniques anti-brouillage sont saut de fr??quence et polarisation. Voir Contre-contre-mesures ??lectroniques pour plus de d??tails.

Interf??rence est r??cemment devenu un probl??me pour Bande C (5,66 GHz) Les radars m??t??orologiques avec la prolif??ration des 5,4 GHz WiFi ??quipement.

Radar traitement du signal

Mesure de distance

Temps de transport

Radar ?? impulsions

Une fa??on de mesurer la distance d'un objet est de transmettre une courte impulsion du signal radio (rayonnement ??lectromagn??tique), et mesurer le temps qu'il faut pour que la r??flexion pour revenir. La distance est la moiti?? du produit de temps aller-retour (parce que le signal doit parcourir pour la cible, puis vers le r??cepteur) et la vitesse du signal. Depuis les ondes radio se propagent ?? la vitesse de la lumi??re (186,000 miles par seconde ou 300 000 000 m??tres par seconde), la mesure pr??cise de la distance n??cessite une ??lectronique de haute performance.

Dans la plupart des cas, le r??cepteur ne d??tecte pas le retour tandis que le signal est transmis. Gr??ce ?? l'utilisation d'un dispositif appel?? un duplexeur, le radar commute entre ??mission et de r??ception ?? une vitesse pr??d??termin??e. La distance minimale est calcul??e en mesurant la longueur de l'impulsion multipli??e par la vitesse de la lumi??re divis??e par deux. Afin de d??tecter des cibles plus rapproch??es, il faut utiliser une longueur d'impulsion plus courte.

Un effet similaire impose une port??e maximale ainsi. Si le retour de la cible vient quand la prochaine impulsion est envoy??, une fois de plus le r??cepteur ne peut pas faire la diff??rence. Afin de maximiser gamme, on veut utiliser des dur??es plus longues entre les impulsions, ou commun??ment appel?? un temps de r??p??tition des impulsions (PRT).

Ces deux effets ont tendance ?? ??tre en d??saccord avec l'autre, et il ne est pas facile de combiner les deux bonne gamme courte et une bonne longue port??e en un seul radar. Ce est parce que les courtes impulsions n??cessaires ?? une bonne distance minimale de diffusion ont moins d'??nergie totale, rendant les rendements beaucoup plus petits et la cible plus difficile ?? d??tecter. Ce pourrait ??tre compens?? en utilisant plusieurs impulsions, mais cela permettrait de r??duire encore la port??e maximale. Donc, chaque radar utilise un type particulier de signaux. Radars ?? longue port??e ont tendance ?? utiliser des impulsions longues avec de longs retards entre eux, et les radars de courte port??e utilisent impulsions plus petites avec moins de temps entre eux. Ce motif d'impulsions et les pauses est connu comme le la fr??quence de r??p??tition des impulsions (ou PRF), et est l'une des principales fa??ons de caract??riser un radar. Comme l'??lectronique ont am??lior?? de nombreux radars peuvent maintenant changer leur PRF changeant ainsi leur gamme. Les nouveaux radars feu fait deux impulsions pendant une cellule, un pour courte port??e (~ 6 miles) et un signal distinct pour de plus longues port??es (~ 60 milles).

La distance r??solution et les caract??ristiques du signal re??u par rapport au bruit d??pend fortement de la forme de l'impulsion. L'impulsion est souvent modul?? pour obtenir de meilleurs r??sultats gr??ce ?? une technique connue sous le nom compression d'impulsions.

La distance peut ??galement ??tre mesur??e en fonction du temps. Le radar Mile est la quantit?? de temps qu'il faut pour une impulsion radar de voyager un mille nautique, r??fl??chir sur une cible, et revenir ?? l'antenne radar. Depuis un mille nautique est d??fini comme exactement 1852 m??tres, puis en divisant cette distance par la vitesse de la lumi??re (exactement 299 792 458 m??tres par seconde), puis en multipliant le r??sultat par 2 (aller-retour = deux fois la distance), donne un r??sultat d'environ 12,36 microsecondes dans la dur??e.

La modulation de fr??quence

Une autre forme de radar de mesure de la distance est bas??e sur modulation de fr??quence. comparaison de fr??quence entre deux signaux est consid??rablement plus pr??cise, m??me avec une ??lectronique plus ??g??s, le signal de cadencement. En changeant la fr??quence du signal de retour et que l'on compare avec l'original, la diff??rence peut ??tre facilement mesur??e.

