Radar

Este radar de longo alcance antena, conhecido como ALTAIR, é utilizada para detectar e controlar objectos de espaço em conjunção com Teste no ABM Ronald Reagan Test Site na Kwajalein atol.

Radar é um sistema que usa eletromagnéticas ondas para identificar a faixa, altitude, direção ou velocidade de ambos os móveis e objectos fixos, tais como aviões , navios, veículos automotores, formações meteorológicas e de terreno. O termo RADAR foi cunhado em 1941 como uma acrônimo para Ra dio D etection um anging nd R. O termo, desde então, entrou no idioma Inglês como uma palavra padrão, radar, perdendo a capitalização. Radar foi originalmente chamado RDF (Radio Direction localizador) no Reino Unido.

Um sistema de radar tem um transmissor que emite tanto ondas de rádio ou (mais geralmente estes dias) micro-ondas que são reflectidas pelo alvo e detectadas por um receptor, tipicamente na mesma posição que o transmissor. Embora o sinal retornado é geralmente muito fraco, o sinal pode ser amplificado. Isso permite que o radar para detectar objetos a distâncias em que outras emissões, como som ou luz visível , seria muito fraco para detectar. O radar é usado em muitos contextos, incluindo meteorológico detecção de precipitação, medir as ondas de superfície do oceano, controle de tráfego aéreo, polícia detecção de excesso de velocidade tráfego, e pelos militares.

História

Vários inventores, cientistas, e engenheiros contribuiu para o desenvolvimento do radar. O primeiro a usar ondas de rádio para detectar "a presença de objetos metálicos distantes" era cristã Hülsmeyer, que em 1904 demonstrou a viabilidade de detectar a presença de um navio na névoa densa, mas não a sua distância. Ele recebeu Reichspatent Nr. 165546 para o seu dispositivo de pré-radar em abril de 1904, e patente posterior 169.154 para uma alteração relacionada para que vão. Ele também recebeu uma patente na Inglaterra por seu telemobiloscope em 22 de Setembro de 1904 .

Nikola Tesla, em agosto de 1917, primeiro princípios em matéria de frequência e nível de potência para as primeiras unidades de radar primitivos estabelecida. Ele declarou: "[...] pela sua [de pé ondas eletromagnéticas] usar podemos produzir à vontade, a partir de uma estação de envio, um efeito elétrico em nenhuma região do globo; [com que] nós podemos determinar a posição relativa ou decurso de um objecto em movimento, tal como um navio no mar, a distância percorrida pelo mesmo, ou a sua velocidade. "

Antes da Segunda Guerra Mundial , os desenvolvimentos por parte dos americanos (Dr. Robert M. Página testou o primeiro radar monopulse em 1934), os alemães, os franceses (patente de invenção francesa n ° 788.795 em 1934) e, principalmente, os britânicos que foram os primeiros a explorá-lo totalmente como uma defesa contra o ataque de aeronaves (GB593017 patente britânica por Robert Watson-Watt em 1935) levou aos primeiros radares reais. Húngaro Zoltán Bay produziu um modelo de trabalho em 1936 no Laboratório Tungsram na mesma veia.

Em 1934, Émile Girardeau, trabalhando com os primeiros sistemas de radar francês, afirmou que ele estava construindo sistemas de radar ", concebido de acordo com os princípios estabelecidos pela Tesla".

A guerra precipitada pesquisa para encontrar uma melhor resolução, mais portabilidade e mais recursos para a nova tecnologia de defesa. Anos do pós-guerra viram o uso de radar em campos tão diversos como controle de tráfego aéreo, monitoramento do tempo, astrometria e controle de velocidade da estrada.

Princípios

Reflexão

O brilho pode indicar refletividade como esta imagem radar meteorológico em 1960. O radar de frequência, forma de pulso, e uma antena em grande parte determinam o que podemos observar.

As ondas eletromagnéticas refletir (dispersão) a partir de qualquer grande mudança na dielétrico ou diamagnéticas constantes. Isto significa que um objecto sólido no ar ou um vácuo, ou qualquer outra alteração significativa na densidade atómica entre o objeto eo que é que o rodeia, geralmente dispersam radar (por rádio) ondas. Isto é particularmente verdadeiro para electricamente materiais condutores, tais como metais e fibra de carbono, fazendo radar particularmente bem adequado para a detecção de aeronaves e navios. Radar material absorvente, contendo resistiva e às vezes magnéticos substâncias, é usado em veículos militares para reduzir radar reflexão. Isso é o equivalente de rádio de pintar algo uma cor escura.

