رادار الموجة المستمرة

الرادار الموجي المستمر ( رادار CW ) هو نوع من أنظمة الرادار حيث يتم إرسال طاقة راديوية مستمرة ذات تردد ثابت ومعروف ثم استقبالها من أي أجسام عاكسة. [1] يمكن اكتشاف الأجسام الفردية باستخدام تأثير دوبلر ، مما يتسبب في أن يكون للإشارة المستقبلة تردد مختلف عن الإشارة المرسلة، مما يسمح باكتشافها عن طريق تصفية التردد المرسل.

يمكن أن يسمح تحليل دوبلر لعوائد الرادار بتصفية الأشياء البطيئة أو غير المتحركة، وبالتالي توفير مناعة ضد التداخل من الأشياء الثابتة الكبيرة والفوضى البطيئة الحركة . [2] [3] وهذا يجعلها مفيدة بشكل خاص للبحث عن الأشياء مقابل عاكس الخلفية، على سبيل المثال، مما يسمح للطائرة التي تحلق على ارتفاعات عالية بالبحث عن الطائرات التي تحلق على ارتفاعات منخفضة مقابل خلفية السطح. نظرًا لأنه يمكن تصفية الانعكاس القوي جدًا عن السطح، فلا يزال من الممكن رؤية الانعكاس الأصغر بكثير من الهدف.

يتم استخدام أنظمة الرادار CW في كلا طرفي نطاق الطيف.

  • أجهزة قياس الارتفاع الراديوية الرخيصة وأجهزة استشعار القرب والإكسسوارات الرياضية التي تعمل على ارتفاعات تتراوح من بضع عشرات من الأقدام إلى عدة كيلومترات
  • رادار مسار الزاوية CW (CWAT) المكلف للإنذار المبكر والذي يعمل على مسافة تتجاوز 100 كيلومتر للاستخدام مع أنظمة الصواريخ أرض-جو

عملية

الميزة الرئيسية لرادار الموجة المستمرة هي أن الطاقة ليست نبضية ، لذا فإن تصنيعها وتشغيلها أسهل كثيرًا. ليس لها حد أدنى أو أقصى للمدى، على الرغم من أن مستوى طاقة البث يفرض حدًا عمليًا للمدى. يعمل رادار الموجة المستمرة على تعظيم الطاقة الإجمالية على الهدف لأن المرسل يبث بشكل مستمر.

يستخدم الجيش رادار الموجة المستمرة لتوجيه الصواريخ جو-جو الموجهة بالرادار شبه النشط (SARH) ، مثل صاروخ AIM-7 Sparrow الأمريكي وعائلة الصواريخ Standard . تضيء طائرة الإطلاق الهدف بإشارة رادار CW، ويركز الصاروخ على الموجات الراديوية المنعكسة . نظرًا لأن الصاروخ يتحرك بسرعات عالية بالنسبة للطائرة، فهناك تحول دوبلر قوي. تحتوي معظم رادارات القتال الجوي الحديثة، حتى مجموعات دوبلر النبضية ، على وظيفة CW لأغراض توجيه الصواريخ.

يتم تحديد المسافة القصوى في الرادار ذي الموجة المستمرة من خلال النطاق الترددي الإجمالي وقوة المرسل. يتم تحديد هذا النطاق الترددي من خلال عاملين.

  • كثافة طاقة الإرسال (وات لكل هرتز)
  • حجم مرشح المستقبل (النطاق الترددي مقسومًا على العدد الإجمالي للمرشحات)

يؤدي مضاعفة طاقة الإرسال إلى زيادة أداء المسافة بنحو 20%. يؤدي تقليل إجمالي ضوضاء الإرسال FM إلى النصف إلى نفس التأثير.

تختلف أجهزة استقبال المجال الترددي المستخدمة في أجهزة استقبال الرادار ذات الموجة المستمرة دوبلر اختلافًا كبيرًا عن أجهزة استقبال الرادار التقليدية. يتكون جهاز الاستقبال من مجموعة من المرشحات، عادةً ما يزيد عددها عن 100 مرشح. يحدد عدد المرشحات أقصى أداء للمسافة.

يؤدي مضاعفة عدد مرشحات المستقبل إلى زيادة أداء المسافة بنحو 20%. يتم تحقيق أقصى أداء للمسافة عندما يكون حجم مرشح المستقبل مساويًا لأقصى قدر من ضوضاء FM التي تنتقل عبر إشارة الإرسال. لن يؤدي تقليل حجم مرشح المستقبل إلى أقل من متوسط ​​كمية ضوضاء إرسال FM إلى تحسين أداء المدى.