Cette technique peut ??tre utilis?? dans continue radar ?? ondes, et est souvent trouv?? dans les avions altim??tres radar. Dans ces syst??mes, un signal radar "support" est modul?? en fr??quence d'une mani??re pr??visible, allant typiquement de haut en bas avec un onde sinuso??dale ou un motif en dents de scie ?? des fr??quences audio. Le signal est ensuite envoy?? par une antenne et re??u sur un autre, g??n??ralement situ?? sur le dessous de l'a??ronef, et le signal peut ??tre compar??e en continu au moyen d'un modulateur de fr??quence simple battement qui produit une fr??quence tonalit?? audio ?? partir du signal de retour et une partie de le signal transmis.

Comme la fr??quence du signal est en train de changer, au moment o?? le signal retourne ?? la diffusion de l'a??ronef se est d??plac??e vers une autre fr??quence. Le montant de ce changement est plus sur de plus longues p??riodes, de mani??re de plus grandes diff??rences de fr??quence moyenne une distance plus longue, le montant exact ??tant la ??vitesse de rampe" s??lectionn?? par l'??lectronique. La quantit?? de d??calage est donc directement li??e ?? la distance parcourue, et peut ??tre visualis??e sur un instrument. Ce traitement du signal est similaire ?? celui utilis?? dans la d??tection de la vitesse Radar Doppler. Exemples de syst??mes utilisant cette approche sont Azusa, MISTRAM, et UDOP.

Un autre avantage est que le radar peut fonctionner efficacement ?? des fr??quences relativement basses, comparable ?? celle utilis??e par la t??l??vision UHF. Ce ??tait important dans le d??veloppement pr??coce de ce type lors de haute g??n??ration de signaux de fr??quence ??tait difficile ou co??teux.

Mesure de la vitesse

La vitesse est le changement dans la distance ?? un objet par rapport au temps. Ainsi, le syst??me existant pour mesurer la distance, combin?? avec une m??moire capacit?? de voir o?? derni??re a ??t?? la cible, est suffisant pour mesurer la vitesse. ?? une certaine ??poque la m??moire consistait en une d??cision d'utilisateur marques graisse crayon sur l'??cran radar, et puis en calculant la vitesse en utilisant un glisser r??gle. Syst??mes radar modernes ex??cutent l'op??ration ??quivalente plus rapide et plus pr??cise ?? l'aide des ordinateurs.

Toutefois, si la sortie de l'??metteur est coh??rente (phase de synchronisation), il est un autre effet qui peut ??tre utilis?? pour effectuer des mesures de vitesse quasi instantan??e (pas de m??moire est n??cessaire), connu sous le nom effet Doppler. La plupart des syst??mes de radar modernes utilisent ce principe dans le impulsion-doppler du syst??me radar. des signaux de retour ?? partir de cibles sont d??cal??s l'??cart de cette fr??quence de base par l'interm??diaire de l'effet Doppler qui permet le calcul de la vitesse de l'objet par rapport au radar. L'effet Doppler ne est en mesure de d??terminer la vitesse relative de la cible le long de la ligne de vis??e du radar pour la cible. Toute composante de vitesse de la cible perpendiculaire ?? l'axe de vis??e ne peut pas ??tre d??termin?? en utilisant l'effet Doppler seul, mais il peut ??tre d??termin?? par le suivi de la cible azimut au fil du temps. Des informations compl??mentaires sur la nature des rendements Doppler peut ??tre trouv??e dans le radar caract??ristiques du signal article.

Il est ??galement possible de r??aliser un radar sans aucune pulsation, appel??e radar ?? onde continue (CW radar), en envoyant un signal tr??s pur d'une fr??quence connue. CW radar est id??al pour la d??termination de la composante radiale de la vitesse de la cible, mais il ne peut pas d??terminer la gamme de la cible. CW radar est g??n??ralement utilis?? par les forces de la circulation pour mesurer la vitesse du v??hicule rapidement et avec pr??cision o?? plage est pas important.

R??duction des effets d'interf??rence

Le traitement du signal est utilis??e dans des syst??mes de radar pour r??duire les effets d'interf??rences radar . des techniques de traitement de signal comprennent Visualisation des cibles mobiles (MTI), impulsions Doppler, la d??tection de cible mobile (MTD) processeurs, corr??lation avec les radar secondaire de surveillance (SSR) cibles, espace-temps traitement adaptatif (STAP), et piste avant d??tecter (TBD). Taux constant de fausse alarme (CFAR) et mod??le num??rique de terrain (MNT) de traitement sont ??galement utilis??s dans des environnements de fouillis.

