Top 10 artikelen

Goole
Koreaanse thee
nasza-klasa.pl
Creditcardfraude
Het zingen
Misbruik
Muziek van Indonesië
Tchiluba
De Provincie van Balkh
Provincie van Balkh Thermische straling

News:

Radar

Radar is een systeem dat gebruikt elektromagnetisch golven om de waaier, de hoogte, de richting, of de snelheid van zich zowel het bewegen als vaste voorwerpen zoals te bepalen vliegtuigen, schepen, gemotoriseerde voertuigen, weervormingen, en terrein. De termijn RADAR werd gemunt in 1941 als acroniem voor Radio Detection aNd Rhet anging. De termijn is sindsdien Engelstalig als standaardwoord ingegaan, radar, verliezend de kapitalisatie. De radar werd oorspronkelijk genoemd RDF (RadioRichtingzoeker) in het Verenigd Koninkrijk.

Een radarsysteem heeft een zender die één van beiden uitzendt radio golven of (meer gewoonlijk deze dagen) microgolven dat door het doel wordt weerspiegeld en door een ontvanger ontdekt, typisch in de zelfde plaats zoals de zender. Hoewel het teruggekeerde signaal gewoonlijk zeer zwak is, kan het signaal worden vergroot. Dit laat radar toe om voorwerpen bij waaiers te ontdekken waar andere emissies, zoals geluid of zichtbaar licht, te zwak om zou zijn te ontdekken. De radar wordt gebruikt in vele contexten, het omvatten meteorologisch opsporing van precipitatie, het meten van oceaanoppervlaktegolven, luchtverkeerscontrole, politie opsporing van het verzenden verkeer, en door de militairen.

Inhoud

Geschiedenis

Hoofd artikel: Geschiedenis van radar

Verscheidene uitvinders, wetenschappers, en ingenieurs bijgedragen tot ontwikkeling van radar. De eerste om radiogolven te gebruiken om de „aanwezigheid van verre metaalvoorwerpen“ te ontdekken was Christian Hülsmeyer, die in 1904 de haalbaarheid om de aanwezigheid van een schip in dichte mist te ontdekken, maar niet zijn afstand aantoonde.[2][3] Hij ontving Reichspatent Nr. 165546[4] voor zijn pre-radarapparaat in April 1904, en recenter octrooi 169154[5] voor een verwant amendement voor zich het uitstrekken. Hij ontving ook een octrooi [6] in Engeland voor van hem telemobiloscope op 22 september, 1904.[2][7]

Nikola Tesla, in Augustus 1917, stelde eerste beginselen betreffende frequentie en machtsniveau voor de eerste primitieve radareenheden vast.[8] Hij verklaarde, „[...] door hun [bevindende elektromagnetische golven] gebruik wij kunnen produceren bij zullen, van een verzendende post, een elektroeffect in om het even welk bepaald gebied van de bol; [met welke] wij kunnen de relatieve positie of de cursus van een bewegend voorwerp, zoals een schip op zee, de afstand die door het zelfde is overgestoken, of zijn snelheid bepalen."

Vóór De tweede Oorlog van de Wereld, ontwikkelingen door de Amerikanen (Dr. Robert M. De pagina testte de eerste monopulse radar in 1934),[9] de Duitsers, de Fransen (Frans Octrooi n° 788795 in 1934)[10][11] en hoofdzakelijk de Britten die de eerste waren om het als defensie tegen vliegtuigen volledig te exploiteren vallen aan (Brits Octrooi GB593017 langs Robert Watson-Watt in 1935)[11][12][13] geleid tot de eerste echte radar. Hongaars De Baai van Zoltán stelde een werkend model tegen 1936 op bij Tungsram laboratorium in de zelfde ader.

In 1934, Émile Girardeau, die verklaarde met de eerste Franse radarsystemen werkt, hij radarsystemen „opgevat volgens de principes opbouwde die door Tesla“ worden verklaard. [1]

De oorlog stortte onderzoek om betere resolutie, meer portabiliteit en meer eigenschappen voor de nieuwe defensietechnologie te vinden. De naoorlogs jaren hebben het gebruik van radar op gebieden zo divers zoals gezien luchtverkeerscontrole, weer controle, astrometry en de controle van de wegsnelheid.

Principes

Bezinning

Elektromagnetisch de golven denken (verspreiding) van om het even welke grote verandering in na diëlektrisch of diamagnetisch constanten. Dit betekent dat een stevig voorwerp binnen lucht of a vacuüm, of andere significante verandering in atoomdichtheid tussen het voorwerp en wat het omringt, zal radar (gewoonlijk radio) golven verspreiden. Dit is bijzonder waar voor elektrisch geleidend materialen, zoals metaal en koolstofvezel, die radar maakt goed in het bijzonder voor de opsporing van geschikt vliegtuigen en schepen. Het absorberende materiaal van de radar, het bevatten weerstand biedend en soms magnetisch de substanties, wordt gebruikt op militaire voertuigen om radarbezinning te verminderen. Dit is het radioequivalent van het schilderen van iets een donkere kleur.

De golven van de radar verspreiden zich op een verscheidenheid van manieren afhankelijk van de grootte (golflengte) van de radiogolf en de vorm van het doel. Als de golflengte veel korter is dan de grootte van het doel, zal de golf van op een bepaalde manier gelijkaardig aan de manier stuiteren het licht door a wordt weerspiegeld spiegel. Als de golflengte veel langer is dan de grootte van het doel, is het doel gepolariseerd (de positieve en negatieve lasten zijn gescheiden), als a dipool antenne. Dit wordt langs beschreven Het verspreiden zich van Rayleigh, een effect dat tot de blauwe hemel en het rood van de Aarde leidt sunsets. Wanneer de twee lengteschalen vergelijkbaar zijn, kan daar zijn resonanties. Vroege zeer lang gebruikte radar golflengten dat groter was dan de doelstellingen en ontving een vaag signaal, terwijl sommige moderne systemen korter gebruiken golflengten (enkelen centimeters of korter) dat kan beeldvoorwerpen zo klein zoals een brood van brood.

