กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

ไม่มีชื่อบทความ

ขอบเขตการตรวจจับเรดาร์ เป็นตัวชี้วัดประสิทธิภาพที่สำคัญ (MOP) ที่ระบุไว้ใน แผนหลักการทดสอบและประเมินผล (TEMP)...

ซองจดหมาย (เรดาร์)

ขอบเขตการตรวจจับเรดาร์เป็นตัวชี้วัดประสิทธิภาพที่สำคัญ (MOP) ที่ระบุไว้ในแผนหลักการทดสอบและประเมินผล (TEMP) ซึ่งก็คือปริมาตรของพื้นที่ที่ระบบเรดาร์ต้องสามารถตรวจจับวัตถุที่มีขนาดและความเร็วเฉพาะได้อย่างน่าเชื่อถือ นี่เป็นหนึ่งในข้อกำหนดที่ต้องได้รับการประเมินเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการทดสอบการยอมรับ[ 1 ]

ระบบเรดาร์มีข้อบกพร่องโดยธรรมชาติ เนื่องจากกฎทางฟิสิกส์สร้างข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตัวอย่างเช่นฟังก์ชันความกำกวมที่เกี่ยวข้องกับการบีบอัดพัลส์และการเกิดรอยหยักที่เกี่ยวข้องกับการระบุเป้าหมายเคลื่อนที่

การครอบคลุมพื้นที่อย่างสมบูรณ์จำเป็นต้องใช้เรดาร์ในหลายตำแหน่งและหลายประเภทที่แตกต่างกัน

คำนิยาม

ขอบเขตเรดาร์อธิบายถึงบริเวณที่ต้องการประสิทธิภาพในระดับเฉพาะเจาะจง

ข้อกำหนดของระบบเรดาร์ต้องการระดับประสิทธิภาพที่เฉพาะเจาะจงภายในขอบเขตการทำงานของเรดาร์ที่กำหนดไว้ ประสิทธิภาพดังกล่าวรวมถึงลักษณะดังต่อไปนี้

  • ภาพตัดขวาง
  • ระยะตาบอด
  • ความเร็วเชิงรัศมี
  • ช่วงการวัด
  • เวลาสแกน
  • ระดับความสูง
  • มุมเงย
  • ความคุ้มครองแบริ่ง
  • ประสิทธิภาพของไซด์โลบ

ข้อมูลจะถูกดึงและบันทึกจากระบบเรดาร์ขณะที่เครื่องบิน บอลลูน เรือ โดรน ขีปนาวุธ หรือวัตถุอื่นๆ เคลื่อนที่อยู่ภายในระยะการตรวจจับของเรดาร์ ข้อมูลที่บันทึกไว้จะถูกนำมาเปรียบเทียบกับระยะทาง ระดับความสูง และความเร็วของวัตถุเพื่อประเมินเกณฑ์การผ่านหรือไม่ผ่าน

นี่คือรูปทรงทั่วไปของขอบเขตการตรวจจับเรดาร์ทางกายภาพ

  • โดนัทแบน
  • ทรงกระบอกที่มีช่องว่างทรงกลมอยู่ใกล้ศูนย์กลาง
  • แผ่นดิสก์ที่มีช่องว่างทรงกลมอยู่ใกล้ศูนย์กลาง
  • พายที่มีส่วนหนึ่งหายไปและมีช่องว่างทรงกลมอยู่ใกล้ตรงกลาง

ภาคตัดขวาง

พื้นที่หน้าตัดคือ พื้นที่ผิวที่มองเห็นได้น้อยที่สุดในทิศทางของเรดาร์ ซึ่งจะต้องสามารถตรวจจับได้

ค่าการสะท้อนเรดาร์เปลี่ยนแปลงไปตามมุมมอง

พื้นที่หน้าตัดของวัตถุใดๆ ยกเว้นทรงกลมที่สมบูรณ์แบบ จะขึ้นอยู่กับมุมมอง ซึ่งก็คือระยะการหมุนของตัวสะท้อนแสงเมื่อเทียบกับคลื่นเรดาร์

ระยะตาบอด

ระยะบอดของระบบเรดาร์ คือ ระยะทางที่คลื่นส่งสัญญาณครอบคลุม และเวลาปรับตัวของเครื่องรับสัญญาณ

ระยะตาบอด=0.5×ซี×(ความกว้างของพัลส์ที่ส่ง+เวลาในการตั้งค่า),{\displaystyle {\text{ระยะบอด}}=0.5\times c\times ({\text{ความกว้างของพัลส์ส่ง}}+{\text{เวลาตั้งค่า}}),}

ที่ไหนซี{\displaystyle c}คือความเร็วแสงในตัวกลางนั้น เรดาร์แบบโมโนสแตติกจะมองไม่เห็นในช่วงเวลาที่ส่งสัญญาณ

เวลาในการติดตั้งเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์สองชิ้น

โดยทั่วไปแล้ว ตัวแยกสัญญาณแบบสองทาง (branch-duplexer) มักประกอบด้วยหลอดบรรจุก๊าซที่มีการลดทอนสูงสำหรับคลื่นไมโครเวฟกำลังสูง แต่ไม่มีการลดทอนสำหรับคลื่นไมโครเวฟกำลังต่ำ ซึ่งจะทำให้เกิดสัญญาณรบกวนไมโครเวฟในช่วงเวลาการตั้งค่าในตอนท้ายของพัลส์ส่งสัญญาณ

