Top 10 artigos

Goole
Hotmail
Lista dos países onde o inglês é uma língua oficial
Lista de doenças mentais
Gmail
Família real britânica
Googol
Tuenti
Tsunami
KGB

News:

Radar

Para outros usos, veja Radar (disambiguation).

Radar é um sistema que se use eletromagnético ondas para identificar a escala, a altura, o sentido, ou a velocidade de ambos moventes e de objetos fixos como avião, navios, veículos de motor, formações do tempo, e terreno. O termo RADAR foi inventado em 1941 como acrônimo para Radio Detection and Ranging. O termo tem incorporado desde a língua inglesa como uma palavra padrão, radar, perdendo o capitalization. O radar foi chamado originalmente RDF (Finder de rádio do sentido) no Reino Unido.

Um sistema do radar tem um transmissor que se emita qualquer um ondas de rádio ou (mais geralmente estes dias) microondas isso é refletido pelo alvo e detectado por um receptor, tipicamente na mesma posição que o transmissor. Embora o sinal retornado seja geralmente muito fraco, o sinal pode ser amplificado. Isto permite o radar de detectar objetos nas escalas onde outras emissões, tais como som ou luz visível, seja demasiado fraco detectar. O radar é usado em muitos contextos, incluindo meteorológico deteção de precipitação, ondas de medição da superfície do oceano, controle de tráfego do ar, polícias deteção de apressar-se tráfego, e pelas forças armadas.

Índices

História

Artigo principal: História do radar

Diversos inventores, cientistas, e coordenadores contribuído ao desenvolvimento do radar. O primeiro para usar as ondas de rádio detectar “a presença de objetos metálicos distantes” estava Hülsmeyer Christian, que em 1904 demonstrou a praticabilidade de detectar a presença de um navio na névoa densa, mas a não sua distância.[2][3] Recebeu Reichspatent Nr. 165546[4] para seu dispositivo do pre-radar em abril 1904, e a patente mais atrasada 169154[5] para uma emenda relacionada para variar. Recebeu também uma patente [6] em Inglaterra para his telemobiloscope em Setembro 22, 1904.[2][7]

Nikola Tesla, em agosto 1917, o primeiro estabeleceu os princípios a respeito do nível da freqüência e do poder para as primeiras unidades primitivas do radar.[8] Indicou, “[...] pelo seu [ondas eletromagnéticas estando] uso que nós podemos produzir na vontade, de uma estação de emissão, em um efeito elétrico em alguma região particular do globo; [com qual] nós podemos determinar a posição relativa ou curso de um objeto movente, tal como uma embarcação no mar, a distância atravessada pelo mesmo, ou sua velocidade."

Antes do Segunda guerra de mundo, desenvolvimentos pelos americanos (Dr. Robert M. A página testou o primeiro radar do monopulse em 1934),[9] os alemães, o francês (n° francês 788795 da patente em 1934)[10][11] e principalmente os Ingleses que eram os primeiros para o explorar inteiramente como uma defesa de encontro ao ataque do avião (patente britânica GB593017 perto Watson-Watt de Robert em 1935)[11][12][13] conduzido aos primeiros radares reais. Hungarian Baía de Zoltán produziu um modelo trabalhando por 1936 no Tungsram laboratório na mesma veia.

Em 1934, Émile Girardeau, trabalhando com os primeiros sistemas franceses do radar, indicou que era sistemas do radar do edifício “conceived de acordo com os princípios indicados por Tesla”. [1]

A guerra precipitated a pesquisa para encontrar a definição melhor, o mais portability e as mais características para a tecnologia nova da defesa. Os anos da pós guerra viram o uso do radar nos campos tão diversos quanto controle de tráfego do ar, monitoração do tempo, astrometry e controle da velocidade da estrada.

Princípios

Reflexão

Eletromagnético as ondas refletem (scatter) de toda a mudança grande no dielétrico ou diamagnetic constantes. Isto significa que um objeto contínuo dentro ar ou a vácuo, ou a outra mudança significativa na densidade atômica entre o objeto e o que é circunvizinha ele, dispersará geralmente ondas do radar (rádio). Isto é particularmente verdadeiro para eletricamente condutor materiais, tais como a fibra do metal e do carbono, fazendo o poço do radar particularmente servido à deteção de avião e navios. Material absorvente do radar, contendo resistive e às vezes magnético as substâncias, são usadas em veículos militares reduzir a reflexão do radar. Este é o equivalente do rádio da pintura algo uma cor escura.

As ondas do radar dispersam em uma variedade das maneiras dependendo do tamanho (wavelength) da onda de rádio e da forma do alvo. Se o wavelength for muito mais curto do que o tamanho do alvo, a onda saltará fora em uma maneira similar à maneira que a luz é refletida por a espelho. Se o wavelength for muito mais longo do que o tamanho do alvo, o alvo é polarizado (as cargas positivas e negativas são separadas), como a antena do dipole. Isto é descrito perto Dispersar de Rayleigh, um efeito que críe o céu azul e o vermelho da terra pores do sol. Quando as duas escalas do comprimento são comparáveis, pode haver resonances. Os radares adiantados usaram-se muito por muito tempo wavelengths isso era maior do que os alvos e recebia um sinal vago, visto que alguns sistemas modernos usam mais curto wavelengths (alguns centimeters ou mais curto) que pode imagem objeta tão pequeno quanto um loaf do pão.