De korte radiogolven denken van krommen en hoeken, op een bepaalde manier gelijkend op glint van een rond gemaakt stuk van glas na. De meest weerspiegelende doelstellingen voor korte golflengten hebben hoeken 90° tussen weerspiegelende oppervlakten. Een structuur die uit drie vlakke oppervlakten bestaat die bij één enkele hoek, zoals de hoek op een doos samenkomen, zal altijd op golven wijzen die zijn het openen direct terug bij de bron ingaan. Zogenaamd deze hoek reflectors algemeen worden gebruikt als radarreflectors voorwerpen anders te maken moeilijk-aan-ontdekken gemakkelijker te ontdekken, en op boten vaak gevonden om hun opsporing in een reddingssituatie te verbeteren en botsingen te verminderen. Om gelijkaardige redenen, zullen de voorwerpen die opsporing proberen te vermijden op een bepaalde manier hun oppervlakten hengelen om binnenhoeken te elimineren en oppervlakten en randenloodlijn te vermijden aan waarschijnlijke opsporingsrichtingen, die tot „het oneven“ kijken leidt heimelijkheids vliegtuigen. Deze voorzorgsmaatregelen elimineren volledig geen bezinning wegens diffractie, vooral bij langere golflengten. Halve golflengte lange draden of stroken van het leiden van materiaal, zoals kafzijn zeer weerspiegelend maar leiden niet de verspreide energierug naar de bron. De mate waarin een voorwerp wijst of op radiogolven verspreidt wordt genoemd zijn radar dwarsdoorsnede.

De vergelijking van de radar

De hoeveelheid macht Pr het terugkeren aan de ontvangende antenne wordt gegeven door de radarvergelijking:

waar

  • Pt = zendermacht
  • Gt = aanwinst van de overbrengende antenne
  • Ar = efficiënte opening (gebied) van de ontvangende antenne
  • σ = radar dwarsdoorsnede, of verspreidende coëfficiënt, van het doel
  • F = de factor van de patroonpropagatie
  • Rt = afstand van de zender aan het doel
  • Rr = afstand van het doel aan de ontvanger.

In het gemeenschappelijke geval waar de zender en de ontvanger bij de zelfde plaats zijn, Rt = Rr en de termijn Rt² Rr² kan langs worden vervangen R4, waar R is de waaier. Dit brengt op:

Dit toont aan dat de ontvangen macht als vierde macht van de waaier, wat betekent dat de weerspiegelde macht van verre doelstellingen zeer is, zeer klein daalt.

De vergelijking hierboven met F = is 1 een vereenvoudiging voor vacuüm zonder interferentie. De propagatiefactor geeft van de gevolgen rekenschap van multipad- en het in de schaduw stellen en hangt van de details van het milieu af. In een real-world situatie, pathloss de gevolgen zouden ook moeten worden overwogen.

Andere wiskundige ontwikkelingen in de verwerking van het radarsignaal omvatten tijd-frequentie analyse (Weyl Heisenberg of wavelet), evenals chirplet transformatie welke van het feit gebruik maakt dat de radarwinst van bewegende doelwitten typisch „tjilpt“ (verander hun frequentie als functie van tijd, zoals het geluid van een vogel of een knuppel).

Polarisatie

In het overgebrachte radarsignaal, is het elektrische veld loodrecht aan de richting van propagatie, en deze richting van het elektrische veld is polarisatie van de golf. De radar gebruiken horizontale, verticale, lineaire en cirkelpolarisatie om verschillende soorten bezinningen te ontdekken. Bijvoorbeeld, cirkel polarisatie wordt gebruikt om de interferentie te minimaliseren die door regen wordt veroorzaakt. Lineaire polarisatie de winst wijst gewoonlijk metaal op oppervlakten. Willekeurig de polarisatie winst wijst gewoonlijk op a fractal de oppervlakte, zoals rotsen of grond, wordt en langs gebruikt navigatie radar.

Interferentie

De systemen van de radar moeten verscheidene verschillende bronnen van ongewenste signalen overwinnen zich slechts op de daadwerkelijke doelstellingen van belang te concentreren. Deze ongewenste signalen kunnen uit interne en externe passief als actieve bronnen voortkomen, zowel. De capaciteit van het radarsysteem om deze ongewenste signalen te overwinnen bepaalt zijn signal-to-noise verhouding (SNR). SNR wordt gedefini�ërd als verhouding van een signaalmacht aan de lawaaimacht binnen het gewenste signaal.

In minder technische termen, vergelijkt signal-to-noise verhouding (SNR), het niveau van een gewenst signaal (zoals doelstellingen) bij het niveau van achtergrondgeluiden. Hogere SNR van een systeem, beter het is in het isoleren van daadwerkelijke doelstellingen van de omringende lawaaisignalen.

Lawaai

Het lawaai van het signaal is een interne bron van willekeurige variaties in het signaal, dat inherent aan één of andere graad door alle elektronische componenten wordt geproduceerd. Het lawaai verschijnt typisch als willekeurige variaties die op het gewenste echosignaal worden toegevoegd dat in de radarontvanger wordt ontvangen. Lager de macht van het gewenste signaal, moeilijker is het om het van het lawaai (gelijkend op het proberen om een gefluister te horen terwijl status dichtbij een bezige weg) te onderscheiden. Daarom verschijnen de belangrijkste lawaaibronnen in de ontvanger en veel inspanning wordt geleverd om deze factoren te minimaliseren. Geluidsniveau is een maatregel van het lawaai dat door een ontvanger in vergelijking met een ideale ontvanger wordt veroorzaakt, en dit moet worden geminimaliseerd.

Het lawaai wordt ook geproduceerd door externe bronnen, het belangrijkst de natuurlijke thermische straling van de scène die als achtergrond het doel van belang omringt. In moderne radarsystemen, wegens de hoge prestaties van hun ontvangers, is het interne lawaai typisch over gelijke aan of lager dan het externe scènelawaai. Een uitzondering is als de radar naar omhoog wordt gericht op duidelijke hemel, waar de scène zo koud is dat het zeer weinig produceert thermisch lawaai.

Er zal ook zijn Het lawaai van de trilling wegens elektronen doortrek, maar afhankelijk van 1/f, zal zijn veel lager dan thermisch lawaai wanneer de frequentie hoog is. Vandaar, in impulsradar, zal het systeem altijd zijn heterodyne. Zie midden frequentie.