يقال أن رادار CW مطابق عندما يتطابق حجم مرشح المستقبل مع عرض النطاق الترددي RMS لضوضاء FM على إشارة الإرسال.

أنواع

هناك نوعان من الرادار الموجي المستمر: رادار الموجة المستمرة غير المعدل ورادار الموجة المستمرة المعدل .

موجة مستمرة غير معدلة

تغير الطول الموجي الناتج عن حركة المصدر

قد يكلف هذا النوع من الرادار أقل من 10 دولارات (2021). يتم تحويل الترددات المرتدة بعيدًا عن التردد المرسل بناءً على تأثير دوبلر عندما تتحرك الأشياء. لا توجد طريقة لتقييم المسافة. يستخدم هذا النوع من الرادار عادةً في الرياضات التنافسية، مثل الجولف والتنس والبيسبول وسباقات ناسكار وبعض الأجهزة المنزلية الذكية بما في ذلك المصابيح الكهربائية وأجهزة استشعار الحركة.

يعتمد تغير تردد دوبلر على سرعة الضوء في الهواء ( c' ≈ c/1.0003 أبطأ قليلاً من الفراغ) وسرعة الهدف : [4]

تردد دوبلر هو كالتالي: [5]

نظرًا لأن التغير المعتاد في سرعة الأهداف للرادار أصغر بكثير من ، فمن الممكن تبسيط الأمر باستخدام  :

لا يكتشف الرادار الموجي المستمر بدون تعديل التردد (FM) سوى الأهداف المتحركة، حيث إن الأهداف الثابتة (على طول خط البصر ) لن تتسبب في حدوث تحول دوبلر. يتم إخفاء الإشارات المنعكسة من الأجسام الثابتة والبطيئة الحركة بواسطة إشارة الإرسال، والتي تطغى على الانعكاسات من الأجسام البطيئة الحركة أثناء التشغيل العادي.

الموجة المستمرة المعدلة

الرادار ذو الموجة المستمرة المعدل بالتردد (FM-CW) - يُسمى أيضًا الرادار ذو الموجة المستمرة المعدل بالتردد (CWFM) [6] - هو مجموعة رادار قياس قصيرة المدى قادرة على تحديد المسافة. يزيد هذا من الموثوقية من خلال توفير قياس المسافة جنبًا إلى جنب مع قياس السرعة، وهو أمر ضروري عندما يكون هناك أكثر من مصدر انعكاس يصل إلى هوائي الرادار. غالبًا ما يستخدم هذا النوع من الرادار كـ " مقياس ارتفاع الرادار " لقياس الارتفاع الدقيق أثناء إجراء هبوط الطائرة. [7] كما يستخدم كرادار للإنذار المبكر ورادار الموجة وأجهزة استشعار القرب. لا يلزم دائمًا تحول دوبلر للكشف عند استخدام FM. في حين تم تصميم التطبيقات المبكرة، مثل مقياس الارتفاع الراداري APN-1 في الأربعينيات من القرن الماضي، لمسافات قصيرة، فإن رادارات Over The Horizon (OTHR) مثل شبكة الرادار التشغيلية Jindalee (JORN) مصممة لمسح مسافات بين القارات تصل إلى بضعة آلاف من الكيلومترات.

في هذا النظام، تتغير الإشارة المرسلة لموجة مستمرة ذات تردد ثابت معروف صعودًا وهبوطًا في التردد على مدى فترة زمنية ثابتة بواسطة إشارة تعديل. يزداد الفرق في التردد بين إشارة الاستقبال وإشارة الإرسال مع التأخير، وبالتالي مع المسافة. يؤدي هذا إلى تشويه إشارة دوبلر أو طمسها. ثم يتم خلط أصداء الهدف مع الإشارة المرسلة لإنتاج إشارة نبضية ستعطي مسافة الهدف بعد فك التعديل.

من الممكن إجراء مجموعة متنوعة من التعديلات، حيث يمكن تحريك تردد المرسل لأعلى ولأسفل على النحو التالي:

يقتصر نطاق فك التضمين على 1/4 طول الموجة من التضمين المرسل. ويبلغ النطاق المجهز للموجات FM بتردد 100 هرتز 500 كيلومتر. ويعتمد هذا الحد على نوع التضمين وفك التضمين. وينطبق ما يلي بشكل عام.