Ondas de radar de espalhamento numa variedade de maneiras, dependendo do tamanho (comprimento de onda) das ondas de rádio e a forma do alvo. Se o comprimento de onda é muito mais curto do que o tamanho do alvo, a onda vai saltar fora de uma maneira semelhante ao modo como a luz é reflectida por uma espelho. Se o comprimento de onda é muito maior do que o tamanho do alvo, o alvo é polarizada (cargas positivas e negativas são separados), como um antena dipolo. Este é descrito por Espalhamento Rayleigh, um efeito que cria o céu azul da Terra e vermelho pores do sol. Quando as duas escalas de comprimento são comparáveis, pode haver ressonâncias. Radares adiantados usaram muito longo comprimentos de onda que eram maiores do que as metas e receberam um sinal de vaga, ao passo que alguns sistemas modernos usam mais curto comprimentos de onda (alguns centímetros ou mais curta) que pode imagem objetos tão pequenos quanto um pedaço de pão.

Ondas de rádio de curto reflectir a partir de curvas e cantos, de uma maneira semelhante a brilho a partir de uma peça de vidro arredondada. Os alvos mais reflexivas para comprimentos de onda curtos têm ângulos de 90 ° entre a superfícies reflexivas. Uma estrutura que consiste em três superfícies planas reunidos em um único canto, como o canto em uma caixa, sempre refletirá as ondas que entram sua abertura diretamente de volta para a fonte. Esses chamados reflectores de canto são normalmente utilizados como reflectores de radar para tornar de outro modo difícil de detectar objectos mais fácil de detectar, e muitas vezes são encontrados em barcos, a fim de melhorar a sua detecção numa situação de emergência e reduzir colisões. Por razões semelhantes, os objetos tentando evitar a detecção irá ângulo suas superfícies em uma maneira de eliminar dentro de cantos e evitar superfícies e arestas perpendiculares às direções de detecção de prováveis, o que leva a "estranha" à procura aviões de discrição. Estas precauções não eliminam completamente reflexão por causa de difracção, especialmente em comprimentos de onda mais longos. A metade do comprimento de onda longos fios ou tiras de material condutor, tal como palha, são muito reflexivo, mas não dirigir a energia dispersa de volta para a fonte. A medida em que um objeto reflete ou dispersa as ondas de rádio é chamado de secção transversal de radares.

Radar equação

A quantidade de energia P _r voltar para a antena de recepção é dada pela equação de radar:

onde

• P _t = potência do transmissor
• L _t = ganho da antena transmissora
• Uma abertura eficaz _r = (área) da antena de recepção
• σ = a secção transversal de radar, ou coeficiente de dispersão, do alvo
• F = factor de propagação padrão
• _Rt = distância a partir do transmissor para o alvo
• R _r = distância do alvo para o receptor.

No caso comum onde o transmissor e o receptor estão no mesmo local, _Rt = _{R r} e o termo R _T R _R ² ² pode ser substituído por ^R4, em que R é o intervalo. Isso resulta:

Isto mostra que a potência recebida diminui à medida que a quarta potência da faixa, o que significa que a energia reflectida a partir de alvos distantes é muito, muito pequena.

A equação acima com F = 1 é uma simplificação para vácuo, sem interferências. As contas do factor de propagação para os efeitos de trajectórias múltiplas e sombreamento e depende dos pormenores do ambiente. Em uma situação do mundo real, efeitos Pathloss também deve ser considerado.

Outros desenvolvimentos matemáticos em processamento de sinais de radar incluem análise tempo-freqüência ( Weyl Heisenberg ou wavelet), bem como o chirplet transformar o que faz uso do fato de que radar retornos de alvos móveis tipicamente "gorjeio" (mudar a sua frequência em função do tempo, assim como o som de um pássaro ou morcego).

Polarização

No sinal de radar transmitidos, o campo eléctrico é perpendicular à direcção de propagação, e esta direcção do campo eléctrico é a polarização da onda. Radares utilizar horizontal, vertical, linear e polarização circular para detectar diferentes tipos de reflexões. Por exemplo, polarização circular é usado para minimizar a interferência provocada pela chuva. Retornos lineares de polarização geralmente indicam superfícies metálicas. Retornos de polarização aleatórias normalmente indicam um fractal superfície, tais como pedras ou solo, e são usadas por radares de navegação.

Interferência

Sistemas de radar deve superar várias fontes diferentes de sinais indesejados, a fim de se concentrar apenas sobre os objectivos reais de juros. Estes sinais indesejados podem se originar a partir de fontes internas e externas, passivas e activas. A capacidade do sistema de radar para superar estes sinais não desejados define a sua relação sinal-para-ruído (SNR). SNR é definida como a relação de potência do sinal para potência do ruído no sinal desejado.

Em termos técnicos menos, relação sinal-ruído (SNR), compara o nível de um sinal desejado (tal como alvos) para o nível de ruído de fundo. Quanto maior SNR de um sistema, o que é melhor para isolar alvos reais a partir dos sinais de ruído circundantes.

Ruído

Ruído de sinal é uma fonte interna de variações aleatórias no sinal, o qual é inerentemente gerado por algum grau de todos os componentes electrónicos. Noise normalmente aparece como variações aleatórias, sobreposto, o sinal de eco desejado recebido no receptor radar. Quanto mais baixo o poder do sinal desejado, o mais difícil é para discernir-lo do ruído (semelhante ao tentando ouvir um sussurro ao estar perto de uma estrada movimentada). Portanto, as fontes de ruído mais importantes aparecem no receptor e muito esforço é feito para minimizar esses factores. Figura de ruído é uma medida do ruído produzido por um receptor em relação a um receptor ideal, e isto tem de ser minimizado.