Rommel

De rommel verwijst naar daadwerkelijke radiofrequentie (rf) echo's die van doelstellingen zijn teruggekeerd die per definitie uninteresting aan de radarexploitanten in het algemeen zijn. Dergelijke doelstellingen omvatten meestal natuurlijke voorwerpen zoals grond, overzees, precipitatie (zoals regen, sneeuw of hagel), zand onweren, dieren (vooral atmosferische vogels), onstuimigheid, en andere atmosferische gevolgen, zoals ionosfeer bezinningen en meteoor slepen. De rommel kan ook van kunstmatige voorwerpen zoals gebouwen en, opzettelijk, door radartegenmaatregelen zoals zijn teruggekeerd kaf.

Wat rommel kan ook door een lange radar worden veroorzaakt golfgeleider tussen de radarzendontvanger en de antenne. In typisch de indicator van de planpositie (PPI) de radar met een roterende antenne, zal dit gewoonlijk gezien worden als „zon“ of „zonnestraal“ in het centrum van de vertoning aangezien de ontvanger aan echo's van stofdeeltjes en misleid rf in de golfgeleider antwoordt. Het aanpassen van de timing tussen wanneer de zender een impuls verzendt en wanneer het ontvangersstadium wordt toegelaten zal over het algemeen de zonnestraal verminderen zonder de nauwkeurigheid van de waaier te beïnvloeden, aangezien de meeste zonnestraal door een verspreide transmit weerspiegelde impuls wordt veroorzaakt alvorens het de antenne verlaat.

Terwijl sommige rommelbronnen voor sommige radartoepassingen (zoals onweerswolken voor luchtafweerradar) ongewenst kunnen zijn, kunnen zij voor anderen wenselijk zijn (meteorologisch radar in dit voorbeeld). De rommel wordt beschouwd een passieve als interferentiebron, aangezien het slechts in antwoord op radarsignalen verschijnt die door de radar worden verzonden.

Er zijn verscheidene methodes om rommel te ontdekken en te neutraliseren. Veel van deze methodes baseren zich op het feit dat de rommel tussen radaraftasten statisch neigt te lijken. Daarom wanneer het vergelijken van verdere aftastenecho's, zullen de wenselijke doelstellingen zich schijnen te bewegen en alle stationaire echo's kunnen worden geëlimineerdr. De overzeese rommel kan worden verminderd door horizontale polarisatie te gebruiken, terwijl de regen met wordt verminderd cirkel polarisatie (merk op dat de meteorologische radar het tegenovergestelde effect dit wensen, daarom gebruikend lineaire polarisatie beter om precipitatie) te ontdekken. Andere methodes proberen om de signal-to-clutter verhouding te verhogen.

CFAR (Constant False-Alarm Tarief, een vorm van De automatische Controle van de Aanwinst, of AGC) is een methode die zich op het feit baseert dat de rommelwinst ver echo's van doelstellingen van belang in aantal overtreft. De aanwinst van de ontvanger wordt automatisch aangepast om een constant niveau van algemene zichtbare rommel te handhaven. Terwijl dit helpt geen doelstellingen ontdekken die door sterkere omringende rommel worden gemaskeerd, helpt het om sterke doelbronnen te onderscheiden. In het verleden, werd de radar AGC elektronisch gecontroleerd en beïnvloedde de aanwinst van de volledige radarontvanger. Aangezien de radar evolueerden, werd AGC gecontroleerde computer-software, en beïnvloedde de aanwinst met grotere granularity, in specifieke opsporingscellen.

De rommel kan ook voortkomen uit multipad- echo's van geldige doelstellingen toe te schrijven aan grondbezinning, atmosferische leiding of ionosferische bezinning/breking. Dit specifieke rommeltype is vooral lastig, aangezien het om zich zich als andere normale (punt) doelstellingen van belang schijnt te bewegen en te gedragen, daardoor creërend een spook. In een typisch scenario, wordt een vliegtuigenecho multipad--gewezen op van de grond die, aan de ontvanger als identiek doel onder correcte verschijnt hieronder. De radar kan proberen om de doelstellingen te verenigen die, die het doel melden bij een onjuiste hoogte, of - slechter - het elimineren op basis van jitter of een fysieke onmogelijkheid. Deze moeilijkheden kunnen worden overwonnen door een grondkaart van de omgeving van de radar op te nemen en alle echo's te elimineren die om onder de grond of boven een bepaalde hoogte schijnen voort te komen. In nieuwer ATC radarmateriaal worden de algoritmen gebruikt om de valse doelstellingen door de huidige impulswinst, bij aangrenzend die te vergelijken, evenals het berekenen terugkeeronwaarschijnlijkheid te identificeren toe te schrijven aan berekende hoogte, afstand, en radartiming.

Het blokkeren

Het blokkeren van de radar verwijst naar uit bronnen buiten de radar, in de frequentie van de radar overbrengen en daardoor radiofrequentiesignalen die doelstellingen van belang maskeren. Blokkeren kan, zoals met opzettelijk zijn elektronische oorlogvoering (EW) tactiek, of onbedoeld, zoals met vriendschappelijk krachten werkend materiaal dat het gebruiken van de zelfde frequentiewaaier overbrengt. Het blokkeren wordt beschouwd een actieve als interferentiebron, aangezien het door elementen buiten de radar en in het algemeen niet verwant aan de radarsignalen in werking wordt gesteld.

Blokkeren is problematisch aan radar aangezien het blokkerende signaal slechts unidirectioneel moet reizen (van de stoorzender aan de radarontvanger) terwijl de radarecho's reizen twee-manieren (radar-doel-radar) en daarom in macht beduidend verminderd tegen de tijd dat zij aan de radarontvanger terugkeren. De stoorzenders daarom kunnen veel minder krachtig zijn dan hun geblokkeerde radar en nog effectief maskerdoelstellingen langs lijn van gezicht van de stoorzender aan de radar (Het Blokkeren van Mainlobe). De stoorzenders hebben een toegevoegd effect van het beïnvloeden van radar langs andere lijn-van-gezichten, wegens de radarontvanger sidelobes (Sidelobe het Blokkeren).