سيقوم الرادار بإبلاغ مسافة غير صحيحة للانعكاسات من مسافات تتجاوز النطاق المجهز بالأجهزة، مثل القمر. قياسات نطاق FMCW موثوقة فقط بنسبة 60% من النطاق المجهز بالأجهزة، أو حوالي 300 كم لـ 100 هرتز FM.

تعديل التردد المنشاري

القياس باستخدام نظام رادار FM-CW: إذا كان من الممكن تجاهل الخطأ الناتج عن تردد دوبلر المحتمل وكانت طاقة المرسل معدلة تردديًا خطيًا، فإن تأخير الوقت ( ) يتناسب مع الفرق بين الإشارة المرسلة والمستقبلة ( ) في أي وقت.

يعد تعديل أسنان المنشار هو الأكثر استخدامًا في رادارات FM-CW حيث يكون النطاق مطلوبًا للأشياء التي تفتقر إلى الأجزاء الدوارة. يتم خلط معلومات النطاق مع سرعة دوبلر باستخدام هذه التقنية. يمكن إيقاف تشغيل التعديل في عمليات المسح البديلة لتحديد السرعة باستخدام تحول تردد الناقل غير المعدل. يتيح هذا العثور على النطاق والسرعة بمجموعة رادار واحدة. يمكن استخدام تعديل الموجة المثلثية لتحقيق نفس الهدف.

كما هو موضح في الشكل، فإن شكل الموجة المستقبل (الأخضر) هو ببساطة نسخة متأخرة من شكل الموجة المرسلة (الأحمر). يتم استخدام التردد المرسل لتحويل إشارة الاستقبال إلى النطاق الأساسي ، وتزداد كمية التحول الترددي بين إشارة الإرسال والإشارة المنعكسة مع تأخير الوقت (المسافة). وبالتالي فإن تأخير الوقت هو مقياس للنطاق؛ يتم إنتاج انتشار تردد صغير بواسطة الانعكاسات القريبة، ويتوافق انتشار التردد الأكبر مع مزيد من التأخير الزمني ونطاق أطول.

مع ظهور الإلكترونيات الحديثة، يتم استخدام معالجة الإشارة الرقمية لمعظم عمليات معالجة الكشف. يتم تمرير إشارات النبضة من خلال محول تناظري إلى رقمي ، ويتم إجراء المعالجة الرقمية على النتيجة. كما هو موضح في الأدبيات، يتم إعطاء نطاق FM-CW لموجة منحدر خطي في المجموعة التالية من المعادلات: [7]

أين هو مقدار مسح تردد الرادار و هو الوقت اللازم لإكمال مسح التردد.

ثم قم بإعادة ترتيبها إلى صيغة أكثر فائدة:

، حيث هو زمن الرحلة ذهابًا وإيابًا لطاقة الرادار.

ومن ثم يصبح من السهل حساب المسافة الفيزيائية أحادية الاتجاه لحالة نموذجية مثالية على النحو التالي:

أين هي سرعة الضوء في أي وسط شفاف له معامل انكسار n (n=1 في الفراغ و 1.0003 للهواء).

لأسباب عملية، لا تتم معالجة العينات المستلمة لفترة وجيزة بعد بدء منحدر التعديل لأن الانعكاسات الواردة ستحتوي على تعديل من دورة التعديل السابقة. وهذا يفرض حدًا للنطاق ويحد من الأداء.

التعديل الترددي الجيبي

رسوم متحركة لإشارات الصوت وAM وFM
يعمل التعديل FM الجيبي على تحديد النطاق من خلال قياس كمية انتشار الطيف الناتج عن تأخير الانتشار (لا يتم استخدام التعديل AM مع FMCW).

تُستخدم تقنية FM الجيبية عندما تكون هناك حاجة إلى كل من النطاق والسرعة في وقت واحد للأجسام المعقدة ذات الأجزاء المتحركة المتعددة مثل شفرات مروحة التوربينات أو شفرات المروحيات أو المراوح. تعمل هذه المعالجة على تقليل تأثير تعديل الطيف المعقد الناتج عن الأجزاء الدوارة التي تؤدي إلى حدوث أخطاء في عملية قياس النطاق.