As ondas de rádio curtas refletem das curvas e dos cantos, em uma maneira similar ao glint de uma parte arredondada de vidro. Os alvos os mais reflexivos para wavelengths curtos têm os ângulos 90° entre superfícies reflexivas. Uma estrutura que consiste em três superfícies planas que encontram-se com em um único canto, como o canto em uma caixa, refletirá sempre as ondas que incorporam sua abertura diretamente para trás na fonte. Estes so-called refletores de canto são usados geralmente como refletores do radar fazer de outra maneira difícil-à-para detectar os objetos mais fáceis de detectar, e encontrados frequentemente em barcos a fim melhorar sua deteção em uma situação do salvamento e reduzir colisões. Para razões similares, os objetos que tentam evitar a deteção dobrarão suas superfícies em uma maneira eliminar cantos internos e evitar as superfícies e as bordas perpendiculares aos sentidos prováveis da deteção, que conduza a olhar “impar” avião do stealth. Estas precauções não eliminam completamente a reflexão por causa de diffraction, especialmente em wavelengths mais longos. Fios do meio wavelength ou tiras longas do material conduzindo, como debulho, seja muito reflexivo mas não dirija a energia dispersada para trás para a fonte. A extensão a que um objeto reflete ou as ondas de rádio dos scatters são chamadas suas cross-section do radar.

Equação do radar

A quantidade de poder Pr retornar à antena de recepção é dado pela equação do radar:

onde

  • Pt = poder do transmissor
  • Gt = ganho da antena transmissora
  • Ar = abertura eficaz (área) da antena de recepção
  • σ = cross-section do radar, ou coeficiente dispersando, do alvo
  • F = fator da propagação do teste padrão
  • Rt = distância do transmissor ao alvo
  • Rr = distância do alvo ao receptor.

No caso comum onde o transmissor e o receptor estão na mesma posição, Rt = Rr e o termo Rt² Rro ² pode ser substituído perto R4, onde R é a escala. Isto rende:

Isto mostra que o poder recebido declina enquanto o quarto poder da escala, que significa que o poder refletido dos alvos distantes é muito, muito pequeno.

A equação acima com F = 1 é uma simplificação para vácuo sem interferência. O fator da propagação esclarece os efeitos de multipath e sombrear e depende dos detalhes do ambiente. Em uma situação real-world, pathloss os efeitos devem também ser considerados.

Outros desenvolvimentos matemáticos em processar de sinal do radar incluem análise da tempo-freqüência (Weyl Heisenberg ou wavelet), as well as o chirplet transforma qual emprega o fato que o radar retorna dos alvos moventes tipicamente “chilro” (mude sua freqüência em função do tempo, como o som de um pássaro ou de um bastão).

Polarization

No sinal de radar transmitido, o campo elétrico é perpendicular ao sentido da propagação, e este sentido do campo elétrico é polarization da onda. Os radares usam-se polarization horizontal, vertical, linear e circular detectar tipos diferentes de reflexões. Por exemplo, polarization circular é usado minimizar a interferência causada pela chuva. Polarization linear os retornos indicam geralmente superfícies do metal. Aleatório os retornos do polarization indicam geralmente a fractal a superfície, tal como rochas ou solo, e é usada perto navegação radares.

Interferência

Os sistemas do radar devem superar diversas fontes diferentes de sinais não desejados a fim focalizar somente nos alvos reais do interesse. Estes sinais não desejados podem originar das fontes internas e externas, passivas e ativas. A abilidade do sistema do radar de superar estes sinais não desejados define o seu relação signal-to-noise (SNR). SNR é definido como a relação de um poder do sinal ao poder de ruído dentro do sinal desejado.

Em termos mais menos técnicos, a relação signal-to-noise (SNR), compara o nível de um sinal desejado (tal como alvos) ao nível do ruído de fundo. SNR mais elevado do sistema, melhor é em isolar alvos reais dos sinais de ruído circunvizinhos.

Ruído

Ruído do sinal é uma fonte interna de variações aleatórias no sinal, que é gerado inerente a algum grau por todos os componentes eletrônicos. O ruído aparece tipicamente como as variações aleatórias sobrepostas no sinal desejado do eco recebido no receptor do radar. Mais baixo o poder do sinal desejado, mais difícil é discerni-lo do ruído (similar a tentar ouvir um sussurro ao estar perto de uma estrada ocupada). Conseqüentemente, as fontes de ruído as mais importantes aparecem no receptor e muito esforço é feito minimizar estes fatores. Figura do ruído é uma medida do ruído produzido por um receptor comparado a um receptor ideal, e esta necessita ser minimizada.

O ruído é gerado também por fontes externas, o mais importante a radiação térmica natural da cena do fundo que cerca o alvo do interesse. Nos sistemas modernos do radar, devido ao desempenho elevado de seus receptores, o ruído interno é tipicamente aproximadamente igual ou mais baixo do que ao ruído externo da cena. Uma exceção é se o radar for apontado para cima no céu desobstruído, onde a cena está assim fria que gera muito pouco ruído térmico.

Haverá também Ruído da cintilação devido ao trânsito dos elétrons, mas dependendo de 1/f, seja muito mais baixo do que o ruído térmico quando a freqüência é elevada. Daqui, no radar do pulso, o sistema estará sempre heterodyne. Veja freqüência intermediária.

Desordem

A desordem consulta aos ecos reais do radiofrequency (RF) retornados dos alvos que são pela definição uninteresting aos operadores de radar no general. Tais alvos incluem na maior parte objetos naturais tais como a terra, mar, precipitação (como a chuva, a neve ou a saraiva), tempestades da areia, animais (especialmente pássaros), atmosféricos turbulence, e outros efeitos atmosféricos, como ionosphere reflexões e meteoro fugas. A desordem pode também ser retornada dos objetos sintéticos tais como edifícios e, intencionalmente, por contramedidas do radar como debulho.