Het blokkeren van Mainlobe kan over het algemeen slechts worden verminderd door mainlobe te versmallen stevige hoek, en kan nooit volledig worden geëlimineerds wanneer direct het onder ogen zien van een stoorzender die de zelfde frequentie en de polarisatie zoals de radar gebruikt. Sidelobe het blokkeren kan worden overwonnen door ontvangende sidelobes in het ontwerp van de radarantenne te verminderen en door te gebruiken antenne in alle richtingen om signalen niet -niet-mainlobe te ontdekken en te negeren. Andere anti-jamming technieken zijn frequentie hoppen en polarisatie. Zie Elektronische counter-counter-measures voor details.

De interferentie is onlangs een probleem voor geworden C-band (5.66 GHz) meteorologische radar met de proliferatie van 5.4 GHz band WiFi materiaal.[14]

Het signaalverwerking van de radar

De meting van de afstand

De tijd van de doorgang

Unidirectioneel de afstand aan een voorwerp moet meten een korte impuls van radiosignaal (elektromagnetische straling) overbrengen, en de tijd meten het voor de bezinning om neemt terug te keren. De afstand is half het product van ronde reistijd (omdat het signaal naar het doel en dan terug naar de ontvanger) moet reizen en de snelheid van het signaal. Aangezien de radiogolven bij de snelheid van licht (186.000 mijlen per seconde of 300.000.000 meters per seconde) reizen, vereist de nauwkeurige afstandsmeting krachtige elektronika.

In de meeste gevallen, ontdekt de ontvanger niet de terugkeer terwijl het signaal wordt overgebracht. Door het gebruik van een apparaat genoemd a duplexer, de radarschakelaars tussen het overbrengen en het ontvangen aan een vooraf bepaald tarief. De minimumwaaier wordt door de lengte van de impuls berekend te meten die met de snelheid van licht wordt vermenigvuldigd, die door twee wordt verdeeld. om dichtere doelstellingen te ontdekken moet men een kortere impulslengte gebruiken.

Een gelijkaardig effect legt eveneens een maximumwaaier op. Als de terugkeer van het doel binnen komt wanneer de volgende impuls wordt gestuurd, nogmaals kan de ontvanger het verschil vertellen niet. om waaier te maximaliseren, wil één langere tijden tussen impulsen gebruiken, of algemeen verwezen naar als tijd van de impulsherhaling (PRT).

Deze twee gevolgen neigen het oneens met elkaar te zijn, en het is niet gemakkelijk om zowel goede lange waaier op korte termijn als goede in één enkele radar te combineren. Dit is omdat de korte impulsen nodig voor een goede minimumwaaieruitzending minder totale energie hebben, die de winst veel en het doel moeilijker te ontdekken kleiner maakt. Dit zou kunnen worden gecompenseerd door meer impulsen te gebruiken, maar dit zou de maximumwaaier opnieuw verkorten. Zo elke radar gebruikt een bepaald type van signaal. De lange-afstands radar neigen om lange impulsen met lange vertragingen tussen hen te gebruiken, en de radar op korte termijn gebruiken kleinere impulsen met minder tijd tussen hen. Dit patroon van impulsen en pauzes is gekend als de frequentie van de impulsherhaling (of PRF), en is één van de belangrijkste manieren om een radar te kenmerken. Aangezien de elektronika heeft verbeterd kunnen vele radar nu hun PRF veranderen die daardoor hun gamma verandert. De nieuwste radar steken 2 impulsen tijdens één cel, eigenlijk voor op korte termijn (~6 mijlen) en een afzonderlijk signaal voor langere waaiers (~60 mijlen) in brand.

De afstand resolutie en de kenmerken van het ontvangen signaal in vergelijking tot lawaai hangt sterk van de vorm van de impuls af. De impuls is vaak gemoduleerd om betere prestaties dankzij te bereiken een techniek wordt bekend die als impuls compressie.

De afstand kan ook als functie van tijd worden gemeten. De mijl van de Radar is de hoeveelheid tijd het voor een radarimpuls aan reis neemt één Zeemijl, van een doel, en terugkeer aan de radarantenne nadenkt. Aangezien een Zeemijl als wordt bepaald precies 1.852 meters die, dan deze afstand verdelen door de snelheid van licht (precies 299.792.458 meters per seconde), en dan vermenigvuldigt het resultaat met 2 (ronde reis = tweemaal de afstand), levert een resultaat van ongeveer 12.36 microseconden in duur op.

De modulatie van de frequentie

Een andere vorm die van afstand radar meet is gebaseerd op frequentie modulatie. De vergelijking van de frequentie tussen twee signalen is aanzienlijk nauwkeuriger, zelfs met oudere elektronika, dan timing het signaal. Door de frequentie van het teruggekeerde signaal te veranderen en te vergelijken dat met origineel, het verschil gemakkelijk kan worden gemeten.

Deze techniek kan binnen worden gebruikt ononderbroken golfradar, en vaak wordt gevonden in vliegtuigen radar hoogtemeters. In deze systemen is een signaal van de „drager“ radar frequentie die op een voorspelbare manier wordt gemoduleerd, typisch op en neer variërend met a sinus golf of zaagtandpatroon bij audiofrequenties. Het signaal wordt dan gestuurd van één antenne en op andere ontvangen, typisch een gevestigd op de bodem van de vliegtuigen, en het signaal kan onophoudelijk worden vergeleken gebruikend eenvoudig sla frequentie modulator die een audiofrequentietoon van het teruggekeerde signaal en een gedeelte van het overgebrachte signaal veroorzaakt.

Sinds het signaal verandert de frequentie, tegen de tijd dat de signaalwinst in de vliegtuigen de uitzending naar één of andere andere frequentie heeft verplaatst. De hoeveelheid die verschuiving is groter in langere tijden, zodat betekenen de grotere frequentieverschillen een langere afstand, het nauwkeurige bedrag dat de „hellingssnelheid“ is die door de elektronika wordt geselecteerd. De hoeveelheid verschuiving is direct daarom verwant met de gereiste afstand, en kan op een instrument worden getoond. Deze signaalverwerking is gelijkaardig aan dat gebruikt in snelheid het ontdekken Doppler radar. De systemen die van het voorbeeld deze benadering gebruiken zijn AZUSA, MISTRAM, en UDOP.