Terrain Et Extraction piste

Radar rendements vid??o sur appareils peuvent ??tre soumis ?? un processus d'extraction de l'intrigue que des signaux parasites et interf??rents sont ??limin??s. Une s??quence des rendements cibles peut ??tre contr??l?? par un dispositif connu comme un extracteur de trac??. Les rendements en temps r??el non pertinentes peuvent ??tre retir??s de l'information affich??e et une seule parcelle affich??. Une s??quence de parcelles peut alors ??tre contr??l??e et une 'piste' form??, facilitant ainsi l'identification d'une cible de l'avion v??ritable travers ??chos radar non d??sir??es et non pertinentes.

l'ing??nierie de Radar

composants de radar

Un radar dispose de diff??rents ??l??ments:

• Un ??metteur qui g??n??re le signal radio avec un oscillateur tel qu'un ou un klystron magn??tron et commande la dur??e d'une modulateur.
• Un guide d'ondes qui relie l'??metteur et l'antenne.
• Un Duplexeur qui sert de commutateur entre l'antenne et l'??metteur ou le r??cepteur de signal lorsque l'antenne est utilis??e dans les deux situations.
• Un r??cepteur. Connaissant la forme du signal re??u souhait?? (une impulsion), un r??cepteur optimal peut ??tre con??u en utilisant un Filtre adapt??.
• Une section ??lectronique qui contr??le tous ces dispositifs et l'antenne pour effectuer le balayage radar ordonn??e par un logiciel.
• Un lien vers les utilisateurs finaux.

La conception de l'antenne

Les signaux radio diffus??s ?? partir d'une seule antenne se propage dans toutes les directions, et m??me une seule antenne recevront ??galement des signaux de toutes les directions. Cela laisse le radar avec le probl??me de d??cider o?? l'objet cible est situ??.

Les premiers syst??mes ont tendance ?? utiliser antennes de diffusion omnidirectionnelle, avec antennes de r??ception directionnels qui ont ??t?? signal??es dans diverses directions. Par exemple, le premier syst??me d'??tre d??ploy??, Chain Home, utilis?? deux antennes droites au angle droit pour la r??ception, chacun sur un affichage diff??rent. Le rendement maximal serait d??tect??e par une antenne ?? angle droit par rapport ?? la cible, et un minimum avec l'antenne point??e directement vers elle (extr??mit??). L'op??rateur pourrait d??terminer la direction ?? une cible par tourner l'antenne pour une affichage montre un maximum tandis que l'autre repr??sente un minimum.

Une limitation s??rieuse de ce type de solution est que la diffusion est envoy??e dans toutes les directions, de sorte que la quantit?? d'??nergie dans la direction en cours d'examen est une petite partie de celle transmise. Pour obtenir une quantit?? raisonnable de pouvoir de la ??cible??, l'antenne d'??mission doit ??galement ??tre directionnelle.

R??flecteur parabolique

Plus de syst??mes modernes utilisent un dirigeable parabolique "plat" pour cr??er un faisceau de diffusion serr??, typiquement en utilisant le m??me plat que le r??cepteur. De tels syst??mes se combinent souvent deux fr??quences radar dans la m??me antenne afin de permettre le pilotage automatique, serrure ou radar.

R??flecteurs paraboliques peuvent ??tre des paraboles sym??triques ou paraboles g??t??s:

• Antennes paraboliques sym??triques produire un faisceau ??troit "crayon" ?? la fois dans les dimensions X et Y et ont par cons??quent un gain plus ??lev??. Le NEXRAD Pulse-Doppler radar m??t??orologique utilise une antenne sym??trique pour effectuer des analyses volum??triques d??taill??es de la atmostphere.
• Antennes paraboliques nuls produisent un faisceau ??troit dans une dimension et un faisceau relativement large dans l'autre. Cette fonction est utile si la d??tection de cible sur une large plage d'angles est plus important que l'emplacement de la cible en trois dimensions. La plupart des radars de surveillance 2D utilisent une antenne parabolique g??t??s avec une largeur de faisceau azimutal ??troit et large largeur de faisceau vertical. Cette configuration de faisceau permet ?? l'op??rateur de radar pour d??tecter un a??ronef ?? une azimut sp??cifique, mais ?? une hauteur ind??termin??e. Inversement, soi-disant hauteur trouver radars "de Nodder" utilisent un plat avec une largeur de faisceau vertical ??troit et large largeur de faisceau azimutal pour d??tecter un avion ?? une hauteur sp??cifique, mais avec une faible pr??cision azimutale.

