Grundlæggende radarligning

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 20. juli 2018; checks kræver 7 redigeringer .

Den grundlæggende radarligning er en formel, der beskriver rækkevidden af en radar ved at beregne styrken af radiosignaler og forskellige tab. For de fleste aktive radarer, som er monostatiske (sende- og modtageantenner er tæt på eller justeret), er den modtagne signaleffekt omvendt proportional med 4. potens af afstanden til målet, for passive radarer er signaleffekten omvendt proportional med 2. afstandens kraft.

Strøm modtaget

Effekten af det modtagne svar fra radiosignalet er givet af ligningen [1] :

{\displaystyle P_{r}={{P_{t}G_{t}A_{r}\sigma F^{4}} \over {{(4\pi )}^{2}R_{t}^{ 2}R_{r}^{2}}}=P_{t}\cdot {{G_{t}} \over {4\pi R_{t}^{2}}}\cdot F^{2}\ cdot {\sigma }\cdot F^{2}\cdot {{A_{r)) \over {4\pi R_{r}^{2))))

Betegnelser:

P r er signaleffekten af den modtagende antenne ;
P t er radiosenderens effekt;
G t er forstærkningen af sendeantennen;
A r (nogle gange S ) er det effektive areal (blænde) af modtagerantennen, A r = G r *λ²/4π, hvor G r er forstærkningen af modtagerantennen, λ er bølgelængden .
σ er målets effektive spredningsområde i en given vinkel;
F er tabsfaktoren under signaludbredelse;
Rt er afstanden fra sendeantennen til målet;
R r er afstanden fra målet til modtagerantennen.

I det tilfælde, hvor sende- og modtageantennerne er placeret i samme afstand fra målet, det vil sige i alle monostatiske radarer (Single-position radar systems, OSR) og nogle gange, i andre typer, forenkles formlen med R t = R r = R , hvilket fører til koefficient R 4 :

P_{r}={{P_{t}G_{t}A_{r}\sigma F^{4}} \over {{(4\pi )}^{2}R^{4}}}.

Således falder den modtagne effekt i forhold til afstandens 4. potens.

Koefficienten F kan tages lig med 1, hvis vi antager, at bølgen forplanter sig i vakuum uden tab og uden interferens.

Minimum modtagerfølsomhed

Den minimale effekt, hvormed modtageren kan detektere signalet, der reflekteres fra målet, er givet af formlen

P_{{r.min}}=kT\Delta f_{r}k_{n}k_{d}

k er Boltzmann-konstanten ;
T er modtagerens absolutte temperatur;
Δ f r er modtagerens båndbredde;
k n er modtagerstøjtallet;
kd er skelnbarhedskoefficienten (signal-til-støj-energiforholdet ved modtagerindgangen, hvor modtagelsen af signaler med specificerede parametre er sikret).

Range of passiv respons radar

D_{max}={\sqrt[{4}]{\frac {P_{t}G_{t}G_{r}\lambda ^{2}\sigma }{\left(4\pi \right )^{3}P_{r.min.}}}}}

hvor:

\;P_{t}

er sendereffekten;

\;G_{t}

er strålingsforstærkningen af antennen ;

\;G_{t}

- antenneforstærkning ved modtagelse;

\;\lambda

- bølgelængde ;

\;\sigma

— effektivt målspredningsområde ;

\;P_{{r.min}}

er modtagerens minimumsfølsomhed.

Aktiv respons radar rækkevidde

Et aktivt svar kommer fra en radartransponder (relæ) installeret på målet.

Maksimal rækkevidde pr. anmodningskanal

D_{{req.max}}={\sqrt {{P_{{req}}G_{{req}}A_{r}} \over {4\pi P_{{r.min}}}}}

Maksimal rækkevidde over responskanalen

D_{{resp.max}}={\sqrt {{P_{{resp}}G_{{resp}}A_{r}} \over {4\pi P_{{r.min}}}}}

Når man arbejder med et aktivt svar, kommer afstanden ind i formlerne med en potens på 2, ikke 4, da kraften af transponderen er fast og ikke afhænger af effekten af radarstrålingen, der falder ind på "målet". I tilfælde af en passiv reaktion er målet ifølge Huygens-Fresnel-princippet en sekundær re-radiator, hvis effekt er direkte proportional med radarstrålingen, der falder ind på den. Med passiv radar svækkes signalet fra radarsenderen på vej til målet således med en faktor, reflekteres og svækkes derefter af en anden faktor på vej fra målet til radarmodtageren . Som et resultat opnår vi koefficienten , og i det tilfælde, hvor R t = R r = R , er denne koefficient lig med . $4\pi R_{t}^{2}$ $4\pi R_{r}^{2}$ ${(4\pi )}^{2}R_{t}^{2}R_{r}^{2}$ ${(4\pi )}^{2}R^{4}$

Se også

Noter

↑ Radarligning (utilgængeligt link) . Radio Foredragssal . Hentet 7. april 2011. Arkiveret fra originalen 12. juli 2011. (ubestemt)

Litteratur

Bakulev P.A. Radarsystemer: Lærebog for universiteter. - M .: Radioteknik, 2004.
Belotserkovsky G.B. Grundlæggende om radar og radarenheder. - M.: Sovjetisk radio, 1975.
Yu.F. Shirokov, Grundlæggende om teorien om radarsystemer: elektron. lærebog godtgørelse - Samar. stat rumfart un-t im. S.P. Dronning, 2012. s. 22-23, 35-36