تتمتع هذه التقنية أيضًا بميزة أن المستقبل لا يحتاج أبدًا إلى إيقاف معالجة الإشارات الواردة لأن شكل موجة التعديل مستمر بدون تعديل نبضي.

يتم التخلص من التردد FM الجيبي بواسطة جهاز الاستقبال في حالة الانعكاسات القريبة لأن تردد الإرسال سيكون هو نفسه التردد الذي ينعكس مرة أخرى إلى جهاز الاستقبال. سيحتوي الطيف للأجسام الأكثر بعدًا على المزيد من التعديل. يتناسب مقدار انتشار الطيف الناتج عن التعديل الموجود على إشارة الاستقبال مع المسافة إلى الجسم العاكس.

صيغة المجال الزمني لـ FM هي:

حيث (مؤشر التعديل)

يتم إدخال تأخير زمني في النقل بين الرادار والعاكس.

حيث تأخير الوقت

تعمل عملية الكشف على تحويل إشارة الاستقبال إلى إشارة الإرسال، مما يؤدي إلى التخلص من الموجة الحاملة.

يمكن رؤية قاعدة نطاق كارسون في هذه المعادلة، وهي تقريب وثيق لتحديد مقدار الانتشار الموجود على طيف الاستقبال:

يتم استخدام فك تشفير المستقبل مع FMCW بشكل مشابه لاستراتيجية فك تشفير المستقبل المستخدمة مع ضغط النبضة. يحدث هذا قبل معالجة كشف Doppler CFAR . هناك حاجة إلى مؤشر تعديل كبير لأسباب عملية.

تستخدم الأنظمة العملية تقنية FM العكسية في الإشارة المستقبلة باستخدام معالجة الإشارات الرقمية قبل استخدام عملية تحويل فورييه السريع لإنتاج الطيف. يتم تكرار ذلك باستخدام عدة قيم فك تشفير مختلفة. يتم العثور على النطاق من خلال تحديد طيف الاستقبال حيث يكون العرض في أدنى حد.

وتقوم الأنظمة العملية أيضًا بمعالجة العينات المستقبلة لعدة دورات من FM من أجل تقليل تأثير آثار أخذ العينات.

التكوينات

مخطط كتلي لوحدة رادار الموجة المستمرة البسيطة: تقدم العديد من الشركات المصنعة مثل هذه الوحدات المرسلة والمستقبلة وتسميها "مستشعرات رادار دوبلر"

هناك نوعان مختلفان من تكوينات الهوائي المستخدمة مع الرادار الموجي المستمر: الرادار الأحادي ، والرادار الثنائي .

أحادي الثبات

يقع هوائي استقبال الرادار بالقرب من هوائي إرسال الرادار في الرادار الأحادي .

عادةً ما تكون هناك حاجة إلى التغذية العكسية للتخلص من التسرب بين المرسل والمستقبل لزيادة الحساسية في الأنظمة العملية. يُستخدم هذا عادةً مع أجهزة استقبال الرادار ذات تتبع الزاوية المستمرة (CWAT) القابلة للتشغيل المتبادل مع أنظمة الصواريخ أرض-جو .

يمكن استخدام الموجات المستمرة المتقطعة للتخلص من التداخل بين هوائي الإرسال والاستقبال. يأخذ هذا النوع من النظام عادةً عينة واحدة بين كل زوج من نبضات الإرسال، ويكون معدل العينة عادةً 30 كيلوهرتز أو أكثر. تُستخدم هذه التقنية مع أقل أنواع الرادار تكلفة، مثل تلك المستخدمة في مراقبة حركة المرور والرياضة.

يمكن بناء رادارات FM-CW بهوائي واحد باستخدام إما جهاز الدوران أو الاستقطاب الدائري.

ثنائي الثبات

يقع هوائي استقبال الرادار بعيدًا عن هوائي إرسال الرادار في الرادار ثنائي الاتجاه . يكون جهاز الإرسال باهظ الثمن إلى حد ما، في حين يكون جهاز الاستقبال غير مكلف إلى حد ما ويمكن التخلص منه.

يُستخدم هذا عادةً مع التوجيه بالرادار شبه النشط بما في ذلك معظم أنظمة الصواريخ أرض-جو . يقع رادار الإرسال عادةً بالقرب من منصة إطلاق الصواريخ. ويقع جهاز الاستقبال في الصاروخ.