Alguma desordem pode também ser causada por um radar longo waveguide entre o transceptor do radar e a antena. Em um típico indicador de posição da planta (PPI) o radar com uma antena girando, este será visto geralmente como um “sol” ou o “sunburst” no centro da exposição como o receptor respondem aos ecos das partículas de poeira e ao RF misguided no waveguide. Ajustar o sincronismo entre quando o transmissor emite um pulso e quando o estágio do receptor é permitido reduzirá geralmente o sunburst sem afetar a exatidão da escala, desde que a maioria de sunburst é causado pelo difundido transmite o pulso refletido antes que saa da antena.

Quando algumas fontes da desordem puderem ser indesejáveis para algumas aplicações do radar (tais como nuvens da tempestade para radares da ar-defesa), podem ser desejáveis para outras (meteorológico radares neste exemplo). A desordem é considerada uma fonte passiva da interferência, desde que aparece somente em resposta aos sinais de radar emitidos pelo radar.

Há diversos métodos de detectar e de neutralizar a desordem. Muitos destes métodos confiam no fato que a desordem tende a parecer de estática entre varreduras do radar. Conseqüentemente, quando comparar varreduras subseqüentes ecoa, os alvos desejáveis parecerão mover-se e todos os ecos estacionários podem ser eliminados. A desordem do mar pode ser reduzida usando o polarization horizontal, quando a chuva for reduzida com polarization circular (nota que os radares meteorológicos desejam para o efeito oposto, conseqüentemente se usando polarization linear o melhor detectar a precipitação). Outros métodos tentam aumentar sinal-à-desordenam a relação.

CFAR (Taxa constante do Falso-Alarme, um formulário de Controle automático de ganho, ou AGC) é um método que confia no fato que os retornos da desordem outnumber distante ecos dos alvos do interesse. O ganho do receptor é ajustado automaticamente para manter um nível constante da desordem visível total. Quando isto não ajudar detectar os alvos mascarados por uma desordem circunvizinha mais forte, ajuda distinguir fontes fortes do alvo. No passado, o radar AGC eletronicamente foi controlado e afetou o ganho do receptor inteiro do radar. Enquanto os radares evoluíram, AGC transformou-se computador-software controlado, e afetou-se o ganho com granularity mais grande, em pilhas específicas da deteção.

A desordem pode também originar de multipath ecos dos alvos válidos devido à reflexão à terra, ducting atmosférico ou reflexão ionospheric/refraction. Este tipo específico da desordem é especialmente bothersome, desde que parece se mover e se comportar como outros alvos normais (do ponto) do interesse, criando desse modo um ghost. Em um scenario típico, um eco do avião multipath-é refletido da terra abaixo, aparecendo ao receptor como um alvo idêntico abaixo do correto. O radar pode tentar unify os alvos, relatando o alvo em uma altura incorreta, ou - mais mau - eliminá-la na base de tremor ou um impossibility físico. Estes problemas podem ser superados incorporando um mapa à terra dos arredors do radar e eliminando todos os ecos que parecem originar abaixo - moeram ou acima de alguma altura. Em um equipamento mais novo do radar do ATC os algoritmos são usados identificar os alvos falsos comparando os retornos do pulso atual, àqueles adjacentes, assim como os improbabilities do retorno calculadores devido à altura, à distância, e ao sincronismo calculados do radar.

Atolar

Atolar do radar consulta aos sinais do radiofrequency que originam das fontes fora do radar, transmitindo na freqüência e nos alvos desse modo mascarando do radar do interesse. Atolar pode ser intencional, como com guerra eletrônica Tática (EW), ou involuntário, como com as forças amigáveis que operam o equipamento que transmite usando a mesma escala de freqüência. Atolando é considerado uma fonte ativa da interferência, desde que é iniciada por elementos fora do radar e em unrelated geral aos sinais de radar.

Atolar é problematic ao radar desde que as necessidades atolando do sinal somente viajar one-way (do jammer ao receptor do radar) visto que as dois-maneiras do curso dos ecos do radar (radar-alvo-radar) e conseqüentemente são reduzidas significativamente no poder pelo tempo onde retornam ao receptor do radar. Os Jammers podem conseqüentemente ser muito mais menos poderosos do que seus radares atolados e ainda eficazmente mascarar alvos ao longo do linha de vista do jammer ao radar (Atolar de Mainlobe). Os Jammers têm um efeito adicionado de afetar radares ao longo de outros line-of-sights, devido ao receptor do radar sidelobes (Atolar de Sidelobe).

Atolar de Mainlobe pode geralmente somente ser reduzido estreitando o mainlobe ângulo contínuo, e pode nunca inteiramente ser eliminado ao diretamente enfrentar um jammer que use a mesmos freqüência e polarization que o radar. Atolar de Sidelobe pode ser superado reduzindo-se recebendo sidelobes no projeto da antena de radar e usando-se antena omnidirectional para detectar e negligenciar sinais do non-mainlobe. Outras técnicas anti-jamming são hopping de freqüência e polarization. Veja Contracontramedidas eletrônicas para detalhes.

A interferência tem-se transformado recentemente um problema para C-faixa (5.66 Gigahertz) radares meteorológicos com o proliferation da faixa de 5.4 gigahertz WiFi equipamento.[14]

Processar de sinal do radar

Medida da distância

Tempo do trânsito

O one-way para medir a distância a um objeto é transmitir um pulso curto do sinal de rádio (radiação eletromagnética), e mede o tempo onde faça exame para a reflexão ao retorno. A distância é um meio do produto do tempo redondo do desengate (porque o sinal tem que viajar ao alvo e então para trás ao receptor) e a velocidade do sinal. Desde as ondas de rádio viaja na velocidade de luz (186.000 milhas por o segundo ou de 300.000.000 medidores por o segundo), a medida exata da distância requer a eletrônica high-performance.