Een verder voordeel is dat de radar effectief bij vrij lage frequenties kan werken, vergelijkbaar met dat gebruikt door UHFtelevisie. Dit was belangrijk in de vroege ontwikkeling van dit type toen de generatie van het hoge frequentiesignaal moeilijk of duur was.

De meting van de snelheid

Snelheid is de verandering in afstand aan een voorwerp met betrekking tot tijd. Aldus het bestaande systeem om afstand te meten, die met a wordt gecombineerd geheugen de capaciteit om te zien waar het jongstleden doel was, is genoeg om snelheid te meten. In één keer bestond het geheugen uit gebruiker het maken vet-potlood tekens op het radarscherm, en dan het berekenen van de snelheid die a gebruikt rekenliniaal. De moderne radarsystemen voeren sneller de gelijkwaardige handeling uit en nauwkeuriger gebruikend computers.

Nochtans, als de output van de zender (gesynchroniseerde fase) coherent is, is er een ander effect dat kan worden gebruikt om bijna onmiddellijke snelheidsmetingen (geen geheugen wordt vereist) te maken, gekend als Het effect van Doppler. De modernste radarsystemen gebruiken dit principe in radar impuls-Doppler systeem. De signalen van de terugkeer van doelstellingen worden verplaatst weg van deze basisfrequentie via het effect van Doppler toelatend de berekening van de snelheid van het voorwerp met betrekking tot de radar. Het effect van Doppler kan slechts de relatieve snelheid van het doel volgens de lijn van gezicht van de radar aan het doel bepalen. Om het even welke component van de loodlijn van de doelsnelheid aan de lijn van gezicht kan worden bepaald niet door het alleen effect van Doppler te gebruiken, maar het kan worden bepaald door het doel te volgen azimut in tijd. De extra informatie van de aard van de winst van Doppler kan in worden gevonden de kenmerken van het radarsignaal artikel.

Het is ook mogelijk om een radar te maken zonder enige pulseren, bekend als a ononderbroken-golf radar (CW radar), door een zeer zuiver signaal van een bekende frequentie te sturen. CW de radar is ideaal voor het bepalen van de radiale component van de snelheid van een doel, maar het kan de waaier van het doel bepalen niet. CW de radar wordt typisch gebruikt door verkeershandhaving om voertuigsnelheid nauwkeurig te meten snel en waar de waaier niet belangrijk is.

Vermindering van interferentiegevolgen

De verwerking van het signaal is tewerkgesteld in radarsystemen om te verminderen de gevolgen van de radarinterferentie. De de verwerkingstechnieken van het signaal omvatten moving target aanwijzing (MTI), impuls Doppler, moving target opsporings (MTD) bewerkers, correlatie met secundaire toezichtradar (SSR) doelstellingen, plaats-tijd aanpassingsverwerking (STAP), en spoor-vóór-ontdek (TBD). Constant vals alarmtarief (CFAR) en digitaal terreinmodel (DTM) de verwerking wordt ook gebruikt in rommelmilieu's.

Perceel en de Extractie van het Spoor

Kan de videowinst van de radar op vliegtuigen aan een procédé van de perceelextractie worden onderworpen waardoor de onechte en mengende signalen worden verworpen. Een opeenvolging van doelwinst kan door een apparaat worden gecontroleerd dat als een perceeltrekker wordt bekend. Niet relevante echt - de tijdwinst kan uit de getoonde getoonde informatie en één enkel perceel worden verwijderd. Een opeenvolging van percelen kan dan worden gecontroleerd en een „spoor“ gevormd, waarbij de identificatie van een echt vliegtuigendoel wordt verlicht door ongewenste en niet relevante radarwinst.

De techniek van de radar

Een radar heeft verschillende componenten:

  • A zender dat produceert het radiosignaal met een oscillator zoals a klystron of a magnetron en controles zijn duur door a modulator.
  • A golfgeleider dat verbindt de zender en de antenne.
  • A duplexer dat dient als schakelaar tussen de antenne en de zender of ontvanger voor het signaal wanneer de antenne in beide situaties wordt gebruikt.
  • A ontvanger. Kennend de vorm van het gewenste ontvangen signaal (een impuls), kan een optimale ontvanger worden ontworpen gebruikend a aangepaste filter.
  • Een elektronische sectie die al die apparaten en antenne controleert om het radaraftasten uit te voeren dat door a wordt bevolen software.
  • Een verbinding met eind - gebruikers.

Het ontwerp van de antenne

De radio signalenuitzending van één enkele antenne zal uit in alle richtingen uitspreiden, en eveneens zal één enkele antenne eveneens signalen van alle richtingen ontvangen. Dit verlaat de radar met het probleem om te besluiten waar het doelvoorwerp wordt gevestigd.

De vroege systemen neigden te gebruiken uitzendingsantennes in alle richtingen, met richtingontvangersantennes die in diverse richtingen werden gewezen. Bijvoorbeeld het eerste op te stellen systeem, Het Huis van de ketting, gebruikt twee rechte antennes bij rechte hoeken voor ontvangst, elk op een verschillende vertoning. De maximumterugkeer met een antenne recht aan het doel, en een minimum met de antenne worden ontdekt die direct op het (eind) wordt gericht. De exploitant kon de richting aan een doel langs bepalen het roteren de antenne zo één vertoning toonde een maximum terwijl andere een minimum toont.

Één ernstige beperking met dit type van oplossing is dat de uitzending in alle richtingen wordt gestuurd, zodat is de hoeveelheid energie in de richting die wordt onderzocht een klein deel van overgebracht dat. Om een redelijke hoeveelheid macht op het „doel“ te krijgen, zou de overbrengende antenne ook moeten richting zijn.

Parabolische reflector

De modernere systemen gebruiken bestuurbaar parabolisch „schotel“ om een strakke uitzendingsstraal te creëren die, typisch de zelfde schotel gebruikt zoals de ontvanger. Dergelijke systemen combineren vaak twee radarfrequenties in de zelfde antenne om automatische leiding toe te staan, of radar slot.

