Puls-Doppler radar

Luftburen puls-Doppler radarantenn

En puls-Doppler-radar är ett radarsystem som bestämmer avståndet till ett mål med hjälp av pulstimingstekniker, och använder dopplereffekten av den returnerade signalen för att bestämma målobjektets hastighet. Den kombinerar funktionerna hos pulsradar och radar med kontinuerliga vågor, som tidigare var separata på grund av elektronikens komplexitet .

Den första operativa Pulse Doppler-radarn fanns i CIM-10 Bomarc , en amerikansk överljudsmissil med lång räckvidd som drevs av ramjetmotorer , och som var beväpnad med ett W40 kärnvapen för att förstöra hela formationer av attackerande fientliga flygplan. Puls-Doppler-system användes först i stor utsträckning på stridsflygplan från och med 1960-talet. Tidigare radarer hade använt pulstiming för att bestämma räckvidd och vinkeln på antennen (eller liknande medel) för att bestämma bäringen. Detta fungerade dock bara när radarantennen inte var riktad nedåt; i det fallet överväldigade reflektionen från marken alla returer från andra föremål. Eftersom marken rör sig med samma hastighet men motsatt riktning av flygplanet, tillåter Doppler-tekniker att markåtergången filtreras bort, vilket avslöjar flygplan och fordon. Detta ger puls-Doppler-radar " look down/shoot-down " förmåga. En sekundär fördel med militär radar är att minska den sända effekten samtidigt som man uppnår acceptabel prestanda för förbättrad säkerhet för smygradar.

Puls-Doppler-tekniker finner också utbredd användning i meteorologiska radar , vilket gör det möjligt för radarn att bestämma vindhastighet från hastigheten för någon nederbörd i luften. Puls-Doppler-radar är också grunden för syntetisk bländarradar som används inom radarastronomi , fjärranalys och kartläggning. I flygtrafikledning används de för att skilja flygplan från röran. Förutom ovanstående konventionella övervakningstillämpningar har puls-Doppler-radar framgångsrikt använts inom sjukvården, såsom fallriskbedömning och falldetektering, för omvårdnad eller kliniska ändamål.

Historia

De tidigaste radarsystemen fungerade inte som förväntat. Anledningen spårades till Doppler-effekter som försämrar prestandan hos system som inte är utformade för att ta hänsyn till rörliga föremål. Snabbrörliga objekt orsakar en fasförskjutning på sändningspulsen som kan producera signalavstängning. Doppler har maximal skadlig effekt på rörliga målindikatorsystem , som måste använda omvänd fasförskjutning för dopplerkompensation i detektorn.

Dopplervädereffekter (nederbörd) visade sig också försämra konventionell radar och indikatorradar för rörliga mål, som kan maskera flygplansreflektioner. Detta fenomen anpassades för användning med väderradar på 1950-talet efter avklassificering av vissa andra världskrigets system.

Puls-Doppler-radar utvecklades under andra världskriget för att övervinna begränsningar genom att öka pulsrepetitionsfrekvensen . Detta krävde utvecklingen av klystronen , det resande vågröret och solid state-enheter. Tidiga puls-dopplers var inkompatibla med andra högeffekts mikrovågsförstärkningsanordningar som inte är koherenta , men mer sofistikerade tekniker utvecklades som registrerar fasen för varje sänd puls för jämförelse med returnerade ekon.

Tidiga exempel på militära system inkluderar AN/SPG-51 B som utvecklades under 1950-talet speciellt för att fungera under orkanförhållanden utan prestandaförsämring.

Hughes AN/ASG-18 Fire Control System var en prototyp av luftburen radar/kombinationssystem för det planerade nordamerikanska XF-108 Rapier interceptorflygplanet för United States Air Force, och senare för Lockheed YF-12 . USA:s första puls-Doppler-radar, systemet hade att se ner/nedskjuta och kunde spåra ett mål i taget.

Det blev möjligt att använda puls-Doppler-radar på flygplan efter att digitala datorer införlivats i designen. Pulse-Doppler tillhandahöll att titta ner/skjuta ner för att stödja luft-till-luft missilsystem i de flesta moderna militära flygplan i mitten av 1970-talet.