Em a maioria de casos, o receptor não detecta o retorno quando o sinal for transmitido. Com o uso de um dispositivo chamou a duplexer, o radar comuta entre transmitir e receber em uma taxa predeterminada. A escala mínima é calculada medindo o comprimento do pulso multiplicado pela velocidade de luz, dividida por dois. A fim detectar uns alvos mais próximos um deve usar um comprimento mais curto do pulso.

Um efeito similar impõe uma escala máxima também. Se o retorno do alvo vier em quando o pulso seguinte estiver emitido para fora, uma vez que outra vez o receptor não pode dizer a diferença. A fim maximize a escala, uma quer usar umas épocas mais longas entre pulsos, ou consultado geralmente como a uma estadia da repetição do pulso (PRT).

Estes dois efeitos tendem a estar em probabilidades um com o otro, e não é fácil combinar a escala longa shortrange e boa boa em um único radar. Isto é porque os pulsos curtos necessitaram para uma transmissão mínima boa da escala têm menos energia total, fazendo os retornos muito menor e o alvo mais duro detectar. Isto poderia ser deslocado usando mais pulsos, mas este encurtaria a escala máxima outra vez. Assim cada radar usa um tipo particular de sinal. Os radares de longo alcance tendem a usar pulsos longos com longo atrasam entre ele, e os radares shortrange usam pulsos menores com menos tempo entre eles. Este teste padrão dos pulsos e das pausas é sabido como freqüência de repetição de pulso (ou PRF), e é uma das maneiras principais caracterizar um radar. Porque a eletrônica melhorou muitos radares agora podem mudar seu PRF que muda desse modo sua escala. Os radares os mais novos ateiam fogo realmente a 2 pulsos durante uma pilha, um para shortrange (~6 milhas) e um sinal separado para umas escalas mais longas (~60 milhas).

A distância definição e as características do sinal recebido em comparação ao ruído dependem pesadamente da forma do pulso. O pulso é frequentemente modulado para conseguir agradecimentos melhores do desempenho a uma técnica sabida como compressão do pulso.

A distância pode também ser medida em função do tempo. A milha do radar é a quantidade de tempo onde faz exame para um pulso do radar à milha náutica do curso um, reflete fora de um alvo, e retorna à antena de radar. Desde que uma milha náutica é definida como exatamente 1.852 medidores, dividindo então esta distância pela velocidade de luz (exatamente 299.792.458 medidores por o segundo), e então multiplicando o resultado por 2 (desengate redondo = duas vezes a distância), rendimentos um resultado de aproximadamente 12.36 microssegundos na duração.

Modulação da freqüência

Um outro formulário do radar de medição da distância é baseado sobre modulação da freqüência. A comparação da freqüência entre dois sinais é consideravelmente mais exata, mesmo com eletrônica mais velha, do que cronometrando o sinal. Mudando a freqüência do sinal retornado e comparando isso com o original, a diferença pode fàcilmente ser medida.

Esta técnica pode ser usada dentro radar de onda contínua, e é encontrado frequentemente no avião altímetros do radar. Nestes sistemas um sinal de radar do “portador” é freqüência modulada em uma maneira predictable, tipicamente variando acima e para baixo com a onda do seno ou teste padrão do sawtooth em freqüências audio. O sinal é emitido então para fora de uma antena e recebido em outra, localizado tipicamente no fundo do avião, e no sinal pode continuamente ser comparado usando um simples freqüência da batida modulador que produz um tom da freqüência audio do sinal retornado e de uma parcela do sinal transmitido.

Desde que a freqüência do sinal está mudando, pelo tempo os retornos de sinal ao avião que a transmissão deslocou a alguma outra freqüência. A quantidade desse deslocamento é uns tempos mais longos de um excesso mais grande, assim que umas diferenças mais grandes da freqüência significam uma distância mais longa, a quantidade exata que está da “a uma velocidade rampa” selecionada pela eletrônica. A quantidade de deslocamento conseqüentemente é relacionada diretamente à distância viajou, e pode ser indicada em um instrumento. Este processar de sinal é similar àquele usado em detectar da velocidade Doppler radar. Os sistemas do exemplo que usam esta aproximação são AZUSA, MISTRAM, e UDOP.

Uma vantagem mais adicional é que o radar pode se operar eficazmente em freqüências relativamente baixas, comparável a isso usado pela televisão DE FREQUÊNCIA ULTRAELEVADA. Isto era importante no desenvolvimento adiantado deste tipo quando a geração de alta freqüência do sinal era difícil ou cara.

Medida da velocidade

Velocidade está a mudança dentro distância a um objeto com respeito ao tempo. Assim o sistema existente para a distância de medição, combinado com o a memória a capacidade ver onde o alvo estava por último, é bastante para medir a velocidade. Em uma vez a memória consistiu em fazer do usuário lubrific-lápis marcas na tela de radar, e então em calcular a velocidade usando a régua de corrediça. Os sistemas modernos do radar executam a operação equivalente mais rapidamente e mais exatamente usando computadores.

Entretanto, se a saída do transmissor for coherent (fase sincronizada), há um outro efeito que possa ser usado fazer medidas quase imediatas da velocidade (nenhuma memória é requerida), sabido como Efeito de Doppler. A maioria de sistemas modernos do radar usam este princípio no radar de pulso-doppler sistema. Os sinais do retorno dos alvos são deslocados longe desta freqüência baixa através do efeito de Doppler permitindo o cálculo da velocidade do objeto relativo ao radar. O efeito de Doppler pode somente determinar a velocidade relativa do alvo ao longo da linha de vista do radar ao alvo. Nenhum componente da perpendicular da velocidade do alvo à linha de vista não pode ser determinado usando o efeito de Doppler sozinho, mas pode ser determinado seguindo o alvo azimuth tempo excedente. A informação adicional da natureza dos retornos de Doppler pode ser encontrada no características do sinal de radar artigo.