De parabolische reflectors kunnen of symetric parabolen of bedorven parabolen zijn:

  • Produceren de parabolische antennes van Symetric een smalle „potlood“ straal in zowel de afmetingen van X als van Y en hebben bijgevolg een hogere aanwinst. NEXRAD Impuls-Doppler weer radar gebruikt een symetric antenne om gedetailleerd volumetrisch aftasten van atmostphere uit te voeren.
  • De bedorven parabolische antennes produceren een smalle straal in één afmeting en een vrij brede straal in andere. Deze eigenschap is nuttig als de doelopsporing over een brede waaier van hoeken belangrijker is dan doelplaats in drie afmetingen. De meeste 2D surveilanceradar gebruiken een bedorven parabolische antenne met een smalle azimutale bundeldoorsnede en brede verticale bundeldoorsnede. Deze straalconfiguratie staat de radarexploitant toe om een vliegtuig bij een specifiek azimut maar bij een onbepaalde hoogte te ontdekken. Omgekeerd, gebruikt de zogenaamde „nodder“ hoogte die radar vindt een schotel met een smalle verticale bundeldoorsnede en brede azimutale bundeldoorsnede om een vliegtuig bij een specifieke hoogte te ontdekken maar met lage azimutale precisie.

Soorten aftasten

  1. Primair Aftasten: Een aftastentechniek waar de belangrijkste antenneantenne wordt bewogen om een aftastenstraal, voorbeelden te produceren omvat cirkelaftasten, sectoraftasten enz.
  2. Secundair Aftasten: Een aftastentechniek waar het antennevoer wordt bewogen om een aftastenstraal, voorbeeld te produceren omvat kegelaftasten, eenrichtingssectoraftasten, kwabomschakeling enz.
  3. Het Aftasten van Palmer: Een aftastentechniek die een aftastenstraal door de belangrijkste antenne en zijn voer te bewegen produceert. Een aftasten Palmer is een combinatie van een Primair Aftasten en een Secundair Aftasten.

Ingelaste golfgeleider

Hoofd artikel: Ingelaste golfgeleider

Zo ook toegepast op de parabolische reflector wordt de ingelaste golfgeleider mechanisch verplaatst naar aftasten en is bijzonder geschikt niet-volgt de systemen van het oppervlakteaftasten, waar het verticale patroon constant kan blijven. Ten gevolge van lagere kosten en minder windblootstelling, gebruiken het scheepsboord, de luchthavenoppervlakte, en de radar van het haventoezicht nu dit liever dan de parabolische antenne.

Gefaseerd - serie

Hoofd artikel: Gefaseerd - serie

Een andere methode van leiding wordt gebruikt in gefaseerd - serieradar. Dit gebruikt serie van gelijkaardige antennes die, de fase van het signaal dat geschikt aan elke individuele antenne uit elkaar worden geplaatst zodat het signaal in de gewenste richting wordt versterkt en in andere richtingen annuleert wordt gecontroleerd. Als de individuele antennes in één vliegtuig zijn en het signaal aan elke antenne in fase met al anderen toen wordt gevoed zal het signaal in een richtingsloodlijn aan dat vliegtuig versterken. Door de relatieve fase van het signaal te veranderen dat aan elke antenne wordt gevoed kan de richting van de straal worden bewogen omdat de richting van constructieve interferentie zich zal bewegen. Omdat gefaseerd - de serieradar vereisen geen fysiek beweging de straal kan bij duizenden graden per seconde aftasten, snel genoeg om vele individuele doelstellingen te bestralen en te volgen, en nog een breed opgezet onderzoek periodiek in werking te stellen. Door enkele antennes of eenvoudig uit te zetten, kan de straal voor versmald worden uitgespreid zoeken, naar het volgen, of zelfs in twee of meer virtuele radar verdelen. Nochtans, kan de straal effectief bij kleine hoeken aan het vliegtuig van de serie worden gestuurd niet, zodat voor volledige dekking worden de veelvoudige series vereist, typisch geschikt op de gezichten van een driehoekige piramide (zie beeld).

Gefaseerd - de serieradar zijn in gebruik sinds de vroegste jaren van radargebruik binnen geweest Wereldoorlog II, maar de beperkingen van de elektronika leidden tot vrij slechte nauwkeurigheid. Gefaseerd - de serieradar werden oorspronkelijk gebruikt voor raket defensie. Zij zijn het hart van ship-borne Aegis gevechtssysteem, en Het Systeem van de Raket van de patriot, en meer en meer worden gebruikt op andere gebieden omdat het gebrek aan bewegende delen hen, betrouwbaarder maakt en soms een veel grotere efficiënte antenne toelaat, nuttig in de toepassingen van vechtersvliegtuigen die slechts beperkte ruimte voor mechanisch aftasten aanbieden.

Aangezien de prijs van elektronika is gedaald, gefaseerd - de serieradar zijn meer en meer gemeenschappelijk geworden. Bijna zijn alle moderne militaire radarsystemen gebaseerd op gefaseerde series, waar de kleine extra kosten door de betere betrouwbaarheid van een systeem zonder bewegende delen veel gecompenseerd zijn. De traditionele be*wegen-antenneontwerpen worden nog wijd gebruikt in rollen waar de kosten een significante factor zoals luchtverkeerstoezicht, weerradar en gelijkaardige systemen zijn.

Gefaseerd - de serieradar worden ook getaxeerd voor gebruik in vliegtuigen, aangezien zij veelvoudige doelstellingen kunnen volgen. De eerste vliegtuigen om gefaseerd te gebruiken - de serieradar is Lancer B-1B. De eerste vliegtuigenvechter aan gefaseerd gebruik - de serieradar was Mikoyan mig-31. Mig-MiG-31M sbi-16 Zaslon gefaseerd - de serieradar wordt beschouwd als om de krachtigste de vechtersradar van de wereld [2]. Phased-array interferometry of, openings synthese technieken, die een serie van afzonderlijke schotels de gebruiken die in één enkele efficiënte opening worden gefaseerd worden, niet typisch gebruikt voor radartoepassingen, hoewel zij wijd binnen worden gebruikt radio astronomie. Wegens Verdunde serievloek, dergelijke series van veelvoudige openingen, wanneer gebruikt in zenders, resultaat in smalle stralen ten koste van het verminderen van de totale macht die aan het doel wordt overgebracht. In principe, konden dergelijke gebruikte technieken de ruimteresolutie verhogen, maar de lagere macht betekent dat dit over het algemeen niet efficiënt is. De synthese van de opening door post-verwerking van motiegegevens uit één enkele bewegende bron, enerzijds, wordt wijd gebruikt in ruimte en in de lucht radarsystemen (zie Synthetische openingsradar).

