Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
14
Добавлен:
03.06.2014
Размер:
37.05 Кб
Скачать

Radar

A radar system has a transmitter that emits either microwaves or radio waves that are reflected by the target and detected by a receiver, typically in the same location as the transmitter. Although the signal returned is usually very weak, the signal can be amplified. This enables radar to detect objects at ranges where other emissions, such as sound or visible light, would be too weak to detect. Radar is used in many contexts, including meteorological detection of precipitation, measuring ocean surface waves, air traffic control, police detection of speeding traffic, and by the military.

Electromagnetic waves reflect (scatter) from any large change in the dielectric or diamagnetic constants. This means that a solid object in air or a vacuum, or other significant change in atomic density between the object and what's surrounding it, will usually scatter radar (radio) waves. This is particularly true for electrically conductive materials, such as metal and carbon fiber, making radar particularly well suited to the detection of aircraft and ships. Radar absorbing material, containing resistive and sometimes magnetic substances, is used on military vehicles to reduce radar reflection.

Short radio waves reflect from curves and corners, in a way similar to glint from a rounded piece of glass. A structure consisting of three flat surfaces meeting at a single corner, like the corner on a box, will always reflect waves entering its opening directly back at the source.

These so-called corner reflectors are commonly used as radar reflectors to make otherwise difficult-to-detect objects easier to detect, and are often found on boats in order to improve their detection in a rescue situation and to reduce collisions. For similar reasons, objects attempting to avoid detection will angle their surfaces in a way to eliminate inside corners and avoid surfaces and edges perpendicular to likely detection directions, which leads to "odd" looking stealth aircraft.

Interference

Radar systems must overcome several different sources of unwanted signals in order to focus only on the actual targets of interest. These unwanted signals may originate from internal and external sources, both passive and active.

Noise typically appears as random variations superimposed on the desired echo signal received in the radar receiver.

Noise is also generated by external sources, most importantly the natural thermal radiation of the background scene surrounding the target of interest. In modern radar systems, due to the high performance of their receivers, the internal noise is typically about equal to or lower than the external scene noise. An exception is if the radar is aimed upwards at clear sky, where the scene is so cold that it generates very little thermal noise.

In most cases, the receiver does not detect the return while the signal is being transmitted. Through the use of a device called a duplexer, the radar switches between transmitting and receiving at a predetermined rate. The minimum range is calculated by measuring the length of the pulse multiplied by the speed of light, divided by two. In order to detect closer targets one must use a shorter pulse length.

If the return from the target comes in when the next pulse is being sent out, once again the receiver cannot tell the difference. In order to maximize range, one wants to use longer times between pulses, or commonly referred to as a pulse repetition time (PRT), or its inverse, pulse repetition frequency (PRF).

These two effects tend to be at odds with each other, and it is not easy to combine both good short range and good long range in a single radar. This is because the short pulses needed for a good minimum range broadcast have less total energy, making the returns much smaller and the target harder to detect. This could be offset by using more pulses, but this would shorten the maximum range again. So each radar uses a particular type of signal.

Long-range radars tend to use long pulses with long delays between them, and short range radars use smaller pulses with less time between them. This pattern of pulses and pauses is known as the pulse repetition frequency (or PRF), and is one of the main ways to characterize a radar. As electronics have improved many radars now can change their PRF thereby changing their range.

Another form of distance measuring radar is based on frequency modulation. Frequency comparison between two signals is considerably more accurate, even with older electronics, than timing the signal. By changing the frequency of the returned signal and comparing that with the original, the difference can be easily measured.

This technique can be used in continuous wave radar, and is often found in aircraft radar altimeters. The signal is then sent out from one antenna and received on another, typically located on the bottom of the aircraft, and the signal can be continuously compared using a simple beat frequency modulator that produces an audio frequency tone from the returned signal and a portion of the transmitted signal.

However, if the transmitter's output is coherent (phase synchronized), there is another effect that can be used to make almost instant speed measurements (no memory is required), known as the Doppler effect. Most modern radar systems use this principle in the pulse-doppler radar system. Return signals from targets are shifted away from this base frequency via the Doppler effect enabling the calculation of the speed of the object relative to the radar. The Doppler effect is only able to determine the relative speed of the target along the line of sight from the radar to the target. Any component of target velocity perpendicular to the line of sight cannot be determined by using the Doppler effect alone, but it can be determined by tracking the target's azimuth over time.