يقوم هوائي الإرسال بإضاءة الهدف بنفس الطريقة التي يقوم بها ضوء البحث . كما يقوم هوائي الإرسال أيضًا بإصدار عينة متعددة الاتجاهات .

يستخدم المستقبل هوائيين - هوائي موجه نحو الهدف وهوائي موجه نحو هوائي الإرسال. يستخدم هوائي الاستقبال الموجه نحو هوائي الإرسال لتطوير التغذية من خلال العدم ، مما يسمح لجهاز الاستقبال المستهدف بالعمل بشكل موثوق في أو بالقرب من الشعاع الرئيسي للهوائي.

قد يتخذ زوج المستقبل والمرسل FM-CW ثنائي الاتجاه أيضًا شكل نظام إزالة الانحدار عبر الهواء (OTAD). يبث جهاز إرسال OTAD إشارة FM-CW على قناتين تردد مختلفتين؛ واحدة لمزامنة المستقبل مع جهاز الإرسال، والأخرى لإضاءة مشهد القياس. باستخدام الهوائيات التوجيهية، يجمع جهاز استقبال OTAD كلتا الإشارتين في وقت واحد ويخلط إشارة المزامنة مع إشارة الصدى المحولة لأسفل من مشهد القياس في عملية تُعرف باسم إزالة الانحدار عبر الهواء. يتناسب تردد الإشارة المنزوعة الانحدار مع النطاق ثنائي الاتجاه إلى الهدف مطروحًا منه المسافة الأساسية بين جهاز إرسال OTAD وجهاز استقبال OTAD. [8]

تستخدم معظم أنظمة الرادار FM-CW الحديثة هوائي إرسال واحد وهوائيات استقبال متعددة. ولأن جهاز الإرسال يعمل باستمرار بنفس التردد الذي يعمل به جهاز الاستقبال، فيجب توخي الحذر بشكل خاص لتجنب التحميل الزائد لمراحل جهاز الاستقبال.

نبضة واحدة

تنتج هوائيات النبضة الواحدة قياسات زاوية بدون نبضات أو تعديلات أخرى. تُستخدم هذه التقنية في التوجيه بالرادار شبه النشط .

تسرب

ستتسرب إشارة الإرسال إلى جهاز الاستقبال في الأنظمة العملية. وسوف يحدث تسرب كبير من الانعكاسات البيئية القريبة حتى لو كانت مكونات الهوائي مثالية. ويتطلب تحقيق أداء مقبول ما يصل إلى 120 ديسيبل من رفض التسرب.

يمكن استخدام ثلاثة طرق لإنتاج نظام عملي يعمل بشكل صحيح.

  • باطل
  • فلتر
  • انقطاع

يجب استخدام نهجي العدم والتصفية مع الرادار ثنائي الثبات، مثل التوجيه بالرادار شبه النشط ، لأسباب عملية لأن الفصوص الجانبية من رادار الإضاءة ستضيء البيئة بالإضافة إلى إضاءة الفص الرئيسي على الهدف. تنطبق قيود مماثلة على رادار CW الأرضي. وهذا يضيف تكلفة.

ينطبق الانقطاع على أنظمة الرادار أحادية الثبات المحمولة باليد (رادار الشرطة والسلع الرياضية). وهذا غير عملي بالنسبة للأنظمة ثنائية الثبات بسبب التكلفة والتعقيد المرتبطين بتنسيق الوقت بدقة النانو ثانية في موقعين مختلفين.

إن قيد التصميم الذي يحرك هذا المطلب هو قيود النطاق الديناميكي لمكونات المستقبل العملية التي تتضمن مرشحات تمرير النطاق والتي تستغرق وقتًا حتى تستقر.

باطل

النهج الصفري يأخذ إشارتين:

  • عينة من إشارة الإرسال المتسربة إلى جهاز الاستقبال
  • عينة من إشارة الإرسال الفعلية

يتم تدوير إشارة الإرسال الفعلية بمقدار 180 درجة، ثم يتم تخفيفها، ثم إدخالها إلى جهاز الاستقبال. يتم ضبط تحول الطور والتخفيف باستخدام التغذية الراجعة التي يتم الحصول عليها من جهاز الاستقبال لإلغاء معظم التسرب. ويكون التحسن النموذجي في حدود 30 ديسيبل إلى 70 ديسيبل.