De banden van de frequentie

De traditionele bandnamen kwamen voort als codenamen tijdens Wereldoorlog II en zijn nog in militair en luchtvaartgebruik over de hele wereld in de 21ste eeuw. Zij zijn goedgekeurd in de Verenigde Staten door IEEE, en internationaal door ITU. De meeste landen hebben extra te controleren verordeningen die de delen van elke band voor burgerlijk of militair gebruik beschikbaar zijn.

Andere gebruikers van het radiospectrum, zoals het uitzenden en elektronische tegenmaatregelen (ECM) de industrieën, hebben de traditionele militaire benoemingen met hun eigen systemen vervangen.

De frequentiebanden van de radar
De Naam van de band De Waaier van de frequentie De Waaier van de golflengte Nota's
HF 3–30 Mhz 10–100 m kust radarsystemen, over - horizonradar (OTH) radar; „hoge frequentie“
P < 300 Mhz 1 m+ „P“ voor „vorig“, retrospectief van toepassing geweest op vroege radarsystemen
VHF 50-330 Mhz 0.9-6 m doordringen het met zeer groot bereik, grond; „zeer hoge frequentie“
UHF 300-1000 Mhz 0.3-1 m met zeer groot bereik (b.v. ballistische raket vroege waarschuwing), grond het doordringen, gebladerte het doordringen; „ultra hoge frequentie“
L 1–2 GHz 15–30 cm lange waaier luchtverkeerscontrole en toezicht; „L“ voor „lang“
S 2-4 GHz 7.5-15 cm eind luchtverkeerscontrole, lange-afstands weer, mariene radar; „S“ voor „plotseling“
C 4-8 GHz 3.75-7.5 cm Satelliet transponders; een compromis (vandaar „C“) tussen de banden van X en van S; weer
X 8-12 GHz 2.5-3.75 cm raket begeleiding, mariene radar, weer, medium-resolution afbeelding en gemalen toezicht; in De V.S. smalle waaier 10.525 GHz ±25 Mhz wordt gebruikt voor luchthaven radar. Genoemde X-band omdat de frequentie een geheim tijdens WW2 was.
Ku 12-18 GHz 1.67-2.5 cm high-resolution afbeelding, altimetry satelliet; frequentie net onder de band van K (vandaar „u“)
K 18-27 GHz 1.11-1.67 cm van Duits kurz, „plotseling“ betekenend; beperkt gebruik toe te schrijven aan absorptie langs waterdamp, zo Ku en Ka werden gebruikt in plaats daarvan voor toezicht. De k-band wordt gebruikt voor het ontdekken van wolken door meteorologists, en door politie voor het ontdekken van verzendende automobilisten. De k-band radarkanonnen stellen bij 24.150 ± 0.100 GHz in werking.
Ka 27-40 GHz 0.75-1.11 cm in kaart brengend, op korte termijn, luchthaventoezicht; de frequentie net boven de radar van de de band (vandaar 'a') Foto van K, die wordt gebruikt om camera's teweeg te brengen die beelden van vergunningsplaten van auto's nemen die rode lichten in werking stellen, stelt bij 34.300 ± 0.100 GHz in werking.
mm 40-300 GHz 7.5 mm - 1 mm millimeter band, onderverdeeld zoals hieronder. De frequentiewaaiers hangen van golfgeleidergrootte af. De veelvoudige brieven worden toegewezen aan deze banden door verschillende groepen. Deze zijn van Baytron, een nu overledene bedrijf dat testmateriaal maakte.
Q 40-60 GHz 7.5 mm - 5 mm Gebruikt voor Militaire mededeling.
V 50-75 GHz 6.0-4 mm Zeer sterk geabsorbeerd door de atmosfeer.
E 60-90 GHz 6.0-3.33 mm
W 75-110 GHz 2.7 - 4.0 mm gebruikt als visuele sensor voor experimentele autonome voertuigen, high-resolution meteorologische observatie, en weergave.

De modulators van de radar

Modulators, ook geroepen impuls die netwerken vormt of lijn (PFNs) handeling om de korte impulsen van macht aan te verstrekken magnetron. Deze technologie is gekend als Gepulseerde macht. Op deze wijze, wordt de overgebrachte impuls van de straling van rf gehouden aan bepaald, en gewoonlijk, zeer korte duur. De modulators bestaan uit een generator van de hoogspanningsimpuls die van een levering HV wordt gevormd, en een hoogspanningsschakelaar zoals a thyratron.

A klystron buis kan ook als modulator worden gebruikt omdat het een versterker is, zodat kan het door zijn laag signaal van de machtsinput worden gemoduleerd.

Het koelmiddel van de radar

Coolanol en PAO (poly-alpha- olefin) zijn de twee belangrijke koelmiddelen die worden gebruikt om radar in de lucht vandaag te koelen materiaal.[nodig citaat]

De V.S. Marine een genoemd programma heeft ingesteld De Preventie van de verontreiniging (P2) om het volume en de giftigheid van afval, luchtemissies, en lozingen van afvalstoffen te verminderen of te elimineren. Wegens dit wordt Coolanol vaak vandaag gebruikt minder.

PAO is een synthetische smeermiddelsamenstelling is een mengsel van polyol ester vermengd met efficiënte hoeveelheden anti-oxyderend, gele metaalfopspeen en roestinhibitors. Het polyol estermengsel omvat een belangrijk deel van poly (neopentyl polyol) estermengsel dat door poly te reageren wordt gevormd (pentaerythritol) gedeeltelijke esters met minstens één C7 aan C12 carboxylic zuur gemengd met een ester die door reagerende polyol wordt gevormd die minstens twee hydroxylgroepen en minstens één carboxylic zuur C8-C10 heeft. Bij voorkeur, zijn de zuren lineair en vermijden die die geuren tijdens gebruik kunnen veroorzaken. De efficiënte additieven omvatten secundaire arylamineanti-oxyderend, triazole afgeleide gele metaalfopspeen en aminozuur afgeleide en gesubstitueerde primair en secundair amine en/of de inhibitor van de diamineroest.