É também possível fazer um radar sem pulsar, sabido como a contínuo-acene o radar (NO SENTIDO HORÁRIO radar), emitindo para fora um sinal muito puro de uma freqüência sabida. NO SENTIDO HORÁRIO o radar é ideal para determinar o componente radial da velocidade de um alvo, mas não pode determinar a escala do alvo. O radar é usado NO SENTIDO HORÁRIO tipicamente pelo enforcement do tráfego medir rapidamente e exatamente a velocidade do veículo onde a escala não é importante.

Redução de efeitos da interferência

Processar de sinal é empregado em sistemas do radar para reduzir efeitos da interferência de radar. As técnicas processando de sinal incluem indicação movente do alvo (MTI), pulso doppler, processadores moventes da deteção do alvo (MTD), correlação com radar secundário do surveillance Alvos (SSR), processar adaptável do espaço-tempo (STAP), e trilha-antes-detecte (TBD). Taxa falsa constante do alarme (CFAR) e modelo digital do terreno (DTM) processando são usados também em ambientes da desordem.

Extração do lote e da trilha

Os retornos video do radar no avião podem ser sujeitados a um processo da extração do lote por meio de que os sinais spurious e interferindo são rejeitados. Uma seqüência de retornos do alvo pode ser monitorada através de um dispositivo sabido como um extrator do lote. O real non relevante - os retornos do tempo podem ser removidos da informação indicada e de um único lote indicados. Uma seqüência dos lotes pode então ser monitorada e uma “trilha” ser dada forma, assim facilitando a identificação de um alvo genuíno do avião com os retornos não desejados e non relevantes do radar.

Engenharia do radar

Um radar tem componentes diferentes:

  • A transmissor isso gera o sinal de rádio com um oscilador tal como a klystron ou a magnétron e controles sua duração por a modulador.
  • A waveguide isso liga o transmissor e a antena.
  • A duplexer esse serve como um interruptor entre a antena e o transmissor ou o receptor para o sinal quando a antena é usada em ambas as situações.
  • A receptor. Sabendo a forma do sinal recebido desejado (um pulso), um receptor optimal pode ser projetado usando a filtro combinado.
  • Uma seção eletrônica que controlasse todos aqueles dispositivos e a antena para executar a varredura do radar requisitou por a software.
  • Uma ligação à extremidade - usuários.

Projeto da antena

Os sinais de rádio transmitem de uma única antena espalharão para fora em todos os sentidos, e do mesmo modo uma única antena receberá sinais ingualmente de todos os sentidos. Isto deixa o radar com o problema de decidir-se onde o objeto do alvo é encontrado.

Os sistemas adiantados tenderam a usar-se antenas omni-directional da transmissão, com as antenas de receptor direcionais que foram apontadas em vários sentidos. Por exemplo o primeiro sistema a ser desdobrado, Repouso Chain, usado duas antenas retas em ângulos direitos para a recepção, cada um em uma exposição diferente. O retorno máximo seria detectado com uma antena em ângulos direitos ao alvo, e um mínimo com a antena apontada diretamente nela (extremidade sobre). O operador poderia determinar o sentido a um alvo perto girar a antena assim que uma exposição mostraram um máximo quando a outra mostrar um mínimo.

Uma limitação séria com este tipo de solução é que a transmissão está emitida para fora em todos os sentidos, assim que a quantidade de energia no sentido que está sendo examinado é uma parte pequena disso transmitido. Para começar uma quantidade razoável de poder no “alvo”, a antena transmissora deve também ser direcional.

Refletor parabólico

Uns sistemas mais modernos usam um steerable parabólico “prato” para criar um feixe apertado da transmissão, usando tipicamente o mesmo prato que o receptor. Tais sistemas combinam frequentemente duas freqüências do radar na mesma antena a fim permitir o steering automático, ou fechamento do radar.

Os refletores parabólicos podem ser uma ou outra parábolas symetric ou parábolas spoiled:

  • As antenas parabólicas de Symetric produzem um feixe estreito do “lápis” nas dimensões de X e de Y e têm conseqüentemente um ganho mais elevado. NEXRAD Pulso-Doppler radar de tempo usa uma antena symetric executar varreduras volumetric detalhadas do atmostphere.
  • As antenas parabólicas Spoiled produzem um feixe estreito em uma dimensão e um feixe relativamente largo na outra. Esta característica é útil se a deteção do alvo sobre uma escala larga dos ângulos for mais importante do que a posição do alvo em três dimensões. A maioria 2D de radares do surveilance usam uma antena parabólica spoiled com um beamwidth azimuthal estreito e beamwidth vertical largo. Esta configuração do feixe permite que o operador de radar detecte um avião em um azimuth específico mas em uma altura indeterminada. Inversamente, a altura so-called do “nodder” que encontra radares usa um prato com um beamwidth vertical estreito e beamwidth azimuthal largo detectar um avião em uma altura específica mas com precisão azimuthal baixa.

Tipos de varredura

  1. Varredura preliminar: Uma técnica de exploração onde a antena principal da antena seja movida para produzir um feixe da exploração, exemplos inclui a varredura circular, a varredura etc. do setor
  2. Varredura secundária: Uma técnica de exploração onde a alimentação da antena seja movida para produzir um feixe da exploração, exemplo inclui a varredura cónica, a varredura unidirectional do setor, o switching etc. do lóbulo.
  3. Varredura de Palmer: Uma técnica de exploração que produza um feixe da exploração movendo a antena principal e sua alimentação. Uma varredura de Palmer é uma combinação de uma varredura preliminar e de uma varredura secundária.