O ruído é também gerada por fontes externas, o mais importante a radiação térmica natural da cena de fundo em torno do alvo de interesse. Em sistemas de radar modernos, devido ao alto desempenho de seus receptores, o ruído interno é tipicamente cerca de igual ou menor do que o ruído cena externa. Uma exceção é se o radar é voltado para cima no céu claro, onde a cena é tão frio que gera muito pouco ruído térmico.

Haverá também Flicker ruído devido aos elétrons de trânsito, mas dependendo 1 / f, será muito menor do que o ruído térmico quando a freqüência é alta. Assim, no radar de impulsos, o sistema será sempre heterodyne. Ver freqüência intermediária.

Desordem

Clutter refere-se a freqüência de rádio real (RF) ecos de voltar de metas que são, por definição, desinteressante para os operadores de radar em geral. Essas metas incluem principalmente objetos naturais, como terra, mar, precipitação (tais como chuva, neve ou granizo), tempestades de areia, animais (especialmente pássaros), Atmosférico turbulência, e outros efeitos atmosféricos, tais como a ionosfera reflexões e meteoros trilhas. Clutter também podem ser devolvidos a partir de objetos feitos pelo homem, tais como os edifícios e, intencionalmente, por contramedidas de radar, tais como joio.

Alguns desordem pode também ser causada por um longo radar guia de ondas entre o emissor-receptor e a antena de radar. Num típico indicador de posição plano (PPI) de radar com uma antena de rotação, o que normalmente irá ser visto como um "sol" ou "sunburst" no centro do mostrador como o receptor responde aos ecos de partículas de poeira e de RF errada no guia de ondas. Ajustando o tempo entre o momento do transmissor envia um impulso e quando o receptor é activado estágio irá geralmente reduzir a sunburst sem afectar a precisão do intervalo, pois a maior parte do sunburst é causada por um impulso de transmissão difusa reflectida antes de sair da antena.

Enquanto algumas fontes desordem pode ser indesejável para algumas aplicações de radar (como nuvens de tempestade para radares de defesa aérea), que pode ser desejável para outros ( meteorológicos radares neste exemplo). A desordem é considerada uma fonte de interferência passiva, uma vez que só aparece em resposta a sinais de radar enviados pelo radar.

Existem vários métodos de detecção e neutralização desordem. Muitos destes métodos baseiam-se no facto de que a desordem tende a aparecer estática entre o radar. Portanto, quando se comparam as varreduras subseqüentes ecos, metas desejáveis aparece para mover e todos os ecos estacionários podem ser eliminados. Desordem do mar pode ser reduzido pelo uso de polarização horizontal, enquanto que é reduzida com chuva polarização circular (note que radares meteorológicos deseja para o efeito oposto, portanto, usando polarização linear melhor para detectar precipitação). Outros métodos para tentar aumentar a relação sinal-para-desordem.

CFAR (Constant taxa de falso-alarme, uma forma de Controle de ganho automático, ou AGC) é um método baseando-se no fato de que a desordem retorna superam em muito os ecos de alvos de interesse. Ganho do receptor é ajustado automaticamente para manter um nível constante de desordem visível global. Enquanto isso não ajudar a detectar alvos mascarados pela desordem envolvente mais forte, ele não ajuda a distinguir fontes alvo fortes. No passado, o radar AGC foi controlado electronicamente e afectado o ganho de todo o receptor de radar. Como radares evoluiu, tornou-se AGC computador-software controlado, e afetou o ganho com maior granularidade, em células de detecção específicas.

Radar multipath ecos de um alvo real causa fantasmas de aparecer.

Clutter pode também provir de multipath ecos de alvos válidos devido a reflexão à terra, condutas atmosférica ou reflexão ionospheric / refração. Este tipo específico desordem é especialmente incômodo, uma vez que parece mover-se e comportar-se como os outros (ponto) alvos de interesse normais, criando assim um fantasma. Em um cenário típico, um eco da aeronave em relação ao solo abaixo refletiu-multipath, aparecendo para o receptor como um destino idêntico abaixo o correto. O radar pode tentar unificar as metas, relatando o alvo a uma altura incorreta, ou - pior - eliminá-lo com base em jitter ou uma impossibilidade física. Estes problemas podem ser superados através da incorporação de um mapa do solo sobre os arredores do radar e eliminando todos os ecos que parecem se originar abaixo do solo ou acima de uma certa altura. Na mais recente ATC algoritmos de equipamentos de radar são utilizados para identificar os falsos alvos, comparando os atuais retornos de pulso, para aqueles, bem como o cálculo de retorno improbabilidades adjacentes devido à altura calculada, distância e tempo radar.