فلتر

تعتمد طريقة الفلترة على استخدام فلتر رفض ذي نطاق ضيق للغاية يعمل على إزالة الإشارات منخفضة السرعة من العاكسات القريبة. وتتراوح منطقة رفض النطاق من 10 إلى 100 ميل في الساعة اعتمادًا على البيئة المتوقعة. ويكون التحسن النموذجي في حدود 30 إلى 70 ديسيبل.

انقطاع، FMICW

على الرغم من أن أنظمة الموجة الحاملة المتقطعة لا تعتبر أنظمة CW، فإن خصائص الأداء متشابهة بدرجة كافية مع أنظمة الموجة الحاملة المتقطعة الجماعية مع رادار CW النقي لأن معدل النبض مرتفع بما يكفي بحيث لا يمكن إجراء قياسات المدى بدون تعديل التردد (FM).

تقوم هذه التقنية بإيقاف تشغيل جهاز الإرسال لفترة من الوقت قبل بدء أخذ العينات من جهاز الاستقبال. ينخفض ​​تداخل جهاز الاستقبال بنحو 8.7 ديسيبل لكل ثابت زمني. يتطلب تقليل التسرب بمقدار 120 ديسيبل 14 ثابتًا زمنيًا لنطاق الاسترداد بين إيقاف تشغيل جهاز الإرسال وبدء أخذ العينات من جهاز الاستقبال.

يُستخدم مفهوم الانقطاع على نطاق واسع، وخاصة في تطبيقات الرادار طويلة المدى حيث تكون حساسية المستقبل مهمة للغاية. يُعرف هذا المفهوم عادةً باسم "الموجة المستمرة المتقطعة المعدلة بالتردد"، أو FMICW.

المزايا

نظرًا لبساطتها، فإن رادارات CW غير مكلفة التصنيع، وخالية نسبيًا من الأعطال، ورخيصة الصيانة، وتعمل بشكل آلي بالكامل. بعضها صغير بما يكفي لحمله في الجيب. يمكن لأنظمة الرادار CW الأكثر تطورًا تحقيق اكتشافات دقيقة بشكل موثوق على مسافة تتجاوز 100 كيلومتر مع توفير إضاءة الصواريخ.

يمكن ضغط منحدر FMCW مما يوفر مكاسب إضافية في نسبة الإشارة إلى الضوضاء بحيث لا يحتاج المرء إلى الطاقة الإضافية التي يحتاجها الرادار النبضي باستخدام تعديل بدون FM. وهذا جنبًا إلى جنب مع حقيقة أنه متماسك يعني أنه يمكن استخدام تكامل فورييه بدلاً من تكامل السمت مما يوفر إشارة إلى ضوضاء متفوقة وقياس دوبلر.

تسمح معالجة دوبلر بدمج الإشارات بين عينات المستقبل المتعاقبة. وهذا يعني أنه يمكن زيادة عدد العينات لتوسيع نطاق الكشف دون زيادة قوة الإرسال. ويمكن استخدام هذه التقنية لإنتاج رادار خفي منخفض الطاقة وغير مكلف.

لهذا السبب، فإن أداء CW مماثل لأداء رادار دوبلر النبضي .

القيود

لا يمكن للرادار الموجي المستمر غير المعدل قياس المسافة. توفر سعة الإشارة الطريقة الوحيدة لتحديد أي جسم يتوافق مع قياس السرعة عندما يكون هناك أكثر من جسم متحرك بالقرب من جهاز الاستقبال، ولكن معلومات السعة ليست مفيدة بدون قياس المدى لتقييم حجم الهدف. تشمل الأجسام المتحركة الطيور التي تحلق بالقرب من الأجسام أمام الهوائي. يمكن التغلب على الانعكاسات من الأجسام الصغيرة الموجودة مباشرة أمام جهاز الاستقبال بواسطة الانعكاسات التي تدخل الفصوص الجانبية للهوائي من الجسم الكبير الموجود على الجانب أو أعلى أو خلف الرادار، مثل الأشجار التي تهب الرياح من خلال أوراقها، والحشائش الطويلة، وسطح البحر، وقطارات الشحن، والحافلات، والشاحنات، والطائرات.

إن أنظمة الرادار الصغيرة التي تفتقر إلى تعديل المدى لا تكون موثوقة إلا عند استخدامها مع جسم واحد في بيئة معقمة خالية من النباتات والطائرات والطيور والظواهر الجوية والمركبات الأخرى القريبة.