Princip

Principen för puls-dopplerradar

Räckviddsmätning

Principen för pulsad radar

Puls-Doppler-system mäter räckvidden till objekt genom att mäta den tid som förflutit mellan att sända en puls av radioenergi och ta emot en reflektion av objektet. Radiovågor färdas med ljusets hastighet , så avståndet till objektet är den förflutna tiden multiplicerad med ljusets hastighet, dividerat med två - dit och tillbaka.

Hastighetsmätning

Förändring av våglängd orsakad av källans rörelse

Puls-Doppler-radarn är baserad på dopplereffekten , där rörelse inom räckvidd producerar frekvensförskjutning på signalen som reflekteras från målet.

${\text{Dopplerfrekvens}}={\frac {2\ gånger {\text{sändningsfrekvens}}\ gånger {\text{radialhastighet}}}{C}}.$

Radiell hastighet är avgörande för puls-Doppler-radardrift. När reflektorn rör sig mellan varje sändningspuls har den returnerade signalen en fasskillnad , eller fasförskjutning , från puls till puls. Detta får reflektorn att producera Doppler-modulation på den reflekterade signalen.

Puls-Doppler-radar utnyttjar detta fenomen för att förbättra prestandan.

Amplituden för den successivt återkommande pulsen från samma avsökta volym är

$I=I_{0}\sin \left({\frac {4\pi ( x_{0}+v\Delta t)}{\lambda }}\right)=I_{0}\sin(\Theta _{0}+\Delta \Theta ),$

var

$x_{0}$ är avståndsradarn till målet,

$\lambda$ är radarvåglängden,

$\Delta t$ är tiden mellan två pulser.

Så

$\Delta \Theta ={\frac {4\pi v\Delta t}{\lambda }}.$

Detta gör att radarn kan separera reflektionerna från flera objekt som är belägna i samma volym av rymden genom att separera objekten med hjälp av ett spridningsspektrum för att separera olika signaler:

$v={\text{målhastighet}}={\frac {\lambda \Delta \Theta }{4\pi \Delta t}},$

där $\Delta \Theta$ är fasförskjutningen som induceras av avståndsrörelse.

Fördelar

Avvisningshastighet är valbar på puls-Doppler-flygplansdetekteringssystem så inget under den hastigheten kommer att detekteras. En engradig antennstråle lyser upp miljontals kvadratfot terräng på 16 km räckvidd, och detta producerar tusentals detekteringar vid eller under horisonten om doppler inte används.

Puls-Doppler-radarn använder följande signalbehandlingskriterier för att utesluta oönskade signaler från långsamt rörliga objekt. Detta är också känt som skräpavvisning. Avvisningshastigheten ställs vanligtvis in strax över den rådande vindhastigheten (10 till 100 mil/timme eller 15 till 150 km/timme). Hastighetströskeln är mycket lägre för väderradar .

$\left\vert {\frac {{\text{Dopplerfrekvens}}\times C}{2\times {\text{sändningsfrekvens}}}}\right\vert >{\text{hastighetströskel}} .$

I luftburen puls-dopplerradar förskjuts hastighetströskeln av flygplanets hastighet i förhållande till marken.

$\left\vert {\frac {{\text{Dopplerfrekvens}}\ gånger C}{2\ gånger {\text{sändningsfrekvens}}}}-{\text{markhastighet}} \times \cos \Theta \right\vert >{\text{hastighetströskel}},$

där $\Theta$ är vinkelförskjutningen mellan antennpositionen och flygplanets flygbana.

Ytreflektioner förekommer i nästan all radar. Markklotter uppträder vanligtvis i ett cirkulärt område inom en radie av cirka 40 km nära markbaserad radar. Detta avstånd sträcker sig mycket längre i luftburen radar och rymdradar. Skräp uppstår från radioenergi som reflekteras från jordytan, byggnader och vegetation. Klotter inkluderar väder i radar avsedd att upptäcka och rapportera flygplan och rymdfarkoster.