เสาอากาศแบบเฟสอาร์เรย์ใช้ตัวปรับเฟสที่ต้องปรับแต่งหลังจากสิ้นสุดพัลส์ส่งสัญญาณ และตัวปรับเฟสเหล่านี้สร้างการมอดูเลชั่นและไซด์โลบสูงที่รบกวนสัญญาณรับจนกว่าจะผ่านช่วงเวลาการตั้งค่า เรดาร์แบบเฟสอาร์เรย์แบบแอคทีฟอาจไม่มีข้อจำกัดนี้

สามารถใช้เทคนิคการบินแบบNap-of-the-earth เพื่อหลีกเลี่ยงการถูกตรวจจับเมื่อระยะบอดเกินขอบ ฟ้าเรดาร์[ 3 ]

ชมอีฉันจีชม.ที<ซี2×(ทีเอnฉันที พีคุณอี ฉันทีชม.+เอสอีทีคุณพี ทีฉันอี)28×อีเอทีชม. อาร์เอฉันคุณ{\displaystyle Height<{\frac {c^{2}\times (Transmit\ Pulse\ Width+Setup\ Time)^{2}}{8\times Earth\ Radius}}}

ความเร็วเชิงรัศมี

ความเร็วเชิงรัศมีคือความเร็วตามแนวสายตาที่พุ่งเข้าหาเรดาร์และพุ่งออกจากเรดาร์ การเคลื่อนที่แบบนี้ทำให้ประสิทธิภาพของหน้าตัดลดลงเนื่องจากปรากฏการณ์ดังต่อไปนี้

ช่วงการวัด

ช่วงการวัดด้วยเครื่องมือคือระยะทางสูงสุดที่สามารถแสดงสัญญาณสะท้อนจากเรดาร์ได้ ซึ่งไม่ได้หมายความว่าจะตรวจพบวัตถุที่ระยะนี้ แต่หมายความว่านอกระยะนี้จะไม่มีการแสดงสัญญาณสะท้อนใดๆ เลย[ 4 ​​]

เวลาสแกน

เวลาสแกนคือช่วงเวลาระหว่างการสแกนซ้ำในปริมาตรเดียวกัน ตัวอย่างเช่น หากเรดาร์หมุนด้วยความเร็วคงที่ 4 รอบต่อนาที เวลาสแกนก็คือ 15 วินาที (60/4)

ประสิทธิภาพเวลาในการสแกนมีความสัมพันธ์กับวัตถุที่มีความเร็วสูง เวลาในการสแกนที่มากเกินไปจะทำให้วัตถุที่มีความเร็วสูงเคลื่อนที่มาเป็นระยะทางไกลเข้าหาเรดาร์โดยไม่ถูกตรวจจับ

ระดับความสูง

ระดับความสูงคือระยะห่างจากพื้นผิวโลก การวัดประสิทธิภาพนี้มีความสัมพันธ์กับมุมเงย

เส้นคาร์มันได้รับการยอมรับโดยทั่วไปว่าเป็นเส้นแบ่งเขตระหว่างอากาศและอวกาศ ซึ่งมีระยะ 100  กิโลเมตร (62.5 ไมล์) [ 5 ]

มีปัญหาอยู่สองประการที่เกี่ยวข้องกับระดับความสูง

อุปสรรคประการแรกคือสนธิสัญญาอวกาศกำหนดให้มีการเปิดเผยข้อมูลระหว่างประเทศสำหรับการปฏิบัติการในอวกาศ ซึ่งอาจรวมถึงการปล่อยคลื่นวิทยุจากระบบเรดาร์ที่สามารถตรวจจับวัตถุในอวกาศได้

ความยากลำบากประการที่สองคือ มีวัตถุนับล้านชิ้นอยู่ในวงโคจรต่ำของโลก การสะท้อนจากระยะทางที่อยู่นอกเหนือขอบเขตการวัดของอุปกรณ์อาจทำให้ประสิทธิภาพลดลง

มุมเงย

ประสิทธิภาพ ใน การรับสัญญาณ ด้วยมุมเงยของเรดาร์นั้นขึ้นอยู่กับชนิดของเสาอากาศ

ระดับความสูงมาก

แผงเสาอากาศที่ใช้กับ เรดาร์ แบบเฟสอาร์เรย์อาจได้รับการออกแบบให้มีส่วนที่ซ้อนทับกัน เพื่อเติมเต็มช่องว่างใดๆ เหนือเรดาร์ที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์

รูปแบบเสาอากาศแบบลำแสงพัด

รูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศพาราโบลาตัดยอดแบบหมุนได้สำหรับเรดาร์แบบติดตั้งอยู่กับที่ มีลักษณะเป็นลำแสงรูปพัดโดยมีช่องว่างในแนวตั้งบริเวณการครอบคลุม วัตถุที่อยู่เหนือเรดาร์โดยตรงอาจตรวจจับไม่ได้