Jamming

Radar bloqueio refere-se a sinais de radiofrequência proveniente de fontes fora do radar, transmitindo na freqüência do radar e, assim mascarando alvos de interesse. Jamming pode ser intencional, como com um guerra eletrônica (EW) tática, ou não intencional, como acontece com as forças amigas equipamentos operando que transmite usando a mesma faixa de freqüência. Empastelamento é considerada uma fonte de interferência activa, uma vez que é iniciada por elementos externos do radar e, em geral, sem relação com os sinais de radar.

Jamming é problemático radar desde o sinal de bloqueio só precisa viajar one-way (do jammer para o receptor radar), enquanto os ecos do radar viajar em ambos os sentidos (radar-alvo por radar) e são, portanto, uma redução significativa no poder pelo tempo eles retornam para o receptor radar. Jammers, portanto, pode ser muito menos poderoso do que seus radares atolados e ainda efetivamente mascarar alvos ao longo da linha de visão do jammer do radar (lóbulo principal Jamming). Jammers ter um efeito adicional de afetar radares ao longo outra linha-de-mira, devido ao radar receptor de sidelobes (sidelobe Jamming).

Lóbulo principal bloqueio só pode ser em geral reduzido pelo estreitamento do lóbulo principal ângulo sólido, e pode ser nunca totalmente eliminado ao enfrentar diretamente um jammer que utiliza a mesma frequência e polarização, como o radar. Lóbulo lateral de bloqueio pode ser superada através da redução lóbulos laterais que recebem na concepção da antena de radar e usando um antena omnidirecional para detectar e ignorar sinais não-lóbulo principal. Outras técnicas anti-jamming são salto de frequência e polarização. Ver Contra-contra-medidas eletrônicas para detalhes.

Interferência recentemente se tornou um problema para C-band (5,66 GHz) radares meteorológicos com a proliferação de 5,4 GHz banda WiFi equipamento.

Processamento de sinais de radar

Medição de distância

O tempo de trânsito

Radar de pulso

Uma maneira de medir a distância até um objeto é transmitir um pulso curto de sinal de rádio (radiação eletromagnética) e medir o tempo que leva para a reflexão para retornar. A distância é de metade do produto do tempo de ida e volta (porque o sinal tem que viajar para o alvo e, em seguida, volta para o receptor) e a velocidade do sinal. Como as ondas de rádio viajam à velocidade da luz (186 mil milhas por segundo ou 300 milhões de metros por segundo), a medida exata distância requer eletrônicos de alta performance.

Na maioria dos casos, o receptor não detectar o retorno enquanto o sinal está a ser transmitido. Através da utilização de um dispositivo chamado um duplexador, o radar alterna entre transmissão e de recepção a uma taxa predeterminada. A amplitude mínima é calculada através da medição da duração do pulso multiplicada pela velocidade da luz, dividido por dois. A fim de detectar alvos mais estreitas deve-se usar um comprimento de impulso mais curta.

Um efeito semelhante impõe um alcance máximo bem. Se o retorno do alvo vem em quando o próximo pulso está sendo enviado para fora, mais uma vez, o receptor não pode dizer a diferença. A fim de maximizar o alcance, se quer usar tempos mais longos entre os pulsos, ou comumente referido como um tempo de repetição do pulso (PRT).

Estes dois efeitos tendem a estar em desacordo com o outro, e não é fácil de combinar boa variedade e bom curto longo alcance em um único radar. Isso ocorre porque os pulsos curtos necessários para uma boa variedade mínimo transmitido têm menos energia total, o que faz os retornos muito menor e o alvo mais difícil de detectar. Isto poderia ser compensado através da utilização mais impulsos, mas esta iria encurtar a gama máxima de novo. Assim, cada radar utiliza um determinado tipo de sinal. Radares de longo alcance tendem a usar pulsos longos com longos atrasos entre eles, e os radares de curto alcance usar pulsos menores, com menos tempo entre eles. Este padrão de impulsos e pausas é conhecida como a frequência de repetição do pulso (ou PRF), e é uma das principais formas para caracterizar um radar. Como eletrônica melhoraram muitos radares agora pode mudar sua PRF mudando assim a sua gama. Os mais novos radares na verdade disparar dois pulsos durante uma célula, um para de curto alcance (~ 6 milhas) e um sinal separado para intervalos mais longos (~ 60 milhas).

A distancia resolução e as características do sinal recebido, em comparação com o ruído depende muito da forma do impulso. O pulso é muitas vezes modulada de modo a obter um melhor desempenho graças a uma técnica conhecida como compressão de impulsos.

A distância pode também ser medido como uma função do tempo. O Radar Mile é a quantidade de tempo que leva para um pulso de radar para viajar uma milha náutica, refletem um alvo, e retornar para a antena de radar. Uma vez que uma milha náutica é definida como exatamente 1.852 metros, em seguida, dividindo essa distância pela velocidade da luz (exatamente 299.792.458 metros por segundo), e, em seguida, multiplicando o resultado por 2 (ida e volta = duas vezes a distância), produz um resultado de aproximadamente 12,36 microssegundos de duração.