Types de scan

1. Num??risation primaire: Une technique de balayage o?? l'antenne principale a??rienne est d??plac?? pour produire un faisceau de balayage, des exemples comprennent scan circulaire, secteur scanner etc
2. Analyse secondaire: Une technique de balayage o?? l'alimentation de l'antenne est d??plac?? pour produire un faisceau de balayage, par exemple inclure balayage conique, analyse du secteur unidirectionnel, commutation du lobe etc.
3. Palmer balayage: Une technique de balayage qui produit un faisceau de balayage en d??pla??ant l'antenne principale et de son alimentation. Une analyse Palmer est une combinaison d'un balayage primaire et secondaire d'une num??risation.

Multi??l??ment: Pas tous les antennes radar doivent tourner ?? scruter le ciel.

Antenne ?? fentes

Appliqu??e de mani??re similaire au r??flecteur parabolique guide ?? fentes est d??plac??e m??caniquement ?? num??riser et est particuli??rement adapt?? pour les syst??mes de balayage de surface non-suivi, o?? le mod??le vertical peut rester constante. Gr??ce ?? moindre co??t et moins exposition au vent, ?? bord des navires, surface de l'a??roport, et les radars de surveillance portuaires maintenant utiliser cette pr??f??rence ?? l'antenne parabolique.

Multi??l??ments

Une autre m??thode de direction est utilis?? dans un radar ?? balayage ??lectronique. Celui-ci utilise une r??seau d'antennes semblables et convenablement espac??s, la phase du signal de chaque antenne ??tant command??e individu de sorte que le signal est renforc??e dans la direction souhait??e et annule dans d'autres directions. Si les antennes individuelles sont dans un plan et le signal est appliqu?? ?? chaque antenne en phase avec les autres, alors le signal de renforcer dans une direction perpendiculaire ?? ce plan. En modifiant la phase relative du signal envoy?? ?? chaque antenne la direction du faisceau peut ??tre d??plac?? en raison de la direction d'interf??rence constructive se d??place. Parce que les radars ?? balayage ??lectronique ne n??cessitent pas de physique mouvement le faisceau peut num??riser ?? des milliers de degr??s par seconde, assez rapide pour irradier et suivre de nombreux objectifs individuels, et encore lancer une recherche de grande envergure p??riodiquement. Il suffit de retourner une partie des antennes ou d??sactiver, le faisceau peut ??tre r??parti pour la recherche, se est r??tr??ci pour le suivi, ou m??me divis??e en deux ou plusieurs radars virtuels. Cependant, le faisceau ne peut pas ??tre efficacement dirig?? aux petits angles au plan du tableau, donc pour une couverture compl??te des tableaux multiples sont n??cessaires, g??n??ralement dispos??es sur les faces d'une pyramide triangulaire (voir photo).

Radars ?? balayage ??lectronique ont ??t?? en usage depuis les premi??res ann??es de l'utilisation du radar dans la Seconde Guerre mondiale , mais les limites de l'??lectronique conduit ?? assez faible pr??cision. Radars ?? balayage ??lectronique ont ??t?? initialement utilis??es pour missile d??fense. Ils sont le c??ur du navire-Borne Aegis syst??me de combat, et de la Syst??me de missiles Patriot, et sont de plus en plus utilis?? dans d'autres domaines, car l'absence de pi??ces mobiles les rend plus fiable, et permet parfois une antenne beaucoup plus efficace, utile dans les applications d'avions de chasse qui offrent seulement un espace confin?? pour balayage m??canique.

Comme le prix de l'??lectronique a chut??, les radars ?? balayage ??lectronique ont de plus en plus commun. Presque tous les syst??mes de radars militaires modernes sont fond??es sur les tableaux progressive, o?? le petit suppl??ment est bien compens?? par l'am??lioration de la fiabilit?? d'un syst??me sans pi??ces mobiles. Conceptions traditionnelles mobile antennes sont encore largement utilis??s dans des r??les o?? le co??t est un facteur important comme la surveillance de la circulation a??rienne, les radars m??t??orologiques et des syst??mes similaires.

