กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

การแกะสลักด้วยเรดาร์

ปรากฏการณ์ "คลื่นหยัก" (Scalloping)เป็น ปรากฏการณ์ ทางเรดาร์ที่ลดความไวในการตรวจจับสำหรับระยะทางและความเร็วบางค่า

การแกะสลักด้วยเรดาร์

ปรากฏการณ์ "คลื่นหยัก" (Scalloping)เป็น ปรากฏการณ์ ทางเรดาร์ที่ลดความไวในการตรวจจับสำหรับระยะทางและความเร็วบางค่า

ชื่อนี้มีที่มาจากลักษณะของพื้นที่ที่ถูกเว้าเข้าไปในกราฟซึ่งแสดงถึงความไวของเรดาร์

วัตถุที่เคลื่อนที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสภายในพัลส์ส่งสัญญาณ ซึ่งส่งผลให้สัญญาณถูกหักล้าง ปรากฏการณ์นี้ยังส่งผลเสียต่อระบบระบุเป้าหมายเคลื่อนที่ด้วย โดยที่วิธีการตรวจจับจะลบสัญญาณที่ได้รับจากพัลส์ส่งสัญญาณสองพัลส์ขึ้นไป

คำนิยาม

เรดาร์แบบหยักมีสองประเภทที่แตกต่างกัน

  • ภายในพัลส์
  • ระหว่างจังหวะ

การเซาะร่องภายในพัลส์

ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อความเร็วเชิงรัศมีของเป้าหมายทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสใกล้ 360 องศาภายในพัลส์สะท้อน ซึ่งส่งผลให้สัญญาณถูกหักล้างในตัวรับสัญญาณ

ปรากฏการณ์คลื่นเรดาร์ภายในพัลส์เริ่มเป็นปัญหาเมื่อความเร็วสูงกว่าระดับต่อไปนี้

วีอีโอฉันทีy>(ซี2×ทีเอnฉันทีเอฟอีqคุณอีny×พีคุณอีฉันทีชม.)ความเร็ว > (C / (2 × ความถี่ในการส่ง × ความกว้างของพัลส์))

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

วีอีโอฉันทีy>0.5×(ซี2×พีอีฉันโอบีอีทีอีอีnพีคุณอี×ทีเอnฉันทีเอฟอีqคุณอีny){\displaystyle Velocity>0.5\times \left({\frac {C}{2\times PeriodBetweenPulses\times TransmitFrequency}}\right)}

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

บีฉันn วีอีโอฉันทีy=(ซี×พีอาร์เอฟ2×ทีเอnฉันที เอฟอีqคุณอีny){\displaystyle Blind\ Velocity=\left({\frac {C\times PRF}{2\times Transmit\ Frequency}}\right)}

ระยะบอดสำหรับ PRF เฉพาะนั้น คือจำนวนเต็มเท่าของระยะห่างระหว่างพัลส์ส่งสัญญาณ ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่พัลส์สะท้อนมาถึงพร้อมกับช่วงเวลาที่ตัวส่งสัญญาณทำงาน

บีฉันn อาร์เอnจีอี=(ซี2×พีอาร์เอฟ){\displaystyle Blind\ Range=\left({\frac {C}{2\times PRF}}\right)}

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

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การแกะสลักด้วยเรดาร์

ปรากฏการณ์ "คลื่นหยัก" (Scalloping)เป็น ปรากฏการณ์ ทางเรดาร์ที่ลดความไวในการตรวจจับสำหรับระยะทางและความเร็วบางค่า

การเซาะร่องภายในพัลส์

ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อ ความเร็วเชิงรัศมี ของเป้าหมายทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสใกล้ 360 องศาภายในพัลส์สะท้อน ซึ่งส่งผลให้สัญญาณถูกหักล้างในตัวรับสัญญาณ

การเซาะร่องระหว่างจังหวะ

การตรวจจับคลื่นด้วยเรดาร์ระหว่างพัลส์เกี่ยวข้องกับระบบสองประเภท

กลยุทธ์การจ่ายค่าตอบแทน

การลดขนาดพัลส์ภายในสามารถปรับปรุงได้โดยการทำให้พัลส์ส่งสัญญาณสั้นลงหรือโดยการปรับเปลี่ยนพัลส์ส่งสัญญาณ ซึ่งอาจรวมถึงการเปลี่ยนความถี่หรือเฟสที่เกี่ยวข้องกับ การบีบอัดพัล ส์