A modulação de freqüência

Outra forma de medir a distância do radar é baseada sobre modulação de frequência. Comparação de freqüência entre dois sinais é consideravelmente mais preciso, mesmo com a eletrônica mais velhos, do que cronometrando o sinal. Ao alterar a frequência do sinal de retorno e que comparando com o original, a diferença pode ser facilmente medido.

Esta técnica pode ser usada em contínua radar de onda, e é frequentemente encontrada em aeronaves altímetros de radar. Nestes sistemas um sinal de radar "transportador" é de frequência modulada de uma forma previsível, variando tipicamente cima e para baixo com um onda senoidal ou padrão dente de serra em freqüências de áudio. O sinal é então enviado a partir de uma antena e recebido no outro, geralmente localizado na parte inferior da aeronave, e o sinal pode ser continuamente comparado utilizando um modulador de frequência simples batida que produz um sinal de frequência de áudio do sinal de retorno e uma porção de o sinal transmitido.

Uma vez que a frequência do sinal está a mudar, no momento em que o sinal de volta para a aeronave a transmissão se tiver deslocado para uma outra frequência. O montante dessa mudança é maior durante tempos mais longos, assim maiores diferenças de freqüência significa uma distância maior, a quantidade exata ser a "velocidade de rampa" selecionado pelo sistema eletrônico. A quantidade de deslocamento é, por conseguinte, directamente relacionada com a distância percorrida, e pode ser apresentada num instrumento. Este processamento de sinal é semelhante ao utilizado na detecção da velocidade Radar Doppler. Sistemas de exemplo, usando esta abordagem são AZUSA, MISTRAM, e UDOP.

Uma outra vantagem é que o radar pode funcionar eficazmente em frequências relativamente baixas, comparável ao usado pela televisão UHF. Isso foi importante no início do desenvolvimento deste tipo quando a geração de sinal de alta frequência era difícil ou caro.

A medição da velocidade

A velocidade é a alteração na distância de um objecto com respeito ao tempo. Assim, o sistema existente para medir a distância, combinada com uma memória capacidade de ver onde o alvo último era, é suficiente para medir a velocidade. Ao mesmo tempo a memória consistiu de uma tomada de usuário marcas de graxa de lápis na tela do radar, e, em seguida, calcular a velocidade usando um deslize regra. Sistemas de radar modernos executar a operação equivalente mais rápida e mais exacta usando computadores.

No entanto, se a saída do transmissor seja coerente (fase sincronizada), há um outro efeito que pode ser usado para fazer medições de velocidade quase instantâneo (não é necessária qualquer memória), conhecido como o Efeito Doppler. A maioria dos sistemas de radar modernos usam esse princípio no pulso-doppler sistema de radar. Sinais de retorno a partir de alvos são deslocadas para fora a partir desta frequência de base, através do efeito de Doppler que permite o cálculo da velocidade do objecto relativamente ao radar. O efeito de Doppler só é capaz de determinar a velocidade relativa do alvo ao longo da linha de visão do radar para o alvo. Qualquer componente da velocidade do alvo perpendicular à linha de visão não pode ser determinada utilizando o efeito Doppler sozinho, mas pode ser determinada seguindo o alvo de azimute ao longo do tempo. Informação adicional sobre a natureza dos retornos de Doppler podem ser encontrados na radar artigo características de sinal.

É também possível fazer um radar sem qualquer pulsação, conhecido como um radar de onda contínua (CW radar), enviando um sinal muito puro de uma freqüência conhecida. CW radar é ideal para determinar o componente radial da velocidade do alvo, mas não é possível determinar a gama do alvo. CW radar é normalmente utilizado por aplicação do tráfego para medir a velocidade do veículo rapidamente e com precisão em que a amplitude não é importante.

Redução dos efeitos de interferência

O processamento de sinal é utilizado em sistemas de radar para reduzir os efeitos de interferência de radar . Técnicas de processamento de sinal incluir movendo indicação alvo (MTI), pulso doppler, movendo-se a detecção do alvo (MTD) processadores, correlação com radar de vigilância secundária (SSR) metas, espaço-tempo de processamento adaptativo (STAP), e track-antes-detectar (TBD). Taxa constante falso alarme (CFAR) e modelo digital do terreno (DTM) de processamento também são usadas em ambientes de desordem.

Traçar e seguir Extração

Retornos do radar de vídeo em aeronaves pode ser submetido a um processo de extracção no qual os sinais espúrios trama e interferentes são descartados. A sequência de retornos alvo pode ser monitorado através de um dispositivo conhecido como um extrator de enredo. Os retornos não relevantes em tempo real pode ser removido a partir da informação apresentada e um único lote exibido. Uma seqüência de parcelas pode, então, ser monitorados e um 'track' formado, facilitando assim a identificação de um verdadeiro alvo aeronaves através retornos indesejados e não radar relevantes.