باستخدام فصوص جانبية للهوائي بقوة 20 ديسيبل ، يمكن لشاحنة أو شجرة ذات مساحة عاكسة تبلغ 1000 قدم مربع خلف الهوائي أن تنتج إشارة قوية مثل السيارة ذات مساحة عاكسة تبلغ 10 أقدام مربعة أمام هوائي صغير محمول باليد. يلزم إجراء مسح للمنطقة لتحديد ما إذا كانت الأجهزة المحمولة باليد ستعمل بشكل موثوق لأن حركة المرور على الطرق غير الملحوظة والأشجار خلف المشغل يمكن أن تتداخل مع الملاحظات التي يتم إجراؤها أمام المشغل.

هذه مشكلة نموذجية مع أجهزة قياس سرعة الرادار التي يستخدمها ضباط إنفاذ القانون، وفعاليات ناسكار، والرياضات، مثل البيسبول والجولف والتنس. التداخل من رادار ثانٍ، أو إشعال السيارة، أو أشياء متحركة أخرى، أو شفرات المروحة المتحركة على الهدف المقصود، ومصادر ترددات الراديو الأخرى من شأنه أن يفسد القياسات. هذه الأنظمة محدودة بطول الموجة، وهو 0.02 متر في نطاق Ku ، لذا فإن انتشار الشعاع يتجاوز 45 درجة إذا كان الهوائي أصغر من 12 بوصة (0.3 متر). تمتد الفصوص الجانبية الكبيرة للهوائي في جميع الاتجاهات ما لم يكن الهوائي أكبر من السيارة التي تم تركيب الرادار عليها. [9]

يتطلب التشغيل الموثوق قمع الفص الجانبي وتعديل نطاق FM. لا توجد طريقة لمعرفة اتجاه الإشارة الواردة بدون قمع الفص الجانبي، والذي يتطلب هوائيين أو أكثر، كل منهما مزود بجهاز استقبال فردي خاص به. لا توجد طريقة لمعرفة المسافة بدون تعديل نطاق FM.

السرعة والاتجاه والمسافة كلها مطلوبة لاختيار كائن فردي.

وتحدث هذه القيود نتيجة للقيود المعروفة في الفيزياء الأساسية والتي لا يمكن التغلب عليها عن طريق التصميم.

انظر أيضا

فهرس

  • الحظ، ديفيد جي سي رادار التعديل الترددي ، نشرته ماكجرو هيل، مدينة نيويورك ، 1949، 466 صفحة.
  • ستيمسون، جورج دبليو. مقدمة إلى الرادار المحمول جواً ، الطبعة الثانية، دار نشر سايتك، 584 صفحة.
  • جيسي تشنغ (2005). قياس التداخل للموجات المستمرة المعدلة بالتردد البصري (FMCW). سبرينغر. رقم ISBN 978-0387230092.

مراجع

  1. ^ "رادار الموجة المستمرة". اتحاد العلماء الأمريكيين.
  2. ^ Srivastav, A.; Nguyen, P.; McConnell, M.; Loparo, KN; Mandal, S. (أكتوبر 2020). "نظام رادار اختراق الأرض متعدد الهوائيات عالي الرقمنة". معاملات معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات للأجهزة والقياس . 69 : 7422–7436. doi :10.1109/TIM.2020.2984415. S2CID  216338273.
  3. ^ "رادار الموجة المستمرة". Radartutorial.eu.
  4. ^ Ditchburn, RW (1991) [1961]. Light . Dover publications Inc. pp. 331–333. ISBN 0-486-66667-0.
  5. ^ جيمس م. ريدنور (1947). هندسة أنظمة الرادار . سلسلة مختبرات الإشعاع التابعة لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. المجلد 1. ص 629.
  6. ^ جيم لسورف. "أشكال محسنة للرادار". accessdate=2014-01-24.
  7. ^ ab "رادار الموجة المستمرة المعدل بالتردد". Radartutorial . تم الاسترجاع في 2012-08-07 .
  8. ^ م. آش وآخرون ، بنية رادار FMCW متعددة الثبات جديدة عن طريق إزالة التيار الهوائي، مجلة أجهزة الاستشعار IEEE، العدد 99، 2015.
  9. ^ "Ranger EZ". MPH Industries. مؤرشف من الأصل في 19 سبتمبر 2011. تم الاسترجاع في 7 سبتمبر 2011 .
  • اختراع ميكانيكي حديث إلى حد ما
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Continuous-wave_radar&oldid=1237650774"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate