РЛС непрерывного действия

Передатчик переданная. энергия Приемник энергия обратного рассеяния,. содержит много информации. об обратном рассеивателе Принцип измерения с помощью радара непрерывного действия

РЛС непрерывного действия (радар непрерывного действия) - это тип радара, в котором известна стабильная частота непрерывная волна радио энергия передается, а затем принимается от любых отражающих объектов. Отдельные объекты обнаруживаются с помощью эффекта Доплера, который заставляет принимаемый сигнал иметь частоту, отличную от частоты передачи, что позволяет его обнаруживать путем фильтрации передаваемой частоты.

Поскольку этот процесс также отфильтровывает медленные или неподвижные объекты, он делает радар невосприимчивым к помехам от больших неподвижных объектов и медленно движущихся помех. Это делает его особенно полезным для поиска объектов на фоне отражателя, например, позволяя летящему на большой высоте самолету искать самолет, летящий на малой высоте, на фоне поверхности. Поскольку очень сильное отражение от поверхности можно отфильтровать, гораздо меньшее отражение от цели все еще можно увидеть.

РЛС непрерывного действия используются на обоих концах диапазона дальности.

• Недорогие радиовысотомеры, датчики приближения и спортивные аксессуары, работающие на расстоянии от нескольких десятков футов до нескольких километров
• Дорогостоящий ранний предупреждающий РЛС непрерывного слежения (CWAT), работающие на расстоянии более 100 км для использования с зенитно-ракетными комплексами

• 1 Эксплуатация
• 2 Типа
  • 2.1 Немодулированная непрерывная волна
  • 2.2 Модулированная непрерывная волна
    • 2.2.1 Пилообразно-частотная модуляция
    • 2.2.2 Синусоидальная частотная модуляция
• 3 конфигурации
  • 3.1 Моностатический
  • 3.2 Бистатический
  • 3.3 Моноимпульсный
  • 3.4 Утечка
    • 3.4.1 Нулевой
    • 3.4.2 Фильтр
    • 3.4.3 Прерывание, FMICW
• 4 Преимущества
• 5 Ограничения
• 6 См. Также
• 7 Библиография
• 8 Ссылки
• 9 Внешние ссылки

Основные Преимущество РЛС непрерывного действия состоит в том, что энергия не является импульсной, поэтому их намного проще производить и эксплуатировать. У них нет минимального или максимального диапазона, хотя уровень мощности вещания накладывает практический предел дальности. Радар непрерывного действия обеспечивает максимальную общую мощность на цели, поскольку передатчик ведет непрерывное вещание.

Военные используют радар непрерывного действия для наведения полуактивных радаров самонаведения (SARH) ракет класса «воздух-воздух», таких как US AIM-7 Sparrow и семейство Стандартных ракет. Самолет-носитель освещает цель непрерывным радиолокационным сигналом, а ракета наводится отраженными радиоволнами. Поскольку ракета движется с большими скоростями относительно самолета, возникает сильный доплеровский сдвиг. Большинство современных радиолокаторов воздушного боя, даже импульсные доплеровские установки, имеют функцию CW для наведения ракет.

Максимальное расстояние в радаре непрерывного действия определяется общей полосой пропускания и мощностью передатчика. Эта полоса пропускания определяется двумя факторами.

• Плотность энергии передачи (Вт на герц)
• Размер фильтра приемника (полоса пропускания, деленная на общее количество фильтров)

Удвоение мощности передачи увеличивает дальность передачи примерно на 20%. Снижение общего шума передачи FM вдвое дает тот же эффект.

Приемники в частотной области, используемые для непрерывных доплеровских радиолокационных приемников, сильно отличаются от обычных радиолокационных приемников. Приемник состоит из группы фильтров, обычно более 100. Количество фильтров определяет максимальную дальность действия.

Удвоение количества фильтров приемника увеличивает дальность действия примерно на 20%. Максимальное расстояние достигается, когда размер фильтра приемника равен максимальному ЧМ-шуму передаваемого сигнала. Уменьшение размера фильтра приемника ниже среднего уровня шума передачи FM не улучшит характеристики дальности.

РЛС CW считается согласованным, когда размер фильтра приемника совпадает со среднеквадратичной шириной полосы частот FM-шума в передаваемом сигнале.

Есть два типа РЛС непрерывного действия: немодулированный непрерывный сигнал и модулированный непрерывный сигнал.

Немодулированная непрерывная волна

Изменение длины волны, вызванное движением источника

Такой радар может стоить менее 100 долларов (2012 г.). Возвратные частоты смещены от передаваемой частоты на основе эффекта Доплера, когда объекты движутся. Невозможно оценить расстояние. Этот тип радара обычно используется в спортивных соревнованиях, таких как гольф, теннис, бейсбол и гонки NASCAR.

Изменение доплеровской частоты зависит от скорости света в воздухе (c '≈ c / 1.0003 немного медленнее, чем в вакууме) и v скорости цели:

$fr\; =\; ft\; (1\; +\; v\; /\; c\; \prime \; 1\; -\; v\; /\; c\; \prime )\; \{\backslash \; displaystyle\; f\_\; \{r\}\; =\; f\_\; \{t\}\; \backslash \; left\; (\{\backslash \; frac\; \{1\; +\; v\; /\; c\; \text{'}\}\; \{1-v\; /\; c\text{'}\; \}\}\; \backslash \; right)\}$

Таким образом, доплеровская частота:

$fd\; =\; fr\; -\; ft\; =\; 2\; vftc\; \prime \; -\; v\; \{\backslash \; displaystyle\; f\_\; \{d\}\; =\; f\_\; \{r\}\; -f\_\; \{t\}\; =\; 2v\; \{\backslash \; frac\; \{f\_\; \{t\}\}\; \{c\text{'}-v\}\}\}$

Поскольку обычное изменение скорости радара целей намного меньше, чем $c\; \prime ,\; (v\; \ll \; c\; \prime )\; \{\backslash \; displaystyle\; c\; \text{'},\; (v\; \backslash \; ll\; c\; \text{'})\}$, можно упростить с помощью $c\; \prime \; -\; v\; \approx \; c\; \prime \; \{\backslash \; displaystyle\; c\text{'}-v\; \backslash \; приблизительно\; c\text{'}\}$:

$fd\; \approx \; 2\; vftc\; \prime \; \{\backslash \; displaystyle\; f\_\; \{d\}\; \backslash \; приблизительно\; 2v\; \{\backslash \; frac\; \{f\_\; \{t\}\}\; \{c\; \text{'}\}\}\}$

Непрерывный радар без частотной модуляции (FM) обнаруживает только движущиеся цели, как неподвижные цели (вдоль линия прямой видимости ) не вызовет доплеровского сдвига. Отраженные сигналы от неподвижных и медленно движущихся объектов маскируются передаваемым сигналом, который подавляет отражения от медленно движущихся объектов во время нормальной работы.

Модулированный непрерывный радиолокатор

Непрерывный радиолокатор с частотной модуляцией (FM-CW) - также называемый радиолокатором непрерывного действия с частотной модуляцией (CWFM) - это измерительный радиолокатор ближнего действия способен определять расстояние. Это увеличивает надежность, обеспечивая измерение расстояния наряду с измерением скорости, что важно, когда на антенну радара попадает более одного источника отражения. Этот вид радаров часто используется как «радарный высотомер » для измерения точной высоты во время процедуры посадки самолета. Он также используется в качестве радара раннего предупреждения, волнового радара и датчиков приближения. Доплеровский сдвиг не всегда требуется для обнаружения при использовании FM. В то время как ранние реализации, такие как радарный высотомер APN-1 1940-х годов, были разработаны для малых расстояний, радары Over The Horizon Radar (OTHR), такие как Jindalee Operational Radar Network (JORN), предназначены для обзора межконтинентальных расстояний в несколько тысяч километров..

В этой системе передаваемый сигнал известной стабильной частоты непрерывная волна изменяется вверх и вниз по частоте в течение фиксированного периода времени с помощью модулирующего сигнала. Разность частот между принимаемым и передаваемым сигналами увеличивается с задержкой и, следовательно, с расстоянием. Это размывает или размывает доплеровский сигнал. Затем эхо-сигналы от цели смешиваются с передаваемым сигналом для создания сигнала биений , который дает расстояние до цели после демодуляции.

Возможны различные модуляции, частота передатчика может изменяться вверх и вниз следующим образом:

• Синусоидальная волна, как сирена воздушного налета
• Пилообразная волна, как щебетание из птица
• Треугольная волна, как полицейская сирена в Соединенных Штатах
• Прямоугольная волна, как полицейская сирена в Соединенном Королевстве

Демодуляция диапазона ограничена 1/4 длины волны модуляции передачи. Приборная дальность для ЧМ 100 Гц составит 500 км. Этот предел зависит от типа модуляции и демодуляции. Обычно применяется следующее.

$Инструментальный\; диапазон\; =\; F\; r\; -\; F\; t\; =\; Скорость\; света\; (4\; \times \; Частота\; модуляции)\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; text\; \{Инструментальный\; диапазон\}\}\; =\; F\_\; \{r\}\; -F\_\; \{t\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; text\; \{\; Скорость\; света\}\}\; \{(4\; \backslash \; times\; \{\backslash \; text\; \{Частота\; модуляции\})\}\}\}$

Радар сообщит неверное расстояние для отражений от расстояний за пределами инструментального диапазона, например, от Луны. Измерения диапазона FMCW надежны только примерно до 60% приборного диапазона, или примерно 300 км для 100 Гц FM.

Пилообразная частотная модуляция

Определение диапазона с помощью радиолокационной системы FM-CW: если ошибка вызвана возможной доплеровской частотой $f\; D\; \{\backslash \; displaystyle\; f\_\; \{D\}\}$может игнорировать и мощность передатчика линейно модулируется по частоте, тогда временная задержка ($\Delta \; t\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; Delta\; t\}$) пропорциональна разнице между переданным и принятым сигналами ($\Delta \; f\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; Delta\; f\}$) в любое время.

Пилообразная модуляция наиболее часто используется в радарах FM-CW, где требуется дальность действия для объектов, у которых отсутствуют вращающиеся части. Информация о дальности смешивается с доплеровской скоростью с использованием этой техники. Модуляция может быть отключена при альтернативном сканировании для определения скорости с использованием немодулированного сдвига несущей частоты. Это позволяет определять дальность и скорость с помощью одного радара. Для достижения той же цели можно использовать модуляцию треугольной волны.

Как показано на рисунке, полученный сигнал (зеленый) - это просто задержанная копия переданного сигнала (красный). Переданная частота используется для преобразования принимаемого сигнала с понижением частоты до основной полосы, а величина сдвига частоты между передаваемым сигналом и отраженным сигналом увеличивается с временной задержкой (расстоянием). Таким образом, временная задержка является мерой диапазона; небольшой разброс частот создается соседними отражениями, больший разброс частот соответствует большей временной задержке и большему диапазону.

С появлением современной электроники цифровая обработка сигналов используется для большей части обработки обнаружения. Сигналы биений проходят через аналого-цифровой преобразователь , и результат выполняется цифровой обработкой. Как объясняется в литературе, диапазон FM-CW для линейной формы волны линейного нарастания задается в следующем наборе уравнений:

$k\; =\; \Delta \; fradar\; \Delta \; tradar\; \{\backslash \; displaystyle\; k\; =\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; Delta\; \{f\_\; \{radar\}\}\; \}\; \{\backslash \; Delta\; \{t\_\; \{radar\}\}\}\}\}$

где $\Delta \; fradar\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; Delta\; \{f\_\; \{radar\}\}\}$- величина развертки частоты радара, а $\Delta \; tradar\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; Delta\; \{t\_\; \{radar\}\}\}$- время завершения развертки частоты.

Затем $\Delta \; fecho\; =\; trk\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; Delta\; \{f\_\; \{echo\; \}\}\; =\; t\_\; \{r\}\; k\}$, изменить на более полезный:

$tr\; =\; \Delta \; fechok\; \{\backslash \; displaystyle\; t\_\; \{r\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; Delta\; \{f\_\; \{echo\}\}\}\; \{k\}\}\}$, где $tr\; \{\backslash \; displaystyle\; t\_\; \{r\}\}$- время прохождения радиолокационной энергии туда и обратно.

Тогда это тривиальный вопрос для вычисления физического расстояния в одну сторону для идеализированного типичного случая как:

$dist\; oneway\; =\; c\; \prime \; tr\; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; text\; \{dist\}\}\; \_\; \{oneway\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{c\text{'}t\_\; \{r\}\; \}\; \{2\}\}\}$

где $c\; \prime \; =\; c\; /\; n\; \{\backslash \; displaystyle\; c\; \text{'}=\; c\; /\; n\}$i s скорость света в любой прозрачной среде с показателем преломления n (n = 1 в вакууме и 1.0003 для воздуха).

По практическим причинам полученные образцы не обрабатываются для короткий период после начала линейного изменения модуляции, потому что входящие отражения будут иметь модуляцию из предыдущего цикла модуляции. Это накладывает ограничение на диапазон и ограничивает производительность.

$Предел\; диапазона\; =\; 0,5\; c\; \prime \; tradar\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; text\; \{Range\; Limit\}\}\; =\; 0,5\; \backslash \; c\; \text{'}\backslash \; t\_\; \{radar\}\}$

Синусоидальная частотная модуляция

Синусоидальная FM-модуляция определяет диапазон путем измерения величины спектра, вызванного задержкой распространения (AM не используется с FMCW).

Синусоидальная FM используется, когда и дальность, и скорость требуются одновременно для сложных объектов с множеством движущихся частей, таких как лопасти вентилятора турбины, лопасти вертолета или пропеллеры. Эта обработка снижает эффект сложной модуляции спектра, создаваемой вращающимися частями, которые вносят ошибки в процесс измерения дальности.

Этот метод также имеет то преимущество, что приемник никогда не должен останавливать обработку входящих сигналов, поскольку форма волны модуляции является непрерывной без импульсной модуляции.

Синусоидальная ЧМ полностью устраняется приемником для близких отражений, потому что частота передачи будет такой же, как частота, отраженная обратно в приемник. Спектр более удаленных объектов будет содержать больше модуляции. Величина расширения спектра, вызванная модуляцией принимаемого сигнала, пропорциональна расстоянию до отражающего объекта.

Формула временной области для FM:

$y\; (t)\; =\; cos\; \; \{2\; \pi \; [fc\; +\; B\; cos\; \; (2\; \pi \; fmt)]\; t\}\; \{\backslash \; displaystyle\; y\; (t)\; =\; \backslash \; cos\; \backslash \; left\; \backslash \; \{2\; \backslash \; pi\; [f\_\; \{c\}\; +\; \backslash \; mathrm\; \{B\}\; \backslash \; cos\; \backslash \; left\; (2\; \backslash \; pi\; f\_\; \{m\}\; t\; \backslash \; right)]\; t\; \backslash \; right\; \backslash \}\; \backslash ,\}$

где $B\; =\; f\; \Delta \; fm\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; mathrm\; \{B\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{f\; \_\; \{\backslash \; Delta\}\}\; \{f\_\; \{m\}\}\}\}$(индекс модуляции)

Задержка по времени равна вводится между радаром и отражателем.

$Y\; (T)\; знак\; равно\; соз\; \; \{2\; \pi \; [fc\; +\; B\; cos\; \; (2\; \pi \; fm\; (t\; +\; \delta \; t))]\; (t\; +\; \delta \; t)\}\; \{\backslash \; displaystyle\; y\; (t)\; =\; \backslash \; cos\; \backslash \; left\; \backslash \; \{2\; \backslash \; pi\; [f\_\; \{c\}\; +\; \backslash \; mathrm\; \{B\}\; \backslash \; cos\; \backslash \; left\; (2\; \backslash \; pi\; f\_\; \{m\}\; (t\; +\; \backslash \; delta\; t)\; \backslash \; right)]\; (t\; +\; \backslash \; delta\; t)\; \backslash \; right\; \backslash \}\; \backslash ,\; \}$

где $\delta \; t\; =\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; delta\; t\; =\}$временная задержка

Процесс обнаружения преобразует сигнал приема с понижением частоты с использованием сигнала передачи. Это устраняет перевозчика.

$y\; (t)\; =\; cos\; \; \{2\; \pi \; [fc\; +\; B\; cos\; \; (2\; \pi \; fm\; (t\; +\; \delta \; t))]\; (t\; +\; \delta \; t)\}\; cos\; \; \{2\; \pi \; [fc\; +\; B\; cos\; \; (\; 2\; \pi \; fmt)]\; t\}\; \{\backslash \; displaystyle\; y\; (t)\; =\; \backslash \; cos\; \backslash \; left\; \backslash \; \{2\; \backslash \; pi\; [f\_\; \{c\}\; +\; \backslash \; mathrm\; \{B\}\; \backslash \; cos\; \backslash \; left\; (2\; \backslash \; pi\; f\_\; \{m\}\; (t\; +\; \backslash \; delta\; t)\; \backslash \; right)]\; (t\; +\; \backslash \; delta\; t)\; \backslash \; right\; \backslash \}\; \backslash ;\; \backslash \; cos\; \backslash \; left\; \backslash \; \{2\; \backslash \; pi\; [f\_\; \{c\}\; +\; \backslash \; mathrm\; \{B\}\; \backslash \; cos\; \backslash \; left\; (2\; \backslash \; pi\; f\_\; \{m\; \}\; t\; \backslash \; right)]\; t\; \backslash \; right\; \backslash \}\; \backslash ,\}$