Clutters

Clutter refers to radio frequency (RF) echoes returned from targets, which are uninteresting to the radar operators. Such targets include natural objects such as ground, sea, precipitation (such as rain, snow or hail), sand storms, animals (especially birds), atmospheric turbulence, and other atmospheric effects, such as ionosphere reflections, meteor trails. Clutter may also be returned from man-made objects such as buildings.

Clutter is detected and neutralized in several ways. Clutter tends to appear static between radar scans; on subsequent scan echoes, desirable targets will appear to move, and all stationary echoes can be eliminated. Sea clutter can be reduced by using horizontal polarization, while rain is reduced with circular polarization (note that meteorological radars wish for the opposite effect, and therefore use linear polarization to detect precipitation). Other methods attempt to increase the signal-to-clutter ratio.

Радар.

Радарная система имеет передатчик, который испускает микроволны или радиоволны, которые отражаются от цели и регистрируются приемником, который обычно расположен там же где и передатчик. Хотя обычно сигнал возвращается очень слабым, сигнал может быть усилен. Это позволяет радару обнаружить объекты на расстоянии, где другие эмиссии, такие как звук и видимый свет, были бы слишком слабыми для обнаружения. Радар используется во многих контекстах, включая метеорологическое обнаружение осадков, измерение океанских поверхностных волн, контроль воздушного движения, полицейское обнаружение скорости движения и вооруженными силами.

Отражение.

Электромагнитные волны отражаются (рассеиваются) от любого большого изменения в диэлектрических или диамагнитных постоянных. Это означает, что твердый объект в воздухе или вакууме, или другое существенное изменение в атомной плотности между объектом и окружающем его, обычно рассеивает радиоволны. Это особенно верно для электрически проводящего материала, такие как металл и углеродистое волокно, что делает радар хорошо подходящим для обнаружения самолетов и кораблей. Радаро-поглощающие материалы, содержащие сопротивления и иногда магнитные вещества, используются на военных транспортных средствах, чтобы уменьшить радарное отражение.

Короткие радиоволны отражаются от кривых и углов, подобно отблескам от округленной части стакана. Структура, состоящая из трех плоских поверхностей, встречающихся в единственном углу, как угол на коробке, будет всегда отражать волны, входящие в ее открытие, непосредственно назад в источник.

Это так называемые угловые отражатели, обычно используются как радарные отражатели, чтобы сделать труднообнаружимые объекты более легкими для обнаружения, и часто находятся на лодках, чтобы улучшить их обнаружение в спасательной ситуации и уменьшить столкновения. По подобным причинам, объекты пытающиеся избежать обнаружения, повернут их поверхности, чтобы устранить внутренние углы и избежать поверхностных и краевых перпендикуляров к вероятным направлениям обнаружения, что приводит к “нечетко” выглядящему самолету Стелс.

Интерференция.

Радарные системы должны преодолеть несколько различных источников нежелательных сигналов, чтобы сосредоточится на интересующих целях. Эти нежелательные сигналы могут происходить от внутренних и внешних источников, пассивных и активных.

Шум типично проявляется как случайные изменения, добавленные на желательный сигнал эха, отраженный в приемник радара.

Шум также производится внешними источниками, наиболее важно естественное тепловое излучение фона, окружающее интересующую цель. В современных радарных системах, из-за высокой эффективности их приемников, внутренний шум обычно равен или меньше чем внешний шум. Исключение, если радар нацелен вверх на ясное небо, где область настолько холодна, что производит очень маленькие тепловые шумы.

В большинстве случаев, приемник не обнаруживает возвращенный сигнал, пока сигнал передается. Благодаря использованию устройства названного дуплексер, радар переключается между передачей и приемом с определенной скоростью. Минимальный диапазон вычисляется, измеряя длину импульса, умноженного на скорость света, деленное на два. Чтобы обнаружить более близкие цели, нужно использовать более короткую длину импульса.

Если возвращенный сигнал от цели приходит, в то время когда следующий импульс отсылается, приемник не может выявить различия. Чтобы максимально увеличить диапазон, каждый пытается использовать более длинное время между импульсами, или обычно называемое время повторения импульса, или его инверсию- частоту повторения импульса.