Klotter skapar en sårbarhetsområde i tidsdomänradar med pulsamplitud . Icke-dopplerradarsystem kan inte riktas direkt mot marken på grund av alltför många falska larm, som överväldigar datorer och operatörer. Känsligheten måste reduceras nära skräp för att undvika överbelastning. Denna sårbarhet börjar i låghöjdsområdet flera strålbredder ovanför horisonten och sträcker sig nedåt. Detta finns också i hela volymen av rörlig luft som är förknippad med väderfenomen.

Puls-Doppler-radarn korrigerar detta enligt följande.

• Tillåter att radarantennen riktas direkt mot marken utan att överväldiga datorn och utan att minska känsligheten.
• Fyller i sårbarhetsområdet associerat med pulsamplitud tidsdomänradar för detektering av små föremål nära terräng och väder.
• Ökar detekteringsräckvidden med 300 % eller mer jämfört med indikering av rörligt mål (MTI) genom att förbättra synligheten för sub-clutter.

Klotteravvisningsförmåga på cirka 60 dB behövs för möjligheten att slå ner/nedskjuta, och puls-Doppler är den enda strategin som kan uppfylla detta krav. Detta eliminerar sårbarheter i samband med miljön på låg höjd och under horisonten.

Pulskompression och rörlig målindikator (MTI) ger upp till 25 dB sub-clutter synlighet. MTI-antennstrålen riktas ovanför horisonten för att undvika alltför hög falsklarmfrekvens, vilket gör systemen sårbara. Flygplan och vissa missiler utnyttjar denna svaghet med en teknik som kallas att flyga under radarn för att undvika upptäckt ( Nap-of-the-earth) . Denna flygteknik är ineffektiv mot puls-Doppler-radar.

Puls-Doppler ger en fördel när man försöker upptäcka missiler och flygplan med låg observerbarhet som flyger nära terräng, havsyta och väder.

Hörbar Doppler och målstorlek stöder passiv fordonstypklassificering när identifiering av vän eller fiende inte är tillgänglig från en transpondersignal . Medelpulsrepetitionsfrekvens (PRF) reflekterade mikrovågssignaler faller mellan 1 500 och 15 000 cykler per sekund, vilket är hörbart . Det betyder att en helikopter låter som en helikopter, en jet låter som en jet och propellerflygplan låter som propellrar. Flygplan utan rörliga delar avger en ton. Den faktiska storleken på målet kan beräknas med hjälp av ljudsignalen.

Skador

Maximalt intervall från reflektivitet (röd) och entydigt Dopplerhastighetsområde (blått) med en fast pulsrepetitionsfrekvens.

Tvetydighetsbearbetning krävs när målområdet ligger över den röda linjen i grafiken, vilket ökar skanningstiden.

Skanningstid är en kritisk faktor för vissa system eftersom fordon som rör sig med eller över ljudets hastighet kan färdas en mil (1,6 km) med några sekunders mellanrum, som Exocet , Harpoon , Kitchen och Air - to-air-missilen . Den maximala tiden för att skanna hela himlens volym måste vara i storleksordningen ett dussin sekunder eller mindre för system som arbetar i den miljön.

Puls-Doppler-radar i sig kan vara för långsam för att täcka hela volymen av utrymmet ovanför horisonten om inte fläktstrålen används. Detta tillvägagångssätt används med AN/SPS 49(V)5 Air Surveillance Radar med mycket lång räckvidd, som offrar höjdmätning för att få fart.

Puls-Doppler-antennrörelsen måste vara tillräckligt långsam så att alla retursignaler från minst 3 olika PRF:er kan bearbetas till det maximala förväntade detektionsområdet. Detta är känt som uppehållstid . Antennrörelse för puls-Doppler måste vara lika långsam som radar med MTI .

Sökradar som inkluderar puls-Doppler är vanligtvis dubbelläge eftersom bästa totala prestanda uppnås när puls-Doppler används för områden med höga falsklarmfrekvenser (horisont eller under och väder), medan konventionell radar kommer att skanna snabbare i ledigt utrymme där falskt larmfrekvensen är låg (över horisonten med klar himmel).

Antenntypen är ett viktigt övervägande för multimodsradar eftersom oönskad fasförskjutning som introduceras av radarantennen kan försämra prestandamätningar för sub-cluttersynlighet.