$y\; (t)\; \approx \; cos\; \; \{-\; 4\; t\; \pi \; B\; sin\; \; (2\; \pi \; fm\; (2\; t\; +\; \delta \; t)\; sin\; \; (\pi \; fm\; \delta \; t)\; +\; 2\; \delta \; T\; \pi \; B\; соз\; \; (2\; \pi \; fm\; (t\; +\; \delta \; t))\}\; \{\backslash \; displaystyle\; y\; (t)\; \backslash \; приблизительно\; \backslash \; cos\; \backslash \; left\; \backslash \; \{-\; 4t\; \backslash \; pi\; \backslash \; mathrm\; \{B\}\; \backslash \; sin\; (2\; \backslash \; pi\; f\_\; \{m\}\; (2t\; +\; \backslash \; delta\; t)\; \backslash \; sin\; (\backslash \; pi\; f\_\; \{m\}\; \backslash \; delta\; t)\; +2\; \backslash \; delta\; t\; \backslash \; pi\; \backslash \; mathrm\; \{B\}\; \backslash \; cos\; (2\; \backslash \; pi\; f\_\; \{m\}\; (t\; +\; \backslash \; delta\; t))\; \backslash \; right\; \backslash \}\; \backslash ,\}$

Правило полосы пропускания Карсона можно увидеть в этом уравнении, и это близкое приближение для определения величины разброса в спектре приема:

$Разброс\; спектра\; модуляции\; \approx \; 2\; (B\; +\; 1)\; fm\; sin\; \; (\delta \; t)\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; text\; \{Modulation\; Spectrum\; Spread\}\}\; \backslash \; приблизительно\; 2\; (\backslash \; mathrm\; \{B\}\; +1)\; f\_\; \{m\}\; \backslash \; sin\; (\backslash \; дельта\; t)\}$

$Диапазон\; =\; 0,5\; C\; /\; \delta \; t\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\; \backslash \; text\; \{Range\}\}\; =\; 0,5C\; /\; \backslash \; delta\; t\}$

Демодуляция приемника используется с FMCW аналогично стратегии демодуляции приемника, используемой со сжатием импульсов. Это происходит до обработки обнаружения доплеровского CFAR. По практическим соображениям необходим большой индекс модуляции.

Практические системы вводят обратную ЧМ в принимаемый сигнал с использованием цифровой обработки сигнала до того, как процесс быстрого преобразования Фурье будет использован для получения спектра. Это повторяется с несколькими разными значениями демодуляции. Диапазон определяется путем определения спектра приема, ширина которого минимальна.

Практические системы также обрабатывают полученные выборки для нескольких циклов FM, чтобы уменьшить влияние артефактов выборки.

Блок-схема простого модуля непрерывного радиолокатора: многие производители предлагают такие модули приемопередатчика и переименовывают их в «Доплеровские радиолокационные датчики»

Есть две разные антенны конфигурации, используемые с РЛС непрерывного действия: моностатический радар и бистатический радар.

Моностатический

Приемная антенна радара расположена рядом с передающей антенной радара в моностатическом радаре.

Нулевой сквозной канал обычно требуется для устранения проступания между передатчиком и приемником для повышения чувствительности в практических системах. Обычно это используется с радиолокационными приемниками непрерывного слежения за углом (CWAT), которые могут взаимодействовать с системами ракет <<земля-воздух>>.

Прерывистая непрерывная волна может использоваться для устранения проступания между передающей и приемной антеннами. Система такого типа обычно берет одну выборку между каждой парой импульсов передачи, а частота выборки обычно составляет 30 кГц или более. Этот метод используется с самыми дешевыми видами радаров, такими как те, которые используются для мониторинга дорожного движения и занятий спортом.

Радары FM-CW могут быть построены с одной антенной, использующей циркулятор или круговую поляризацию.

Бистатический

Приемная антенна радара расположена далеко от передающей антенны радара в бистатическом радаре. Передатчик довольно дорогой, а приемник довольно недорогой и одноразовый.