Waveguide entalhado

Artigo principal: Waveguide entalhado

Aplicado similarmente ao refletor parabólico o waveguide entalhado é movido mecanicamente para a varredura e é particularmente apropriado para os sistemas de superfície non-seguindo da varredura, onde o teste padrão vertical pode remanescer constante. Devido a um custo mais baixo e a uma menos exposição do vento, o shipboard, a superfície do aeroporto, e os radares do surveillance do porto usam agora este na preferência à antena parabólica.

Phased - disposição

Artigo principal: Phased - disposição

Um outro método do steering é usado no phased - ponha o radar. Isto usa disposição das antenas similares espaçadas apropriadamente, a fase do sinal a cada antena individual que é controlada de modo que o sinal seja reforçado no sentido e nos cancelamentos desejados em outros sentidos. Se as antenas individuais estiverem em um plano e o sinal for alimentado a cada um aéreo na fase com todo o outro então que o sinal reforçará em uma perpendicular do sentido a esse plano. Alterando a fase relativa do fed do sinal a cada um aéreo o sentido do feixe pode ser movido porque o sentido da interferência constructive se moverá. Porque phased - os radares da disposição não requerem nenhum exame movimento o feixe pode fazer a varredura nos milhares dos graus por o segundo, rápidos bastante para irradiate e seguir muitos alvos do indivíduo, e para funcionar ainda periòdicamente uma busca wide-ranging. Simplesmente desligando algumas das antenas sobre ou, o feixe pode ser espalhado procurarando, ser estreitado seguir, ou mesmo ser rachado uns radares em dois ou mais virtuais. Entretanto, o feixe não pode eficazmente ser dirigido em ângulos pequenos ao plano da disposição, assim que para a cobertura cheia as disposições múltiplas são requeridas, disposto tipicamente nas caras de uma pirâmide triangular (veja o retrato).

Phased - os radares da disposição estiveram no uso desde os anos os mais adiantados do uso do radar dentro Segunda guerra mundial, mas as limitações da eletrônica conduziram à exatidão razoavelmente pobre. Phased - os radares da disposição foram usados originalmente para míssil defesa. São o coração do enví-carregado Sistema do combate do Aegis, e Sistema do míssil do Patriot, e são usados cada vez mais em outras áreas porque a falta das peças moventes as faz mais de confiança, e permite às vezes uma antena eficaz muito maior, útil nas aplicações do avião do lutador que oferecem somente o espaço confinado para a exploração mecânica.

Como o preço da eletrônica caiu, phased - os radares da disposição tornaram-se mais e mais comuns. Quase todos os sistemas militares modernos do radar são baseados nas disposições phased, onde o custo adicional pequeno é deslocado distante pela confiabilidade melhorada de um sistema com nenhumas peças moventes. Os projetos tradicionais da mov-antena são usados ainda extensamente nos papéis onde o custo é um fator significativo tal como o surveillance do tráfego de ar, os radares de tempo e sistemas similares.

Phased - os radares da disposição são avaliados também para o uso no avião, desde que podem seguir alvos múltiplos. O primeiro avião para usar phased - o radar da disposição é o B-1B Lancer. O primeiro lutador do avião ao uso phased - o radar da disposição era Mikoyan MiG-31. O MiG-31M SBI-16 Zaslon phased - o radar da disposição é considerado ser o radar o mais poderoso do lutador do mundo [2]. Phased-array interferometry ou, síntese da abertura as técnicas, usando uma disposição dos pratos separados que phased em uma única abertura eficaz, não são usadas tipicamente para aplicações do radar, embora sejam usadas extensamente dentro astronomia de rádio. Por causa do Curse diluído da disposição, tais disposições de aberturas múltiplas, quando usadas nos transmissores, resultam em feixes estreitos à custa de reduzir o poder total transmitido ao alvo. No princípio, tais técnicas usadas poderiam aumentar a definição spatial, mas o poder mais baixo significa que este não é geralmente eficaz. A síntese da abertura pelo post-processing de dados do movimento de uma única fonte movente, na uma mão, é usada extensamente em sistemas do espaço e do radar transportado por via aérea (veja Radar sintético da abertura).

Faixas de freqüência

Os nomes tradicionais da faixa originaram como código-nomes durante Segunda guerra mundial e esteja ainda no uso das forças armadas e da aviação durante todo o mundo no século XXI. Foram adotados nos Estados Unidos pelo IEEE, e internacional pelo ITU. A maioria de países têm os regulamentos adicionais para controlar que partes de cada faixa estão disponíveis para o civil ou as forças armadas se usam.

Outros usuários do spectrum de rádio, tais como transmissão e contramedidas eletrônicas (ECM) as indústrias, substituíram as designações militares tradicionais com seus próprios sistemas.