Engenharia Radar

Componentes de radar

Um radar tem componentes diferentes:

• A transmissor que gera o sinal de rádio com um oscilador tal como um ou um clístron magnetrão e controla a duração de um modulador.
• A guia de ondas que liga o transmissor e a antena.
• A duplexador que serve como um interruptor entre a antena e o transmissor ou o receptor para o sinal, quando a antena é usado em ambas as situações.
• A receptor. Sabendo a forma do sinal recebido desejado (um pulso), um receptor óptima pode ser concebido usando uma filtro adaptado.
• Uma seção eletrônico que controla todos os dispositivos e a antena para executar a varredura do radar ordenada por um software.
• Um link para os usuários finais.

Design de antena

Os sinais de rádio emitidos a partir de uma única antena vai se espalhar em todas as direções, e da mesma forma uma única antena receberá sinais igualmente de todas as direções. Isto deixa o radar com o problema de decidir qual o objecto alvo está localizado.

Os primeiros sistemas tendem a usar antenas de transmissão omnidirecionais, com antenas de recepção direcional que foram apontados em várias direções. Por exemplo, o primeiro sistema a ser implantado, Cadeia Casa, usado duas antenas retas em ângulos retos para a recepção, cada um em uma exibição diferente. O retorno máximo seria detectado com uma antena em ângulo reto com o alvo, e um mínimo com a antena apontada diretamente para ele (final diante). O operador pode determinar a direção a um alvo por girando a antena para uma exibição mostrou um máximo enquanto o outro mostra um mínimo.

Uma limitação grave com este tipo de solução é que a transmissão é enviada para fora em todas as direcções, de modo que a quantidade de energia na direcção a ser examinado é uma pequena parte do que transmitia. Para obter uma quantidade razoável de energia no "target", a antena de transmissão também deve ser direcional.

Refletor parabólico

Sistemas mais modernos usam um dirigível parabólico "prato" para criar um feixe apertado de transmissão, tipicamente usando o mesmo prato como o receptor. Tais sistemas muitas vezes combinam duas frequências de radar na mesma antena, a fim de permitir a condução automática, ou bloqueio do radar.

Refletores parabólicos podem ser tanto simétricas parábolas ou parábolas mimadas:

• Antenas parabólicas simétricas produzir um feixe estreito "lápis", tanto as dimensões X e Y e, consequentemente, ter um ganho superior. O NEXRAD Pulso-Doppler radar meteorológico usa uma antena simétrica para realizar exames volumétricos detalhadas do atmostphere.
• Antenas parabólicas estragados produzir um feixe estreito de uma dimensão e uma relativamente ampla do feixe na outra. Este recurso é útil se a detecção de alvo ao longo de uma vasta gama de ângulos é mais importante do que a localização do alvo em três dimensões. A maioria dos radares de vigilância 2D usar uma antena parabólica estragado com um largura de feixe azimutal estreita e ampla largura de feixe vertical. Esta configuração permite que o feixe de operador de radar para detectar uma aeronave num azimute específico, mas a uma altura indeterminado. Por outro lado, os chamados "Nodder" height encontrar radares usar um prato com uma largura de feixe estreito e vertical, ampla largura de feixe azimutal para detectar um avião a uma altura específica, mas com baixa precisão azimutal.

Tipos de varredura

1. Primária de digitalização: A técnica de exploração onde a antena antena principal é movido para produzir um feixe de varredura, os exemplos incluem varredura circular, setor digitalizar etc
2. Varredura Secundária: Uma técnica de exploração, onde o feed antena é movido para produzir um feixe de varredura, exemplo incluem varredura cônica, varredura sector unidirecional, comutação lobo etc.
3. Palmer digitalização: A técnica de exploração que produz um feixe de varredura, movendo a antena principal e sua alimentação. Um Palmer Scan é uma combinação de uma varredura Primária e Secundária Scan.

Elementos em fase: Nem todas as antenas de radar deve girar para fazer a varredura do céu.

Fenda de guia de onda

Aplicado de forma semelhante ao reflector parabólico o guia de ondas ranhurado é movido mecanicamente para digitalizar e é particularmente adequado para sistemas de verificação de superfície não-estabilizante, em que o padrão vertical pode permanecer constante. Devido ao menor custo e menos exposição ao vento, a bordo do navio, a superfície do aeroporto, e radares de vigilância do porto agora usar isso em preferência à antena parabólica.

Phased array

Outro método de direcção é usado em um radar phased array. Este utiliza um matriz de antenas semelhantes espaçadas adequadamente, a fase do sinal de cada antena ser controlado individualmente, de modo que o sinal é reforçada na direcção desejada e cancela em outras direcções. Se as antenas individuais estão no mesmo plano e o sinal é transmitido a cada antena em fase com todos os outros, então o sinal vai reforçar numa direcção perpendicular a esse plano. Ao alterar a fase relativa do sinal alimentado para cada antena a direcção do feixe pode ser movido porque a direcção de interferência construtiva irá mover. Porque radares phased array não necessitam de física movimento do feixe pode digitalizar milhares de graus por segundo, rápido o suficiente para irradiar e acompanhar muitos objectivos individuais, e ainda executar uma pesquisa abrangente periodicamente. Simplesmente girando algumas das antenas ligado ou desligado, o feixe pode ser transmitida para a pesquisa, estreitou para rastreamento, ou até mesmo dividir em duas ou mais radares virtuais. No entanto, o feixe não pode ser efetivamente guiou em pequenos ângulos em relação ao plano da matriz, assim, para cobertura total são necessários várias matrizes, geralmente descartado nas faces de uma pirâmide triangular (ver imagem).