Обычно используется с полуактивным радаром самонаведения, включая большинство ракетных систем «земля-воздух». Передающий радар обычно находится рядом с ракетной установкой. Ствольная коробка находится в ракете.

Передающая антенна освещает цель почти так же, как поисковый луч . Передающая антенна также выдает всенаправленную выборку.

В приемнике используются две антенны: одна антенна направлена ​​на цель, а другая - на передающую антенну. Приемная антенна, нацеленная на передающую антенну, используется для создания проходного нулевого сигнала , который позволяет целевому приемнику надежно работать в основном луче антенны или рядом с ним.

Пара бистатических приемников и передатчиков FM-CW может также иметь форму системы снижения амплитуды по воздуху (OTAD). Передатчик OTAD передает сигнал FM-CW на двух разных частотных каналах; один для синхронизации приемника с передатчиком, другой для освещения сцены измерения. Используя направленные антенны, приемник OTAD собирает оба сигнала одновременно и смешивает сигнал синхронизации с эхо-сигналом, преобразованным с понижением частоты, от места измерения в процессе, известном как уменьшение амплитуды в эфире. Частота ограниченного сигнала пропорциональна бистатическому диапазону до цели за вычетом базового расстояния между передатчиком OTAD и приемником OTAD.

Большинство современных систем FM-CW радаров используют одну антенну передатчика и несколько антенн приемника. Поскольку передатчик постоянно работает на той же частоте, что и приемник, необходимо проявлять особую осторожность, чтобы избежать перегрузки каскадов приемника.

Моноимпульсные

Моноимпульсные антенны производят угловые измерения без импульсов или другой модуляции. Этот метод используется в полуактивном радиолокационном наведении.

утечка

Переданный сигнал будет просачиваться в приемник в практических системах. Существенная утечка будет происходить из-за отражений от окружающей среды, даже если компоненты антенны исправны. Для достижения приемлемых характеристик требуется подавление утечки до 120 дБ.

Для создания практической системы, которая будет правильно работать, можно использовать три подхода.

• Нулевой
• Фильтр
• Прерывание

Нулевой подход и подход с фильтром должны использоваться с бистатическим радаром, например полуактивным радаром самонаведения, по практическим причинам, потому что сторона -диапазоны от осветительного радара будут освещать окружающую среду в дополнение к основной подсветке цели. Аналогичные ограничения применяются к наземным РЛС непрерывного действия. Это увеличивает стоимость.

Прерывание относится к дешевым портативным моностатическим радиолокационным системам (полицейский радар и спортивные товары). Это непрактично для бистатических систем из-за стоимости и сложности, связанных с согласованием времени с ядерной точностью в двух разных местах.

Конструктивное ограничение, которое продвигает это требование, - это ограничение динамического диапазона практических компонентов приемника, которые включают полосовые фильтры, для установления которых требуется время.

Нулевой

Нулевой подход принимает два сигнала:

• Образец передаваемого сигнала, просачивающегося в приемник
• Образец фактического передаваемого сигнала

Фактический передаваемый сигнал поворачивается на 180 градусов, ослабляется и подается в приемник. Фазовый сдвиг и затухание устанавливаются с использованием обратной связи, полученной от приемника, чтобы компенсировать большую часть утечки. Типичное улучшение составляет от 30 до 70 дБ.

Фильтр

Подход с использованием фильтра основан на использовании очень узкополосного режекторного фильтра, который устраняет низкоскоростные сигналы от ближайших отражателей. Область отклонения полосы охватывает от 10 миль в час до 100 миль в час в зависимости от ожидаемой среды. Типичное улучшение составляет от 30 до 70 дБ.

Прерывание, FMICW

Хотя системы с прерывистой несущей не считаются системами CW, рабочие характеристики достаточно похожи на групповые системы CW с прерыванием с чистым радаром CW, поскольку частота импульсов достаточно высока для этого диапазона измерения не могут быть выполнены без частотной модуляции (ЧМ).

Этот метод выключает передатчик на время до начала выборки приемника. Помехи приемника снижаются примерно на 8,7 дБ за постоянную времени. Для уменьшения утечки на 120 дБ требуется 14 постоянных времени восстановления полосы пропускания между моментом выключения передатчика и началом выборки приемника.

Концепция прерывания широко используется, особенно в приложениях дальнего радиолокатора, где очень важна чувствительность приемника. Это широко известно как «частотно-модулированная прерывистая непрерывная волна» или FMICW.