Faixas de freqüência do radar
Nome da faixa Escala de freqüência Escala de Wavelength Notas
HF 3–30 Megahertz 10–100 m sistemas litorais do radar, sobre - o radar do horizonte Radares (OTH); “alta freqüência”
P < 300 megahertz 1 m+ “P” para “precedente”, aplicado retrospectively aos sistemas adiantados do radar
VHF 50-330 megahertz 0.9-6 m a escala muito longa, moeu penetrar; “muito alta freqüência”
Frequência ultraelevada 300-1000 megahertz 0.3-1 m escala muito longa (por exemplo. aviso adiantado de míssil balístico), terra que penetra, penetrar do foliage; “ultra alta freqüência”
L 1–2 Gigahertz 15–30 cm escala longa controle de tráfego do ar e surveillance; “L” para “longo”
S 2-4 gigahertz 7.5-15 cm controle de tráfego terminal do ar, tempo de longo alcance, radar marinho; “S” para “curto”
C 4-8 gigahertz 3.75-7.5 cm Transponders Satellite; um acordo (daqui “C”) entre faixas de X e de S; tempo
X 8-12 gigahertz 2.5-3.75 cm míssil orientação, radar marinho, tempo, traçar da meio-definição e surveillance à terra; no EUA o gigahertz estreito ±25 megahertz da escala 10.525 é usado para aeroporto radar. Faixa nomeada de X porque a freqüência era um segredo durante WW2.
Ku 12-18 gigahertz 1.67-2.5 cm traçar high-resolution, satélite altimetry; freqüência apenas sob a faixa de K (daqui “u”)
K 18-27 gigahertz 1.11-1.67 cm de Alemão kurz, significado “curto”; uso limitado devido ao absorption perto vapor de água, assim Ku e Ka foram usados preferivelmente para o surveillance. a K-faixa é usada detectando nuvens por meteorologists, e por polícias para detectar motoristas apressando-se. os injetores do radar da K-faixa operam no ± 24.150 0.100 gigahertz.
Ka 27-40 gigahertz 0.75-1.11 cm traçar, shortrange, surveillance do aeroporto; a freqüência apenas acima do radar da foto da faixa de K (daqui “a”), usado provocar as câmeras que fazem exame de retratos de placas da licença dos carros que funcionam luzes vermelhas, opera no ± 34.300 0.100 gigahertz.
milímetro 40-300 gigahertz 7.5 milímetros - 1 milímetro faixa do milímetro, subdividido como abaixo. As escalas de freqüência dependem do tamanho do waveguide. As letras múltiplas são atribuídas a estas faixas por grupos diferentes. Estes são de Baytron, uma companhia agora defunct que faça o equipamento de teste.
Q 40-60 gigahertz 7.5 milímetros - 5 milímetros Usado para uma comunicação militar.
V 50-75 gigahertz 6.0-4 milímetros Absorvido muito fortemente pela atmosfera.
E 60-90 gigahertz 6.0-3.33 milímetros
W 75-110 gigahertz 2.7 - 4.0 milímetros usado como um sensor visual para veículos autônomos experimentais, a observação meteorológica high-resolution, e a imagem latente.

Moduladores do radar

Moduladores, chamado também pulso que dá forma a redes ou linha (PFNs) ato para fornecer os pulsos curtos do poder ao magnétron. Esta tecnologia é sabida como Poder pulsado. Nesta maneira, o pulso transmitido da radiação do RF é mantido a um definido, e geralmente, duração muito curta. Os moduladores consistem em um gerador de pulso de alta tensão dado forma de uma fonte da alta tensão, e em um interruptor de alta tensão tal como a thyratron.

A tubo do klystron pode também ser usado como um modulador porque é um amplificador, assim que pode ser modulado por seu sinal de entrada baixo do poder.

Refrigerador do radar

Coolanol e PAO (olefin do poly-alfa) são os dois refrigeradores principais usados refrigerar hoje o equipamento do radar transportado por via aérea.[a citação necessitou]

ESTADOS UNIDOS. Marinha instituiu um programa nomeado Prevenção da poluição (P2) para reduzir ou eliminar o volume e o toxicity do desperdício, das emissões do ar, e das descargas do effluent. Por causa deste Coolanol é usado menos frequentemente hoje.

PAO é uma composição sintética do lubrificante é uma mistura de um polyol ester admixed com quantidades eficazes de antioxidant, pacifier do metal e inibidores de oxidação amarelos. A mistura do ester do polyol inclui uma proporção principal (da mistura poly do ester do polyol neopentyl) dada forma reagindo poly (pentaerythritol) esters parciais com pelo menos o um C7 ao C12 ácido carboxylic misturado com um ester deu forma reagindo um polyol que tem pelo menos dois grupos do hydroxyl e pelo menos um ácido C8-C10 carboxylic. Preferivelmente, os ácidos são lineares e evitam aqueles que podem causar odores durante o uso. Os aditivos eficazes incluem antioxidants secundários do arylamine, triazole pacifier amarelo derivative do metal e amino-ácido preliminar e secundário derivative e substituídos amine e/ou inibidor de oxidação do diamine.

Uma composição sintética do refrigerador/lubrificante, compreendendo uma mistura do ester de por cento de 50 a 80 pesos (do ester poly do polyol neopentyl) dado forma reagindo (polyol neopentyl) um ester parcial poly e pelo menos um ácido monocarboxylic linear que tem 6 a 12 átomos de carbono, e por cento de 20 a 50 pesos de um ester do polyol dado forma reagindo um polyol que tem 5 a 8 átomos de carbono e pelo menos dois grupos do hydroxyl com pelo menos o um ácido monocarboxylic linear que tem 7 a 12 átomos de carbono, os por cento do peso baseados no peso total da composição.