Signalbehandling

Signalbehandlingsförbättringen av puls-Doppler gör att små höghastighetsobjekt kan detekteras i närheten av stora långsamt rörliga reflektorer. För att uppnå detta måste sändaren vara koherent och producera lågt fasbrus under detekteringsintervallet, och mottagaren måste ha ett stort momentant dynamiskt omfång .

• Puls-Doppler signalbehandling detaljerad förklaring

Puls-Doppler-signalbehandling inkluderar också tvetydighetsupplösning för att identifiera verkligt avstånd och hastighet.

• Tvetydighetsupplösning detaljerad förklaring

De mottagna signalerna från multipla PRF jämförs för att bestämma verkligt avstånd med användning av avståndsambiguitetsupplösningsprocessen.

• Detaljerad förklaring av intervalltvetydighetsupplösning

De mottagna signalerna jämförs också med användning av frekvenstvetydighetsupplösningsprocessen.

• Detaljerad förklaring av frekvenstvetydighetsupplösning

Räckviddsupplösning

Avståndsupplösningen är den minimala avståndsseparationen mellan två objekt som färdas med samma hastighet innan radarn kan upptäcka två diskreta reflektioner:

${\text{intervallupplösning}}={\frac {C}{{\text{PRF}}\ gånger ({\text{antal sampel mellan sändningspulser}})}}.$

Utöver denna samplingsgräns kan varaktigheten av den sända pulsen innebära att returer från två mål kommer att tas emot samtidigt från olika delar av pulsen.

Hastighetsupplösning

Hastighetsupplösningen är den minimala radiella hastighetsskillnaden mellan två objekt som färdas inom samma avstånd innan radarn kan upptäcka två diskreta reflektioner:

${\text{hastighetsupplösning}}={\frac {C\ gånger {\text{PRF}}}{2\ gånger {\text{sändningsfrekvens}}\ gånger {\text{filterstorlek i sändningspulser }}}}.$

Särskild hänsyn

Puls-Doppler radar har särskilda krav som måste uppfyllas för att uppnå acceptabel prestanda.

Pulsrepetitionsfrekvens

Huvudartikel: Pulsrepetitionsfrekvens

Puls-Doppler använder typiskt medium pulsrepetition frequency (PRF) från cirka 3 kHz till 30 kHz. Avståndet mellan sändningspulserna är 5 km till 50 km.

Räckvidd och hastighet kan inte mätas direkt med medium PRF, och tvetydighetsupplösning krävs för att identifiera verklig räckvidd och hastighet. Dopplersignaler är i allmänhet över 1 kHz, vilket är hörbart, så ljudsignaler från medium-PRF-system kan användas för passiv målklassificering.

Vinkelmätning

Radarsystem kräver vinkelmätning. Transpondrar är normalt inte associerade med puls-Doppler-radar, så sidolobsdämpning krävs för praktisk drift.

Spårningsradarsystem använder vinkelfel för att förbättra noggrannheten genom att producera mätningar vinkelrätt mot radarantennstrålen. Vinkelmätningar beräknas i medeltal över en tidsrymd och kombineras med radiell rörelse för att utveckla information som är lämplig för att förutsäga målposition för en kort tid in i framtiden.

De två vinkelfelsteknikerna som används med spårningsradar är monopuls och konisk scan.

• Monopulsradar
• Konisk skanning

Koherens

Puls-Doppler-radar kräver en koherent oscillator med mycket lite brus. Fasbrus minskar synbarheten i sub-clutter genom att producera skenbar rörelse på stationära föremål.

Kavitetsmagnetron och korsfältsförstärkare är inte lämpliga eftersom brus som introduceras av dessa enheter stör detekteringsprestandan. De enda förstärkningsenheterna som lämpar sig för puls-Doppler är klystron , resande vågrör och solid state-enheter.

Scalloping

Huvudartikel: Radarskalning

Puls-Doppler-signalbehandling introducerar ett fenomen som kallas scalloping. Namnet är associerat med en serie hål som tas bort från detekteringsprestandan.