Radars ?? balayage ??lectronique sont ??galement appr??ci??s pour une utilisation dans les avions, car ils peuvent suivre des cibles multiples. Le premier avion ?? utiliser un radar ?? balayage ??lectronique est le B-1B Lancer. Le premier chasseur d'a??ronef ?? utiliser radar ?? balayage ??lectronique a ??t?? le Mikoyan MiG-31. SBI-16 du MiG-31M Zaslon r??seau phas?? radar est consid??r?? comme le radar de combattant le plus puissant du monde . -R??seau phas?? interf??rom??trie ou, synth??se d'ouverture techniques, en utilisant une vari??t?? de plats s??par??s qui passeront progressivement ?? une ouverture unique et efficace, ne sont g??n??ralement pas utilis??s pour des applications radar, m??me se ils sont largement utilis??s dans radioastronomie. ?? cause de la Dilu??e sort de la matrice, ces tableaux de multiples ouvertures, lorsqu'il est utilis?? dans les ??metteurs, le r??sultat en faisceaux ??troits au d??triment de la r??duction de la puissance totale transmise ?? la cible. En principe, ces techniques pourraient augmenter la r??solution spatiale, mais la puissance plus faible signifie que ce ne est g??n??ralement pas efficace. Synth??se d'ouverture par post-traitement des donn??es de mouvement d'une source mobile unique, d'autre part, est largement utilis?? dans les syst??mes de radars a??roport??s espace et (voir Radar ?? synth??se d'ouverture).

Les bandes de fr??quences

Les noms de groupes traditionnels comme origine des noms de code pendant la Seconde Guerre mondiale et sont encore en usage militaire et l'aviation ?? travers le monde au 21e si??cle. Elles ont ??t?? adopt??es aux ??tats-Unis par le IEEE, et ?? l'??tranger par le UIT. La plupart des pays ont des r??glements suppl??mentaires pour contr??ler quelles parties de chaque bande sont disponibles pour un usage civil ou militaire.

Les autres utilisateurs du spectre radioélectrique, tels que laradiodiffusionet des contre-mesures électroniques (ECM) industries, ont remplacé les désignations militaires traditionnelles avec leurs propres systèmes.

modulateurs de radar

Modulateurs, également appelés réseaux de formation d'impulsions ou en ligne (PFNS) agissent pour fournir les courtes impulsions de puissance à la magnétron. Cette technologie est connue comme la puissance pulsée. De cette manière, l'impulsion émise de rayonnement RF est maintenue à un, et généralement, de très courte durée définie. Les modulateurs sont constitués d'un générateur d'impulsions à haute tension formé à partir d'une alimentation en haute tension, et un commutateur à haute tension tel qu'un thyratron.

Un tube klystron peut également être utilisé en tant que modulateur, car il est un amplificateur, de sorte qu'il peut être modulé par sa faible signal d'entrée de courant.

Radar refroidissement

CoolanoletPAO (poly-alpha oléfine) sont les deux principaux liquides de refroidissement utilisés pour refroidir les équipements de radar aéroporté aujourd'hui.

Le US Navy a mis en place un programme nommé prévention de la pollution (P2) pour réduire ou éliminer le volume et la toxicité des déchets, les émissions atmosphériques et les rejets d'effluents. En raison de cette Coolanol est utilisé moins souvent aujourd'hui.

PAO est une composition de lubrifiant synthétique est un mélange d'un polyol ester mélangé avec des quantités efficaces d'un anti-oxydant , jaune sucette métallique et des inhibiteurs de rouille. Le mélange d'ester de polyol comprend une proportion majeure de poly (néopentylpolyol) de mélange de l'ester formé par réaction de poly ( pentaérythritol) des esters partiels avec au moins un C7 à C12 d'acide carboxylique mélangé avec un ester formé par réaction d'un polyol ayant au moins deux groupes hydroxyle et au moins un acide carboxylique en C8-C10. De préférence, les acides sont linéaires et d'éviter ceux qui peuvent provoquer des odeurs pendant l'utilisation. Additifs antioxydants efficaces comprennent secondaires de arylaminiques, triazole dérivé jaune sucette métallique et un acide aminé dérivé et primaire et secondaire substitué amine et / ou inhibiteur de diamine de la rouille.