ระดับความสูงต่ำ

พื้นที่ระดับความสูงต่ำเป็นพื้นที่ที่ต้องการประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษเรดาร์แบบพัลส์-ดอปเปลอร์และเรดาร์แบบคลื่นต่อเนื่องมีความจำเป็นสำหรับการทำงานที่มีประสิทธิภาพสูงในพื้นที่นี้ เนื่องจากเรดาร์เหล่านี้สามารถตัดการสะท้อนที่มีความเร็วต่ำออกไปได้

นี่เป็นตัวชี้วัดประสิทธิภาพที่สำคัญสำหรับเขตชายฝั่งและเรดาร์ภาคพื้นดิน

ลมประจำที่พัดด้วยความเร็วประมาณ 15 ไมล์ต่อชั่วโมงครอบคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ของพื้นผิวโลก ลมนี้จะพัดพาเศษฝุ่นและสิ่งสกปรกขึ้นไปในอากาศที่ระดับความลึกหลายพันฟุตอย่างต่อเนื่อง และเศษฝุ่นแต่ละชิ้นจะสร้างภาพสะท้อนแยกกัน ซึ่งเรียกว่าปริมาณเศษฝุ่น (clutter load ) ปริมาณเศษฝุ่นจะลดลงเหนือผิวมหาสมุทรเปิดที่อยู่ห่างไกลจากแผ่นดิน

การสะท้อนจำนวนมากจะทำให้ระบบคอมพิวเตอร์และมนุษย์รับมือไม่ไหว วิธีแก้ปัญหาทั่วไปคือการจำกัดลำแสงหลักของเสาอากาศไม่ให้ชี้ลงใกล้พื้นดิน ซึ่งเรียกว่าขีดจำกัดระดับความสูงต่ำ วิธีนี้จะสร้างจุดบอดที่สามารถใช้ประโยชน์ได้โดยใช้ เทคนิคการบิน ต่ำเหนือพื้นดินเพื่อหลีกเลี่ยงการตรวจจับ ปรากฏการณ์ทางสภาพอากาศจะเพิ่มระดับความสูงต่ำของระบบเรดาร์

ระบบระบุเป้าหมายเคลื่อนที่ (MTI) ใช้เพื่อปรับปรุงขีดจำกัดระดับความสูงต่ำ MTI ทำให้เกิดความเร็วที่มองไม่เห็นซึ่งเกี่ยวข้องกับการบิดเบี้ยวของเรดาร์สิ่งนี้ลดความไวของเรดาร์ที่ความเร็วรัศมีบางค่า แต่ MTI ช่วยให้ลำแสงหลักของเสาอากาศสามารถเล็งไปที่พื้นได้ใกล้ขึ้น ความเร็วลมที่สูงกว่าประมาณ 5 ไมล์ต่อชั่วโมงจะพัดพาเศษซากต่างๆ เร็วพอที่จะสร้างสัญญาณรบกวน มากเกินไป ซึ่งจะทำให้การปรับปรุงของ MTI ส่วนใหญ่หายไป

ความคุ้มครองแบริ่ง

ขอบเขตการครอบคลุมของเรดาร์นั้นขึ้นอยู่กับสิ่งกีดขวางใกล้เคียงที่อาจรบกวนเสาอากาศเรดาร์

บนเรือ สาเหตุอาจเกิดจากเสากระโดงเรือส่วนบนบก สาเหตุอาจเกิดจากอาคารหรือสภาพภูมิประเทศ

ประสิทธิภาพของไซด์โลบ

คลื่นรบกวนด้านข้างของเสาอากาศส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงาน

แสงสะท้อนจากวัตถุขนาดใหญ่และการปล่อยคลื่นอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่พึงประสงค์อาจเข้าสู่เสาอากาศเรดาร์จากด้านข้าง ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพในการตรวจจับวัตถุที่อยู่ใกล้เคียงลดลง

บางครั้งมีการใช้ กลยุทธ์การลดสัญญาณรบกวนด้านข้างเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพในการวัดนี้

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไม่มีชื่อบทความ

ขอบเขตการตรวจจับเรดาร์ เป็นตัวชี้วัดประสิทธิภาพที่สำคัญ (MOP) ที่ระบุไว้ใน แผนหลักการทดสอบและประเมินผล (TEMP)...

คำนิยาม

ข้อกำหนดของระบบเรดาร์ต้องการระดับประสิทธิภาพที่เฉพาะเจาะจงภายในขอบเขตการทำงานของเรดาร์ที่กำหนดไว้ ประสิทธิภาพดังกล่าวรวมถึงลักษณะดังต่อไปนี้

ภาคตัดขวาง

พื้นที่ หน้าตัด คือ พื้นที่ผิวที่มองเห็นได้น้อยที่สุดในทิศทางของเรดาร์ ซึ่งจะต้องสามารถตรวจจับได้

ระยะตาบอด

ระยะบอดของระบบเรดาร์ คือ ระยะทางที่คลื่นส่งสัญญาณครอบคลุม และเวลาปรับตัวของเครื่องรับสัญญาณ