การแกะสลักด้วยเรดาร์
ปรากฏการณ์ "คลื่นหยัก" (Scalloping)เป็น ปรากฏการณ์ ทางเรดาร์ที่ลดความไวในการตรวจจับสำหรับระยะทางและความเร็วบางค่า
ชื่อนี้มีที่มาจากลักษณะของพื้นที่ที่ถูกเว้าเข้าไปในกราฟซึ่งแสดงถึงความไวของเรดาร์
วัตถุที่เคลื่อนที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสภายในพัลส์ส่งสัญญาณ ซึ่งส่งผลให้สัญญาณถูกหักล้าง ปรากฏการณ์นี้ยังส่งผลเสียต่อระบบระบุเป้าหมายเคลื่อนที่ด้วย โดยที่วิธีการตรวจจับจะลบสัญญาณที่ได้รับจากพัลส์ส่งสัญญาณสองพัลส์ขึ้นไป
คำนิยาม
เรดาร์แบบหยักมีสองประเภทที่แตกต่างกัน
- ภายในพัลส์
- ระหว่างจังหวะ
การเซาะร่องภายในพัลส์
ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อความเร็วเชิงรัศมีของเป้าหมายทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสใกล้ 360 องศาภายในพัลส์สะท้อน ซึ่งส่งผลให้สัญญาณถูกหักล้างในตัวรับสัญญาณ
ปรากฏการณ์คลื่นเรดาร์ภายในพัลส์เริ่มเป็นปัญหาเมื่อความเร็วสูงกว่าระดับต่อไปนี้
ปรากฏการณ์ Scalloping เกิดขึ้นที่ความเร็ว 150 กม./วินาที สำหรับเรดาร์ย่านความถี่ L ที่มีพัลส์ 1 ไมโครวินาที
การเซาะร่องระหว่างจังหวะ
การตรวจจับคลื่นด้วยเรดาร์ระหว่างพัลส์เกี่ยวข้องกับระบบสองประเภท
- ตัวบ่งชี้เป้าหมายเคลื่อนที่
- เรดาร์แบบพัลส์-ดอปเปลอร์
ตัวบ่งชี้เป้าหมายเคลื่อนที่
ปรากฏการณ์ Scalloping เกิดขึ้นเมื่อความเร็วเชิงรัศมีของตัวสะท้อนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสที่เป็นจำนวนเต็มคี่ของ 360 องศา ระหว่างพัลส์ส่งสองพัลส์ขึ้นไป
ปรากฏการณ์คลื่นสะท้อนเรดาร์ (Radar scalloping) สำหรับเรดาร์ MTI จะเริ่มเป็นปัญหาเมื่อความเร็วเชิงรัศมีมากกว่าค่าต่อไปนี้
ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นใกล้กับค่าทวีคูณของ 15 เมตร/วินาที สำหรับเรดาร์ย่านความถี่ L-Band ที่มีความถี่การทำซ้ำพัลส์ 1 kHz (10 เมตร/วินาที ถึง 20 เมตร/วินาที, 25 เมตร/วินาที ถึง 35 เมตร/วินาที, 40 เมตร/วินาที ถึง 50 เมตร/วินาที และอื่นๆ)
เรดาร์แบบพัลส์-ดอปเปลอร์
การเกิดคลื่นกระแทกในเรดาร์แบบพัลส์-ดอปเปลอร์เกี่ยวข้องกับความเร็วที่ไม่ทราบค่าซึ่งเกิดจากตัวกรองการกำจัดสัญญาณรบกวน รูปแบบการตรวจจับแบบสอง PRF จะมีช่องว่างการตรวจจับที่มีรูปแบบของระยะทางที่ไม่ต่อเนื่อง โดยแต่ละระยะทางจะมีค่าความเร็วที่ไม่ทราบค่า
ปรากฏการณ์ Scalloping เกิดขึ้นในสถานการณ์การตรวจจับด้วย PRF สองแบบ เมื่อความเร็วของเป้าหมายทำให้เกิดความเร็วที่มองไม่เห็นสำหรับ PRF หนึ่ง ในขณะที่เป้าหมายอยู่ในระยะที่มองไม่เห็นของ PRF อีกแบบหนึ่ง
ความเร็วแบบไร้การบิดเบือนสำหรับความถี่การทำซ้ำพัลส์ (PRF) ที่กำหนด จะเป็นจำนวนเต็มเท่าของค่าต่อไปนี้ ซึ่งทำให้สัญญาณมีค่าดอปเปลอร์เป็นศูนย์
ระยะบอดสำหรับ PRF เฉพาะนั้น คือจำนวนเต็มเท่าของระยะห่างระหว่างพัลส์ส่งสัญญาณ ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่พัลส์สะท้อนมาถึงพร้อมกับช่วงเวลาที่ตัวส่งสัญญาณทำงาน
ซึ่งทำให้เกิดช่องว่างในการตรวจจับหลายจุด ที่ความเร็วและระยะทางที่แตกต่างกัน
ช่องว่างในการตรวจจับเหล่านี้จะถูกเติมเต็มโดยการใช้ PRF สลับกันสามค่าขึ้นไปในแผนการตรวจจับ
เครื่องส่งสัญญาณ L-Band ที่ใช้คู่ PRF 3 kHzและ 4 kHz มีลักษณะดังต่อไปนี้
- ระยะบอดของความถี่ 3 kHz คือ 50 กม., 100 กม., ...
- ความเร็วที่วัดได้โดยไม่ทราบค่าที่ความถี่ 3 kHz คือ 450 กม./วินาที, 900 กม./วินาที, ...
- ระยะบอดของคลื่นความถี่ 4 kHz คือ 37.5 กม., 75 กม., ...
- ความเร็วที่วัดได้โดยไม่ทราบค่าที่ความถี่ 4 kHz คือ 600 กม./วินาที, 1,200 กม./วินาที, ...
ระบบนี้จะไม่สามารถตรวจจับแสงสะท้อนที่ระยะ 50 กม. และ 100 กม. ซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 600 กม./วินาที หรือ 1,200 กม./วินาที ได้
นอกจากนี้ ยังไม่สามารถตรวจจับแสงสะท้อนที่ระยะ 37.5 กม. และ 75 กม. ซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 450 กม./วินาที หรือ 900 กม./วินาที ได้อีกด้วย
กลยุทธ์การจ่ายค่าตอบแทน
การลดขนาดพัลส์ภายในสามารถปรับปรุงได้โดยการทำให้พัลส์ส่งสัญญาณสั้นลงหรือโดยการปรับเปลี่ยนพัลส์ส่งสัญญาณ ซึ่งอาจรวมถึงการเปลี่ยนความถี่หรือเฟสที่เกี่ยวข้องกับการบีบอัดพัลส์
เรดาร์ ตรวจจับเป้าหมายเคลื่อนที่ (MTI) ช่วยลดผลกระทบจากความเร็วที่มองไม่เห็นโดยใช้ตัวตรวจจับสำรองที่สร้างการเลื่อนเฟสย้อนกลับเพื่อชดเชยการเลื่อนเฟสที่เกิดจากปรากฏการณ์ดอปเปลอร์อันเนื่องมาจากการเคลื่อนที่ของตัวสะท้อน นอกจากนี้ยังสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้โดยการใช้พัลส์ 3 พัลส์ขึ้นไปที่มีช่วงเวลาพัลส์เหลื่อมกัน
ระบบ เรดาร์แบบพัลส์-ดอปเปลอร์ จะชดเชยโดยใช้ ความถี่การทำซ้ำของพัลส์ที่แตกต่างกัน 3 ค่าขึ้นไปในแผนการตรวจจับ