Een synthetische koelmiddel/smeermiddelsamenstelling, die uit een estermengsel van 50 tot 80 gewichtenpercenten van poly (neopentyl polyol) bestaat ester die door een reagerende poly (neopentyl polyol) wordt gevormd gedeeltelijke ester en minstens één lineair monocarboxylic zuur die van 6 tot 12 koolstofatomen hebben, en 20 tot 50 gewichtenpercenten van een polyol ester die door reagerende polyol wordt gevormd die 5 tot 8 koolstofatomen en minstens twee hydroxylgroepen met minstens één lineair monocarboxylic zuur hebben die van 7 tot 12 koolstofatomen hebben, het gewicht percents dat op het totale gewicht van de samenstelling wordt gebaseerd.

De functies en de rollen van de radar

De radar van de opsporing en van het onderzoek

De radar van de bedreiging

De begeleidingssystemen van de raket

Slagveld en verkenningsradar

De Controle en de navigatie van het Luchtverkeer

De systemen van de de instrumentatieradar van de ruimte en van de waaier

  • Ruimte (SP) Volgende Systemen
  • De Systemen van de waaier van de Instrumentatie (RI)
  • De video Systemen van het Relais/van de Neerstraalverbinding
  • Space-Based Radar

De weer-ontdekkende systemen van de Radar


Radar voor biologisch onderzoek

Door de Systemen van de Radar van de Muur

De systemen van de radar die gebruikend werken Ultra Wideband de technologie kan een mens achter muren ontdekken. Dit is mogelijk aangezien de weerspiegelende kenmerken van mensen over het algemeen groter zijn dan die van de typische materialen die in bouw worden gebruikt. Nochtans, aangezien de mensen veel op minder radarenergie dan wijzen vereist het metaal, deze systemen verfijnde technologie om menselijke doelstellingen te isoleren en bovendien om het even welke soort van gedetailleerd beeld te verwerken.

Zie ook

Nota's

Verwijzingen

Verdere lezing

  • Buderi, Robert, De uitvinding die de wereld veranderde: het verhaal van radar van oorlog aan vrede, Simon & Schuster, 1996. ISBN 0-349-11068-9 ISBN 0-316-90715-4
  • Zaal, P.S., T.K. Slinger-Collins, R.S. Picton en R.G. Lee, Radar, Ltd van Brassey (het UK), 1991, de Reeks van de Oorlogvoering van het Land: Volume 9, ISBN 0-08-037711-4.
  • Kaiser, Gerald, Hoofdstuk 10 in een „Vriendschappelijke Gids voor Wavelets“, Birkhauser, Boston, 1994.
  • Jones, R.V., Geheimste Oorlog, ISBN 1-85326-699-x. R.V. De rekening die van Jones van zijn deel in Britse Wetenschappelijke Intelligentie tussen 1939 en 1945, de radar van de Duitser, de radionavigatie en de ontwikkelingen werkt te voorzien V1/V2.
  • Le Chevalier, François, Principes van de Verwerking van het Signaal van de Radar en van de Sonar, Artech Huis, Boston, Londen, 2002. ISBN 1-58053-338-8.
  • Skolnik, Merrill I., Inleiding aan de Systemen van de Radar, McGraw-Hill (1st E-D., 1962; 2de E-D., 1980; 3de E-D., 2001), ISBN 0-07-066572-9. De de facto bijbel van de radarinleiding.
  • Skolnik, Merrill I., Het Handboek van de radar. ISBN 0-07-057913-x wijd gebruikt in De V.S. sinds de jaren '70. Nieuwe 3de Uitgave, Februari 2008, ISBN 0-07-148547-3; 978-0-07-148547-0
  • Stimson, George W., Inleiding aan Radar In de lucht, SciTech die (2de uitgave, 1998) publiceert, ISBN 1-891121-01-4. Geschreven voor de niet-deskundige. De eerste helft van het boek op radargrondbeginselen is ook van toepassing op grond en met basis op zee radar.
  • Bragg, Michael., RDF1 de Plaats van Vliegtuigen door RadioMethodes 1935-1945, Hawkhead het Publiceren, Paisley 1988 ISBN 0-9531544-0-8 De geschiedenis van grondradar in het UK tijdens Wereldoorlog II
  • Latham, Colin & Stobbs, Anne., Radar een Mirakel In oorlogstijd, Sutton Publishing Ltd, Stroud 1996 ISBN 0-7509-1643-5 Een geschiedenis van radar in het UK tijdens Wereldoorlog II die door de mannen en de vrouwen wordt verteld die aan het werkten.
  • Pritchard, David., De bereidende Voltooiing 1904-1945 van Duitsland van de Oorlog van de Radar Patrick Stephens Ltd, Wellingborough 1989. , ISBN 1-85260-246-5
  • Zimmerman, David., De Radar van het Schild van Groot-Brittannië en de Nederlaag van Luftwaffe, Sutton Publishing Ltd, Stroud, 2001. , ISBN 0-7509-1799-7
  • Bruin, Louis., Een geschiedenis van de Radar van Wereldoorlog II, Instituut van het Publiceren van de Fysica, Bristol, 1999. , ISBN 0-7503-0659-9
  • Bowen, B.V., De Dagen van de radar, Instituut van het Publiceren van de Fysica, Bristol, 1987. , ISBN 0-7503-0586-x
  • Howse, Derek, Radar op zee de Koninklijke Marine in Oorlog van de Wereld 2, De ZeePers van het Instituut, Annapolis, Maryland, de V.S., 1993, ISBN 1-55750-704-x

Externe verbindingen

Het Lagerhuis van Wikimedia heeft media met betrekking tot:

The original article is from Wikipedia. To view the original article please click here.
Creative Commons Licence