Systèmes radar - Aperçu

RADAR est un système de détection électromagnétique qui fonctionne en rayonnant des ondes électromagnétiques puis en étudiant l'écho ou les ondes réfléchies.

La forme complète de RADAR est RAdio Detection And Rla colère. La détection fait référence à la présence ou non de la cible. La cible peut être fixe ou mobile, c'est-à-dire non stationnaire. La distance fait référence à la distance entre le radar et la cible.

Les radars peuvent être utilisés pour diverses applications au sol, en mer et dans l'espace. leapplications des radars sont répertoriés ci-dessous.

  • Contrôle du trafic aérien
  • Sécurité des navires
  • Détecter les endroits éloignés
  • Applications militaires

Dans toute application de Radar, le principe de base reste le même. Parlons maintenant du principe du radar.

Principe de base du radar

Le radar est utilisé pour détecter les objets et trouver leur emplacement. Nous pouvons comprendre lebasic principle du radar à partir de la figure suivante.

Comme le montre la figure, le radar se compose principalement d'un émetteur et d'un récepteur. Il utilise la même antenne pour transmettre et recevoir les signaux. La fonction dutransmitter est de transmettre le signal radar en direction de la cible présente.

La cible reflète ce signal reçu dans diverses directions. Le signal, qui est réfléchi vers l'antenne est reçu par lereceiver.

Terminologie des systèmes radar

Voici les termes de base, qui sont utiles dans ce didacticiel.

  • Range
  • Fréquence de répétition des impulsions
  • Portée maximale non ambiguë
  • Gamme minimale

Maintenant, laissez-nous discuter de ces termes de base un par un.

Intervalle

La distance entre le radar et la cible est appelée Range de la cible ou simplement de la distance, R. Nous savons que le radar transmet un signal à la cible et en conséquence la cible envoie un signal d'écho au radar avec la vitesse de la lumière, C.

Soit «T» le temps nécessaire au signal pour se déplacer du radar à la cible et revenir au radar. La distance à double sens entre le radar et la cible sera 2R, car la distance entre le radar et la cible est R.

Maintenant, voici la formule pour Speed.

$$ Vitesse = \ frac {Distance} {Heure} $$

$$ \ Rightarrow Distance = Vitesse \ fois le temps $$

$$ \ Rightarrow 2R = C \ fois T $$

$$ R = \ frac {CT} {2} \: \: \: \: \: Équation \: 1 $$

Nous pouvons trouver le range of the target en remplaçant les valeurs de C et T dans l'équation 1.

Fréquence de répétition des impulsions

Les signaux radar doivent être transmis à chaque impulsion d'horloge. La durée entre les deux impulsions d'horloge doit être convenablement choisie de manière à ce que le signal d'écho correspondant à l'impulsion d'horloge actuelle soit reçu avant l'impulsion d'horloge suivante. Un typiqueRadar wave form est illustré dans la figure suivante.

Comme le montre la figure, le radar émet un signal périodique. Il a une série d'impulsions étroites de forme rectangulaire. L'intervalle de temps entre les impulsions d'horloge successives est appelépulse repetition time, $ T_P $.

L'inverse du temps de répétition des impulsions est appelé pulse repetition frequency, $ f_P $. Mathématiquement, il peut être représenté comme

$$ f_P = \ frac {1} {T_P} \: \: \: \: \: Équation \: 2 $$

Par conséquent, la fréquence de répétition des impulsions n'est rien d'autre que la fréquence à laquelle le radar transmet le signal.

Portée maximale non ambiguë

Nous savons que les signaux radar doivent être transmis à chaque impulsion d'horloge. Si nous sélectionnons une durée plus courte entre les deux impulsions d'horloge, alors le signal d'écho correspondant à l'impulsion d'horloge actuelle sera reçu après l'impulsion d'horloge suivante. Pour cette raison, la portée de la cible semble être plus petite que la portée réelle.

Il faut donc sélectionner la durée entre les deux impulsions d'horloge de telle sorte que le signal d'écho correspondant à l'impulsion d'horloge actuelle soit reçu avant le début de l'impulsion d'horloge suivante. Ensuite, nous obtiendrons la vraie portée de la cible et on l'appelle aussi portée maximale non ambiguë de la cible ou simplement,maximum unambiguous range.

Remplacez, $ R = R_ {un} $ et $ T = T_P $ dans l'équation 1.

$$ R_ {un} = \ frac {CT_P} {2} \: \: \: \: \: Équation \: 3 $$

À partir de l'équation 2, nous obtiendrons le temps de répétition des impulsions, $ T_P $ comme réciproque de la fréquence de répétition des impulsions, $ f_P $. Mathematically, il peut être représenté comme

$$ T_P = \ frac {1} {f_P} \: \: \: \: \: Équation \: 4 $$

Substitut, équation 4 dans l'équation 3.

$$ R_ {un} = \ frac {C \ left (\ frac {1} {f_P} \ right)} {2} $$

$$ R_ {un} = \ frac {C} {2f_P} \: \: \: \: \: Équation \: 5 $$

Nous pouvons utiliser l'équation 3 ou l'équation 5 pour calculer la plage maximale non ambiguë de la cible.

  • Nous obtiendrons la valeur de la plage maximale non ambiguë de la cible, $ R_ {un} $ en remplaçant les valeurs de $ C $ et $ T_P $ dans l'équation 3.

  • De même, nous obtiendrons la valeur de la plage maximale non ambiguë de la cible, $ R_ {un} $ en remplaçant les valeurs de $ C $ et $ f_P $ dans l'équation 5.

Gamme minimale

Nous obtiendrons le minimum rangede la cible, lorsque nous considérons le temps nécessaire pour que le signal d'écho reçoive au radar après le signal transmis par le radar comme largeur d'impulsion. On l'appelle également la portée la plus courte de la cible.

Remplacez, $ R = R_ {min} $ et $ T = \ tau $ dans l'équation 1.

$$ R_ {min} = \ frac {C \ tau} {2} \: \: \: \: \: Équation \: 6 $$

Nous obtiendrons la valeur de la plage minimale de la cible, $ R_ {min} $ en remplaçant les valeurs de $ C $ et $ \ tau $ dans l'équation 6.