Эти две тенденции имеют разногласия друг с другом и не легко объединить достоинства короткого диапазона и длинного диапазона в одном радаре. Это потому что у коротких импульсов, необходимых для достоинств минимального диапазона радиопередачи, имеется мало полной энергии, что делает возвращенный сигнал меньше и цель труднее обнаружить. Это может быть возмещено использованием большего количества импульсов, но это сократит максимальную дальность. Таким образом, каждый радар использует специфический тип сигнала.

Радары дальнего действия используют длинные импульсы с длинными задержками между ними, ближнего действия используют меньше импульсы с меньшим временем между ними. Этот образец импульса и пауза известная как частота повторения импульса, один из главных способов охарактеризовать радар. Т.к. электроника сейчас улучшилась, много радаров теперь могут изменять свою частоту повторения импульсов, таким образом, меняя их диапазон.

Другая форма измерения расстояния радаром основана на частотной модуляции. Сравнение частоты между двумя сигналами значительно точнее, даже со старой электроникой, чем времени сигнала. Изменяя частоту возвращенного сигнала и сравнивая с оригиналом, различие может быть легко измерено.

Эта техника может быть использована в радарах с непрерывной волной, и это часто находит применение в радарных высокометрах самолета. Сигнал посылают из одной антенны и получают на другой, обычно расположенной на основании самолета, и сигнал может непрерывно сравниваться, используя простой частотный модулятор, который производит частотный звуковой тон из возвращенного сигнала и части переданного сигнала.

Однако, если испускания передатчика когерентны (фазовая синхронизация), есть другой эффект, который может использоваться, чтобы сделать почти мгновенные измерения скорости(никакая память не требуется), известный как эффект Доплера. Самые современные радары используют этот принцип в импульсном Доплеровском радаре. Возвращенный сигнал от цели смещается от основной частоты через эффект Доплера, что позволяет вычислить скорость объекта относительно радара. Эффект Доплера только в состоянии определить относительную скорость цели вдоль луча обзора от радара до цели. Любой компонент скорости цели перпендикулярный к лучу обзора не может быть определен при использовании одного только эффекта Доплера, но он может быть определен отслеживая азимут цели в течении времени.

Помехи

Помехи относятся к радиочастотным (РЧ ) сигналам, вернувшимся от целей, которые неинтересны для операторов РЛС . Такие цели включают в себя природные объекты, как наземного, морского , осадки (например, дождя, снега или града ), песчаные бури , животных (особенно птиц ), атмосферная турбулентность и другие эффекты , такие как ионосферные отражения, метеорные следы. Помехи могут также возвращаться от искусственных объектов , таких как здания.

Помехи обнаруживаются и нейтрализуются несколькими способами. Помехи, как правило, появляются статично между радиолокационными сканированиями ; на последующих сканированиях сигналов , желаемые цели будут двигаться , и все стационарные сигналы могут быть устранены. Морские помехи можно уменьшить, используя горизонтальную поляризацию , в то время как дождь уменьшается с круговой поляризацией (заметим, что метеорологические радары стремятся к противоположному эффекту , и поэтому используют линейную поляризацию для обнаружения осадков ) . Другие методы пытаются увеличить отношение сигнал- помеха .

  1. Осадки – precipitation

  2. Значительный – significant

  3. усиливать – to amplify

  4. пытаться – to attempt

  5. устранять – to eliminate

  6. накладывать – to superimpose

  7. производительность/эффективность– performance

  8. выше/ вверх – upwards

  9. тепловой – thermal

  10. предопределенный – predetermined

  11. ссылаться – to refer

  12. частота – frequency

  13. разногласие – odds

  14. задержки – delays

  15. тем самым / таким образом – thereby

  16. значительно – considerably

  17. слежение – tracking

1

precipitation

Осадки

2

significant

Значительный

3

to amplify

усиливать

4

to attempt

пытаться

5

to eliminate

устранять

6

to superimpose

накладывать

7

performance

производительность/эффективность

8

upwards

выше/ вверх

9

thermal

тепловой

10

predetermined

предопределенный

11

to refer

ссылаться

12

frequency

частота

13

odds

разногласие

14

delays

задержки

15

thereby

тем самым / таким образом

16

considerably

значительно

17

tracking

слежение

10

Соседние файлы в папке Какой-нибудь текст по английскому 2