Une composition liquide de refroidissement / de lubrifiant synthétique, comprenant un mélange d'esters de 50 à 80 pour cent en poids de poly (néopentylpolyol) ester formé par réaction d'un poly (néopentylpolyol) ester partiel et au moins un acide monocarboxylique linéaire ayant de 6 à 12 atomes de carbone, et de 20 à 50 pour cent en poids d'un ester de polyol formé par réaction d'un polyol ayant de 5 à 8 atomes de carbone et au moins deux groupes hydroxyle avec au moins un acide monocarboxylique linéaire ayant de 7 à 12 atomes de carbone, les pourcentages en poids sur la base du poids total de la composition.

Fonctions et les rôles radar

Surface affichage radar de recherche trouve couramment sur ??????les navires

radars de détection et de recherche

• Early Warning (EW) Radar Systems
  • Early Warning Radar
  • Ground Control Intercept (GCI) Radar
  • Airborne Early Warning (AEW)
  • Over-the-Horizon (OTH) Radar
• Acquisition de cible (TA) Radar Systems
  • Surface to-Air Missile (SAM) Systems
  • Systèmes d'artillerie (AAA) Anti-Aircraft
• Surface recherche (SS) Radar Systems
  • Surface Radar Recherche
  • Radar de surveillance côtière
  • Radar de surveillance Harbour
  • Antisubmarine Warfare (ASW) Radar
• Hauteur Finder (HF) Radar Systems
• Radar Systems Gap Filler

radars de la menace

• Suivi cible (TT) des Systèmes
  • Systèmes AAA
  • Systèmes SAM
  • Precision Approach Radar Systems (PAR)
• Systèmes Multi-Function
  • lutte contre l'incendie Systems (FC)
    • Mode d'acquisition
    • Mode de suivi semi-automatique
    • Mode Tracking Manuel
  • Intercept Airborne (AI) Radars
    • Mode de recherche
    • TA Mode
    • Mode de TT
    • Cible Illumination Mode (TI)
    • Missile orientation Mode (MG)

systèmes de guidage de missiles

• Air-to-Air Missile (AAM)
• Air-surface missiles (ASM)
• Systèmes SAM
• Missiles surface-surface Systems (MSS)

Battlefield et de reconnaissance radar

Militaire carte indiquant symboleradarde l'OTAN en tant que normeAPP-6a

• Systèmes de surveillance __gVirt_NP_NN_NNPS<__ Battlefield
  • Radars Battlefield de surveillance
• Countermortar / Systèmes contrebatterie
  • Shell radars de poursuite
• Système de cartographie aérienne
  • Side Looking Airborne Radar (SLAR)
  • Radar à synthèse d'ouverture (SAR)
  • Radar de surveillance périmétrique (PSR)

Contrôle du trafic aérien et de la navigation

Le trafic aérien de contrôle radar àl'aéroport d'Heathrow

• Systèmes de contrôle de la circulation aérienne
  • Contrôle de la circulation aérienne (ATC) Radars
  • Radar secondaire de surveillance (SSR) (surveillance d'aéroport Radar)
  • Approche Ground Control (GCA) Radars
  • Precision Approach Radar Systems (PAR)
• Équipement de mesure de distance (DME)
• Radio Beacons
• Radar Altimètre Systems (RA)
• Systems (ISF) de suivi de terrain Radar

Systèmes radar spatiaux et la gamme d'instrumentation

• Espace (SP) Tracking Systems
• Range Instrumentation (RI) Systems
• Relais vidéo / Systèmes de liaison descendante
• Radar basé dans l'espace

Les systèmes radar de détection météo

• Météo radar
• profileurs de vent

• 

  Storm Frontréflectivités sur un écran de radar météorologique (NOAA)

• 

  Vent profilage radar

Radars pour la recherche biologique

• Oiseau radar
• Insecte radar
  • radar de surveillance (la plupart du temps X et bande S, soit primairesRadars ATC)
  • Radar de poursuite (surtout bande X, à savoirles systèmes de contrôle de tir)

Grâce à des systèmes de radar muraux

Les systèmes radar qui fonctionnent en utilisant la technologie Ultra Wideband peut sentir un être humain derrière les murs. Ceci est possible étant donné que les caractéristiques de réflexion de l'être humain sont généralement supérieures à celles des matériaux typiques utilisés dans la construction. Cependant, depuis que les humains reflètent beaucoup moins d'énergie radar que le métal fait, ces systèmes nécessitent une technologie sophistiquée pour isoler des cibles humaines et en outre de traiter toute sorte d'image détaillée.