Scalloping för puls-Doppler-radar involverar blinda hastigheter som skapas av clutter-avvisningsfiltret. Varje utrymmesvolym måste skannas med 3 eller fler olika PRF. Ett detekteringsschema med två PRF kommer att ha detekteringsgap med ett mönster av diskreta intervall, som vart och ett har en blind hastighet.

Fönster

Ringartefakter utgör ett problem med sökning, detektering och tvetydighetsupplösning i puls-Doppler-radar.

Ringsignalen minskar på två sätt.

Först justeras formen på sändningspulsen för att jämna ut framkanten och bakkanten så att RF-effekten ökas och minskas utan en abrupt förändring. Detta skapar en sändningspuls med jämna ändar istället för en fyrkantsvåg, vilket minskar ringningsfenomen som annars är förknippat med målreflektion.

För det andra justeras formen på mottagningspulsen med hjälp av en fönsterfunktion som minimerar ringsignaler som inträffar varje gång pulser appliceras på ett filter. I ett digitalt system justerar detta fasen och/eller amplituden för varje sampel innan det appliceras på den snabba Fouriertransformen . Dolph -Chebyshev-fönstret är det mest effektiva eftersom det ger ett plant bearbetningsgolv utan ringsignaler som annars skulle orsaka falsklarm.

Antenn

Puls-Doppler-radar är i allmänhet begränsad till mekaniskt riktade antenner och aktiv fasgrupp.

Mekaniska RF-komponenter, såsom vågledare, kan producera dopplermodulering på grund av fasförskjutning inducerad av vibrationer. Detta inför ett krav på att utföra driftstester i hela spektrumet med hjälp av skakbord som kan producera mekaniska vibrationer med hög effekt över alla förväntade ljudfrekvenser.

Doppler är inkompatibelt med de flesta elektroniskt styrda fasarrayantenner. Detta beror på att fasförskjutningselementen i antennen är icke-reciproka och fasförskjutningen måste justeras före och efter varje sändningspuls. Falsk fasförskjutning alstras av den plötsliga impulsen från fasförskjutningen, och avveckling under mottagningsperioden mellan sändningspulserna placerar dopplermodulering på stationärt klotter. Den mottagningsmoduleringen korrumperar måttet på prestanda för synlighet i sub-clutter. Inställningstid för fasskiftare i storleksordningen 50 ns krävs. Start av mottagarsampling måste skjutas upp med minst 1 fasskiftares inställningstidskonstant (eller mer) för varje 20 dB sub-clutter synlighet.

De flesta antennfasskiftare som arbetar vid PRF över 1 kHz introducerar falsk fasförskjutning om inte speciella åtgärder vidtas, såsom att reducera fasskiftarens inställningstid till några dussin nanosekunder.

Följande ger den maximalt tillåtna inställningstiden för antennfasskiftningsmoduler .

$T={\frac {1}{e^{\frac {\text{SCV}}{20}}\times S\times {\text{PRF} }}},$

var

T = fasskiftarens inställningstid,

SCV = sub-clutter synlighet i dB ,

S = antal avståndssampel mellan varje sändningspuls,

PRF = maximal designpulsrepetitionsfrekvens.

Antenntypen och skanningsprestandan är en praktisk faktor för radarsystem med flera lägen.

Diffraktion

Hackiga ytor, som vågor och träd, bildar ett diffraktionsgitter som är lämpligt för att böja mikrovågssignaler. Puls-Doppler kan vara så känslig att diffraktion från berg, byggnader eller vågtoppar kan användas för att upptäcka snabbrörliga föremål som annars blockeras av fasta hinder längs siktlinjen. Detta är ett mycket förlustgivande fenomen som bara blir möjligt när radarn har en betydande överskottssynlighet för sub-clutter.

Refraktion och kanalisering använder sändningsfrekvens vid L-band eller lägre för att förlänga horisonten, vilket skiljer sig mycket från diffraktion. Refraktion för radar över horisonten använder variabel densitet i luftkolonnen ovanför jordytan för att böja RF-signaler. Ett inversionsskikt kan producera en transient troposfärkanal som fångar RF-signaler i ett tunt luftskikt som en vågledare.