Radares phased array têm sido utilizadas desde os primeiros anos de uso de radar na Segunda Guerra Mundial , mas as limitações do sistema eletrônico levou a relativamente pouca precisão. Radares phased array foram originalmente usado para míssil defesa. Eles são o coração do navio-borne Sistema de combate Aegis, eo Patriot Missile System, e são cada vez mais utilizados em outras áreas por causa da falta de peças móveis torna mais confiável, e às vezes permite uma antena muito maior eficaz, útil em aplicações de aeronaves lutador que só oferecem confinados espaço para leitura mecânica.

Como o preço de eletrônicos caiu, radares phased array tornaram-se mais e mais comuns. Quase todos os sistemas de radar militares modernas são baseadas em matrizes faseados, onde o pequeno custo adicional é longe compensado pela maior confiabilidade de um sistema sem partes móveis. Os projetos tradicionais moving-antena ainda são amplamente utilizados em funções onde o custo é um fator significativo, tais como a vigilância do tráfego aéreo, radares meteorológicos e de sistemas semelhantes.

Radares phased array também são avaliadas para utilização em aeronaves, uma vez que eles podem rastrear alvos múltiplos. A primeira aeronave usar um radar phased array é o B-1B Lancer. O primeiro lutador aeronave utilize radar phased array foi o Mikoyan-Gurevich MiG-31. Do MiG-31M SBI-16 Zaslon phased array radar é considerado o mais poderoso radar lutador do mundo . Phased-array interferometria ou, abertura técnicas de síntese, utilizando uma matriz de pratos separados que são faseadas em uma única abertura eficaz, não são normalmente utilizados para aplicações de radar, embora eles são amplamente utilizados em radioastronomia. Por causa da Praga matriz diluído, tais matrizes de múltiplas aberturas, quando usada em transmissores, resultar em feixes estreitos, à custa de reduzir a potência total transmitida para o alvo. Em princípio, estas técnicas utilizadas podia aumentar a resolução espacial, mas a potência mais baixa significa que esta não é geralmente eficaz. Síntese da abertura por pós-processamento de dados de movimento a partir de uma única fonte de movimento, por outro lado, é largamente utilizado em sistemas de radar e espaço (ver Synthetic aperture radar).

Bandas de frequência

Os nomes das bandas tradicionais originou-se como código-nomes durante a II Guerra Mundial e ainda estão em uso militar e da aviação em todo o mundo no século 21. Eles têm sido adotadas nos Estados Unidos pela IEEE, e internacionalmente pela ITU. A maioria dos países têm regulamentos adicionais para controlar as partes de cada banda estão disponíveis para uso civil ou militar.

Outros utilizadores do espectro de radiofrequências, como aradiodifusãoe contramedidas eletrônicas (ECM) indústrias, substituíram as designações militares tradicionais com os seus próprios sistemas.

Moduladores de radar

Moduladores, também chamados de impulsos de formação de redes ou linha (PFNs) agir para fornecer os pulsos curtos de energia para o magnetron. Esta tecnologia é conhecida como potência pulsada. Deste modo, o impulso transmitido de radiação de RF é mantido a um, e geralmente, muito curta duração definida. Moduladores consistem num gerador de impulsos de alta tensão formado a partir de uma fonte de alta tensão, e um interruptor de alta voltagem, tal como uma thyratron.

A clístron tubo também pode ser utilizado como um modulador, porque é um amplificador, de modo que pode ser modulado por seu sinal de baixa potência de entrada.

Radar refrigerante

CoolanolePAO (poli-alfa olefinas) são as duas principais refrigerantes utilizados para resfriar equipamentos de radar aerotransportado hoje.

O Marinha dos EUA instituiu um programa chamado Prevenção da Poluição (P2) para reduzir ou eliminar o volume e toxicidade dos resíduos, emissões atmosféricas e descargas de efluentes. Devido a isso Coolanol é utilizado com menos freqüência hoje.

PAO é uma composição lubrificante sintético é uma mistura de um poliol de éster misturado com quantidades eficazes de um anti-oxidante , amarelo chupeta de metal e inibidores de ferrugem. A mistura de éster de poliol inclui uma maior proporção de poli (poliol neopentilo) éster mistura formada por reacção de poli ( pentaeritritol) ésteres parciais com, pelo menos, um C7 a C12 de ácido carboxílico misturado com um éster formado pela reacção de um poliol tendo pelo menos dois grupos hidroxilo e pelo menos um ácido carboxílico C8-C10. De preferência, os ácidos são lineares e evitar aqueles que pode causar odores durante o uso. Aditivos antioxidantes eficazes incluem arilaminas secundárias, derivado triazol chupeta metal amarelo e um aminoácido derivativo e substituído primária e secundária de amina e / ou inibidor de ferrugem diamina.