Funções e papéis do radar

Radares da deteção e da busca

Radares da ameaça

Sistemas da orientação do míssil

Campo de batalha e radar do reconhecimento

Controle e navegação de tráfego do ar

Sistemas do radar da instrumentação do espaço e da escala

  • Sistemas seguindo do espaço (SP)
  • Sistemas da instrumentação da escala (RI)
  • Relé/sistemas video de Downlink
  • Radar Espaço-Baseado

Resist-detetando sistemas do radar

Parte dianteira da tempestade reflectivities em uma tela de radar do tempo (NOAA)

Vento que perfila o radar


Radares para a pesquisa biológica

Através dos sistemas do radar da parede

Sistemas do radar que se operam se usando Ultra Wideband a tecnologia pode detetar um ser humano atrás das paredes. Isto é possível desde que as características reflexivas dos seres humanos são geralmente mais grandes do que aquelas dos materiais típicos usados na construção. Entretanto, desde que os seres humanos refletem distante menos energia do radar do que o metal, estes sistemas requerem a tecnologia sofisticada isolar alvos humanos e além disso processar toda a sorte de imagem detalhada.

Veja também

Portal da eletrônica
Portal náutico

Notas

  1. ^ Local de teste de Ronald Reagan no Kwajalein atoll
  2. ^ a b Hülsmeyer Christian por Radar Mundo
  3. ^ (Alemão) Hülsmeyer Christian Biografie
  4. ^ Patente DE165546; Verfahren, zu de Beobachter do einem de Wellen do elektrischer dos mittels de Gegenstände do metallische do um melden.
  5. ^ O der Entfernung von de Bestimmung do zur de Verfahren metallischen Gegenständen (Schiffen O. o dgl.), deren o wird do festgestellt da patente 16556 do nach de Verfahren dos das do durch de Gegenwart.
  6. ^ Patente 13170 do GB Telemobiloscope
  7. ^ (Alemão) 100. Radar de Jahre A melhoria em Hertzian-acena projetar e receber o instrumento para encontrar a posição de objetos distantes do metal em 100 anos do radar uma publicação alemão
  8. ^ O experimentador elétrico, 1917
  9. ^ Goebel, Greg (2007-01-01). A guerra do Wizard: WW2 & as origens do radar, capítulo 1: A invenção britânica do radar. Recuperado sobre 2007-03-24.
  10. ^ Patente 788795 do franco D'obstacles de Nouveau système de repérage et aplicações dos ses
  11. ^ a b (Francês) Copy das patentes para a invenção do radar em www.radar-france.fr
  12. ^ Homem britânico primeiramente para patentear o radar local oficial do Escritório de patente
  13. ^ Patente 593017 do GB Melhorias dentro ou relacionando-se aos sistemas wireless
  14. ^ Exemplo do equipamento de WiFi que atola radares meteorológicos.

Referências

Leitura mais adicional

  • Buderi, Robert, A invenção que mudou o mundo: a história do radar da guerra à paz, Simon & Schuster, 1996. ISBN 0-349-11068-9 ISBN 0-316-90715-4
  • Salão, P.S., T.K. Garland-Collins, R.S. Picton e R.G. Lee, Radar, Ltd. de Brassey (Reino Unido), 1991, série da guerra da terra: Vol 9, ISBN 0-08-037711-4.
  • Kaiser, Gerald, capítulo 10 “em uma guia amigável aos Wavelets”, Birkhauser, Boston, 1994.
  • Jones, R.V., A maioria de guerra secreta, ISBN 1-85326-699-X. R.V. Cliente de Jones de sua parte em uma inteligência científica britânica entre 1939 e 1945, trabalhando para antecipar o radar, a navegação de rádio e os desenvolvimentos V1/V2 do alemão.
  • Le Chevalier, François, Princípios de processar de sinal do radar e do Sonar, Casa de Artech, Boston, Londres, 2002. ISBN 1-58053-338-8.
  • Skolnik, Merrill I., Introdução aos sistemas do radar, McGraw-Monte (1o ed., 1962; 2o ed., 1980; 3o ed., 2001), ISBN 0-07-066572-9. O bible de-facto da introdução do radar.
  • Skolnik, Merrill I., Manual do radar. ISBN 0-07-057913-X usado extensamente no E.U. desde os 1970s. 3o edição nova, fevereiro 2008, ISBN 0-07-148547-3; 978-0-07-148547-0
  • Stimson, George W., Introdução ao radar transportado por via aérea, Publicar de SciTech (2a edição, 1998), ISBN 1-891121-01-4. Escrito para o non-specialist. A primeira metade do livro em fundamentos do radar é também aplicável ao radar da terra e mar-baseado.
  • Bragg, Michael., RDF1 a posição do avião por Rádio Método 1935-1945, Hawkhead que publica, Paisley 1988 ISBN 0-9531544-0-8 A história do radar à terra no Reino Unido durante a segunda guerra mundial
  • Latham, Colin & Stobbs, Anne., Radar um Miracle do Wartime, Sutton que publica Ltd, Stroud 1996 ISBN 0-7509-1643-5 Uma história do radar no Reino Unido durante a segunda guerra mundial disse pelos homens e pelas mulheres que trabalharam nela.
  • Pritchard, David., A realização abrindo caminho 1904-1945 do Germany da guerra do radar Stephens Ltd de Patrick, Wellingborough 1989. , ISBN 1-85260-246-5
  • Zimmerman, David., Radar do protetor de Grâ Bretanha e a derrota do Luftwaffe, Sutton que publica Ltd, Stroud, 2001. , ISBN 0-7509-1799-7
  • Marrom, Louis., Uma história do radar da segunda guerra mundial, Instituto da física que publica, Bristol, 1999. , ISBN 0-7503-0659-9
  • Bowen, POR EXEMPLO, Dias do radar, Instituto da física que publica, Bristol, 1987. , ISBN 0-7503-0586-X
  • Howse, Derek, Radar no mar a marinha real na guerra de mundo 2, Imprensa naval do instituto, Annapolis, Maryland, EUA, 1993, ISBN 1-55750-704-X

Ligações externas

As terras comuns de Wikimedia têm os meios relacionados a:

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

 
Custom Search