Subclutter synlighet

Subclutter-synlighet involverar det maximala förhållandet mellan clutter-effekt och måleffekt, vilket är proportionellt mot dynamiskt omfång. Detta bestämmer prestandan i hårt väder och nära jordytan.

${\text{dynamiskt område}}=\min {\begin{cases}{\tfrac {\text{bärvågseffekt}}{\text{bruseffekt}}}&{\text{sändningsbrus, där bandbredd är }}{\tfrac {\text{PRF}}{\text{filterstorlek}}}\\2^{{\text{exempelbitar}}+{\text{filterstorlek}}}&{\text{ mottagarens dynamiska omfång}}\end{cases}}.$

Subcluttersynlighet är förhållandet mellan den minsta signalen som kan detekteras i närvaro av en större signal.

${\text{subclutter synlighet}}={\frac {\text{dynamiskt intervall}}{\text{CFAR-detektionströskel}}}.$

En liten snabbrörlig målreflektion kan upptäckas i närvaro av större långsamt rörliga klotterreflektioner när följande är sant:

${\text{målkraft}}>{\frac {\text{clutter power}}{\text{subclutter synlighet}}}.$

Prestanda

Puls-Doppler-radarekvationen kan användas för att förstå avvägningar mellan olika designbegränsningar, som strömförbrukning, detektionsräckvidd och mikrovågssäkerhetsrisker. Detta är en mycket enkel form av modellering som gör att prestanda kan utvärderas i en steril miljö.

Den teoretiska intervallprestandan är som följer.

$R=\left({\frac {P_{t}G_{t}A_{r}\sigma FD}{16\pi ^{2}K_{b}TBN}}\right)^{\frac {1}{4}},$

var

R = avstånd till målet,

P _t = sändareffekt,

G _t = förstärkning för sändningsantennen,

A _r = effektiv bländare (area) för mottagningsantennen,

σ = radartvärsnitt eller spridningskoefficient för målet,

F = antennmönsterutbredningsfaktor ,

D = Dopplerfilterstorlek (sändningspulser i varje Fast Fourier-transform ),

_B Kb = Boltzmanns konstant ,

T = absolut temperatur,

= mottagarens bandbredd (bandpassfilter) ,

N = brustal .

Denna ekvation härleds genom att kombinera radarekvationen med brusekvationen och ta hänsyn till in-band brusfördelning över flera detektionsfilter. Värdet D läggs till standardradarräckviddsekvationen för att ta hänsyn till både puls-Doppler-signalbehandling och sändarens FM-brusreducering .

Detektionsområdet ökas proportionellt mot den fjärde roten av antalet filter för en given strömförbrukning. Alternativt reduceras strömförbrukningen med antalet filer för ett givet detektionsområde.

Puls-Doppler-signalbehandling integrerar all energi från alla individuella reflekterade pulser som kommer in i filtret. Detta innebär att ett puls-Doppler-signalbehandlingssystem med 1024 element ger 30,103 dB förbättring på grund av den typ av signalbehandling som måste användas med puls-Doppler-radar. Energin för alla individuella pulser från objektet adderas genom filtreringsprocessen.

Signalbehandling för ett 1024-punktsfilter förbättrar prestandan med 30,103 dB, förutsatt kompatibel sändare och antenn. Detta motsvarar 562% ökning av maximalt avstånd.

Dessa förbättringar är anledningen till att puls-Doppler är avgörande för militär och astronomi.

Flygplansspårning av användningar

Puls-Doppler-radar för flygplansdetektering har två lägen.

• Skanna
• Spår

Skanningsläge involverar frekvensfiltrering, amplitudtröskelvärde och tvetydighetsupplösning. När en reflektion har upptäckts och lösts övergår puls-Doppler-radarn automatiskt till spårningsläge för volymen av utrymmet som omger spåret.

Spårläget fungerar som en faslåst slinga , där dopplerhastigheten jämförs med avståndsrörelsen vid successiva skanningar. Lock indikerar att skillnaden mellan de två mätningarna är under en tröskel, vilket endast kan inträffa med ett objekt som uppfyller Newtonsk mekanik . Andra typer av elektroniska signaler kan inte skapa ett lås. Lås finns inte i någon annan typ av radar.

Låskriteriet måste vara uppfyllt under normal drift .

• Puls-Doppler signalbehandling § Lås

Lock eliminerar behovet av mänskligt ingripande med undantag för helikoptrar och elektronisk störning .

Väderfenomen lyder adiabatisk process associerad med luftmassa och inte newtonsk mekanik , så låskriteriet används normalt inte för väderradar.

Puls-Doppler-signalbehandling utesluter selektivt låghastighetsreflektioner så att inga detektioner sker under en tröskelhastighet. Detta eliminerar terräng, väder, biologiska faktorer och mekanisk störning med undantag för lockelseflygplan.

Måldopplersignalen från detekteringen omvandlas från frekvensdomän tillbaka till tidsdomänljud för operatören i spårläge på vissa radarsystem. Operatören använder detta ljud för passiv målklassificering, som att känna igen helikoptrar och elektronisk störning.

Helikoptrar

Särskild hänsyn krävs för flygplan med stora rörliga delar eftersom puls-dopplerradar fungerar som en faslåst slinga . Bladspetsar som rör sig nära ljudets hastighet producerar den enda signalen som kan upptäckas när en helikopter rör sig långsamt nära terräng och väder.

En helikopter ser ut som en snabbt pulserande ljudsändare förutom i en klar miljö fri från skräp. En ljudsignal avges för passiv identifiering av typen av luftburet föremål. Mikrovågsdopplerfrekvensförskjutning som produceras av reflektorrörelse faller inom det hörbara ljudområdet för människor ( 20 – 20 000 Hz ), som används för målklassificering utöver de typer av konventionell radarskärm som används för detta ändamål, som A-scope, B -scope, C-scope och RHI-indikator. Det mänskliga örat kanske kan se skillnaden bättre än elektronisk utrustning.

Ett speciellt läge krävs eftersom Dopplerhastighetsåterkopplingsinformationen måste kopplas bort från radiell rörelse så att systemet kan övergå från avsökning till spår utan låsning.

Liknande tekniker krävs för att utveckla spårinformation för störsignaler och störningar som inte kan uppfylla låskriteriet.

Multi-läge

Puls-Doppler-radarn måste vara multi-mode för att hantera flygplan som vänder och korsar bana.

Väl i spårläge måste puls-dopplerradarn inkludera ett sätt att modifiera dopplerfiltrering för volymen av utrymme som omger ett spår när radiell hastighet faller under den lägsta detekteringshastigheten. Dopplerfilterjustering måste kopplas till en radarspårfunktion för att automatiskt justera Doppleravvisningshastigheten inom volymen av utrymmet som omger banan.

Spårningen kommer att upphöra utan denna funktion eftersom målsignalen annars kommer att avvisas av dopplerfiltret när radiell hastighet närmar sig noll eftersom det inte finns någon förändring i frekvensen.

Flerlägesdrift kan också inkludera kontinuerlig vågbelysning för semi-aktiv radarmätning .

Se även

• Radarsignalens egenskaper (grunderna för radarsignalen)
• Dopplerradar (icke-pulsad; används för navigationssystem)
• Väderradar (pulsad med dopplerbearbetning)
• Kontinuerlig vågradar (icke-pulsad, ren dopplerbehandling)
• Fm-cw radar (icke-pulsad, svep frekvens, räckvidd och Doppler-behandling)
• Aliasing - anledningen till tvetydiga hastighetsuppskattningar
• Dopplersonografi - hastighetsmätningar i medicinskt ultraljud. Bygger på samma princip

externa länkar

• Dopplerradarpresentation , som belyser fördelarna med att använda autokorrelationstekniken
• Puls-Doppler radarhandouts från kursen Introduktion till principer och tillämpningar av radar vid University of Iowa
•   Modern Radar Systems av Hamish Meikle ( ISBN 1-58053-294-2 )
•   Avancerade radartekniker och system redigerade av Gaspare Galati ( ISBN 0-86341-172-X )

Bibliografi

•   Pace, Steve (1991). X-Fighters: USAF Experimental and Prototype Fighters, XP-59 till YF-23 . St. Paul, Minnesota: Motorbooks International. ISBN 0-87938-540-5 .