Uma composição refrigerante / lubrificante sintético, compreendendo uma mistura de éster de 50 a 80 por cento em peso de poli (neopentil-poliol) éster formado por reacção de um poli (poliol neopentilo) éster parcial e pelo menos um ácido monocarboxilico linear tendo de 6 a 12 átomos de carbono, e 20 a 50 por cento em peso de um éster de poliol formados por reacção de um poliol possuindo de 5 a 8 átomos de carbono e pelo menos dois grupos hidroxilo com pelo menos um ácido monocarboxilico linear tendo 7-12 átomos de carbono, as percentagens em peso com base no peso total da composição.

Funções de radar e papéis

Visualização radar de busca de superfície normalmente encontrados em navios

Radares de detecção e de busca

• Aviso Prévio (OE) sistemas de radar
  • Radar de Alerta Precoce
  • Ground Control Intercept (GCI) Radar
  • Alerta Aéreo Antecipado (AEW)
  • Over-the-Horizon (OTH) Radar
• Alvo de aquisição (TA) sistemas de radar
  • Míssil superfície-ar (SAM) Sistemas
  • Artilharia (AAA) Sistemas anti-aérea
• Superfície de pesquisa (SS) sistemas de radar
  • Superfície Search Radar
  • Vigilância Costeira Radar
  • Vigilância Radar Harbour
  • Antisubmarine Guerra (ASW) Radar
• Altura do Finder (HF) sistemas de radar
• Sistemas de radar Gap Filler

Radares ameaças

• Alvo de Rastreamento (TT) Sistemas
  • Sistemas AAA
  • Sistemas SAM
  • Precision Approach Radar (PAR) Sistemas
• Sistemas Multi-Function
  • Controle de fogo (FC) Sistemas
    • Modo de aquisição
    • Modo de acompanhamento semiautomática
    • Modo de Rastreio Manual
  • Intercept Airborne (AI) Radares
    • Modo de pesquisa
    • Modo TA
    • Modo de TT
    • Iluminação alvo Mode (TI)
    • Missile Guidance Mode (MG)

Sistemas de orientação de mísseis

• Air-to-Air Missile (AAM)
• Air-to-Surface Missile (ASM)
• Sistemas SAM
• Superfície-superfície Mísseis (SSM) Sistemas

Battlefield e reconhecimento radar

Militar mapa marcação símboloRadarcomo de padrão da OTANAPP-6-

• Battlefield Sistemas de Vigilância
  • Radares de vigilância do campo de batalha
• Countermortar / Sistemas counterbattery
  • Shell Acompanhando Radares
• Sistemas de mapeamento aéreo
  • Side Looking Airborne Radar (SLAR)
  • Radar de Abertura Sintética (SAR)
  • Vigilância Radar Perimeter (PSR)

Controle de tráfego aéreo e de navegação

Radar de controle de tráfego aéreo noaeroporto de Londres Heathrow

• Sistemas de Controle de Tráfego Aéreo
  • Controle de Tráfego Aéreo (ATC) Radares
  • Radar de Vigilância Secundária (SSR) (Aeroporto de Vigilância Radar)
  • Abordagem Ground Control (GCA) Radares
  • Precision Approach Radar (PAR) Sistemas
• Distância de medição Equipamentos (DME)
• Radio Beacons
• Radar altímetro (RA) Sistemas
• (TFR) sistemas de radar de seguir os tipos de terreno

Sistemas de radar espaciais e instrumentação gama

• Espaço (SP) Sistemas de Rastreamento
• Faixa de Instrumentação (RI) Sistemas
• Vídeo de retransmissão / Sistemas Downlink
• Radar Baseado no Espaço

Os sistemas de radar de detecção de Tempo

• Os radares meteorológicos
• Profilers de vento

• 

  Storm Frontreflectivities em uma tela de radar do tempo (NOAA)

• 

  Vento de perfis de radar

Radares para a pesquisa biológica

• Radar Pássaro
• Inseto radar
  • Radar de vigilância (principalmente X e S banda, ou seja primáriasRadares ATC)
  • Acompanhando radar (principalmente banda X, ou seja,Fire Control Systems)

Através dos sistemas de radar de parede

Sistemas de radar que operam utilizando a tecnologia Ultra Wideband pode sentir um ser humano por trás dos muros. Isto é possível uma vez que as características de reflexão de seres humanos são geralmente maiores do que as dos materiais típicos usados ​​na construção. No entanto, desde que os humanos refletem muito menos energia do que o metal radar faz, esses sistemas exigem tecnologia sofisticada de isolar alvos humanos e, além disso, para processar qualquer tipo de imagem detalhada.