Из-за простоты РЛС непрерывного действия недороги в производстве, относительно без сбоев, дешевы в обслуживании и полностью автоматизированы. Некоторые из них достаточно малы, чтобы их можно было носить в кармане. Более сложные радиолокационные системы непрерывного действия могут надежно обеспечивать точное обнаружение на расстоянии более 100 км, обеспечивая при этом освещение ракеты.

Рампа FMCW может быть сжата, обеспечивая дополнительное соотношение сигнал / шум, так что не требуется дополнительная мощность, как в импульсном радаре без FM-модуляции. Это в сочетании с тем фактом, что оно является когерентным, означает, что можно использовать интегрирование Фурье, а не интегрирование по азимуту, обеспечивая превосходное соотношение сигнал / шум и доплеровское измерение.

Доплеровская обработка позволяет интегрировать сигнал между последовательными выборками приемника. Это означает, что количество выборок может быть увеличено для расширения диапазона обнаружения без увеличения мощности передачи. Этот метод может быть использован для производства недорогих маломощных маломощных невидимых радаров.

По этой причине характеристики CW аналогичны характеристикам импульсного доплеровского радара.

Немодулированный радар непрерывного излучения не может измерять расстояние. Амплитуда сигнала обеспечивает единственный способ определить, какой объект соответствует какому измерению скорости, когда рядом с приемником находится более одного движущегося объекта, но информация об амплитуде бесполезна без измерения дальности для оценки размера цели. К движущимся объектам относятся птицы, летающие рядом с объектами перед антенной. Отражения от небольших объектов непосредственно перед приемником могут быть подавлены отражениями, попадающими в боковые лепестки антенны от крупного объекта, расположенного сбоку, над или за радаром, например, деревья с ветром, дующим сквозь листья, высокая трава, поверхность моря., грузовые поезда, автобусы, грузовики и самолеты.

Небольшие радиолокационные системы, в которых отсутствует модуляция дальности, надежны только при использовании с одним объектом в стерильной среде, свободной от растительности, самолетов, птиц, погодных явлений и других близлежащих транспортных средств.

С 20 дБ боковыми лепестками антенны грузовик или дерево с 1000 квадратных футов отражающей поверхности позади антенны могут генерировать сигнал такой силы, как автомобиль с 10 квадратными футами отражения в перед небольшой переносной антенной. Требуется обследование местности, чтобы определить, будут ли портативные устройства работать надежно, поскольку ненаблюдаемое дорожное движение и деревья позади оператора могут помешать наблюдениям, проводимым перед оператором.

Это типичная проблема с радарными скоростными пушками, используемыми сотрудниками правоохранительных органов, мероприятиями NASCAR и такими видами спорта, как бейсбол, гольф и теннис. Помехи от второго радара, зажигания автомобиля, других движущихся объектов, движущихся лопастей вентилятора на намеченной цели и других источников радиочастоты будут искажать измерения. Эти системы ограничены длиной волны, которая составляет 0,02 метра в Ku-диапазоне, поэтому разброс луча превышает 45 градусов, если антенна меньше 12 дюймов (0,3 метра). Значительные боковые лепестки антенны распространяются во всех направлениях, если только антенна не больше транспортного средства, на котором установлен радар.

Подавление боковых лепестков и модуляция диапазона ЧМ необходимы для надежной работы. Невозможно узнать направление приходящего сигнала без подавления боковых лепестков, для чего требуются две или более антенн, каждая со своим индивидуальным приемником. Невозможно узнать расстояние без модуляции диапазона FM.

Скорость, направление и расстояние - все это необходимо, чтобы выделить отдельный объект.

Эти ограничения связаны с хорошо известными ограничениями базовой физики, которые невозможно преодолеть конструктивно.

Правоохранительные органы включают ручной лазер в набор инструментов, необходимых правоохранительным органам для подтверждения точной скорости и местоположения отдельного транспортного средства в дорожном движении после того, как радар обнаруживает превышение скорости.

• Доплеровский радар
• Импульсно-доплеровский радар

• Luck, David GC Frequency Modulated Radar, опубликованный McGraw-Hill, Нью-Йорк, 1949, 466 страниц.
• Стимсон, Джордж У. Введение в бортовой радар, 2-е изд., SciTech Publishing, 584 стр.
• Джесси Чжэн (2005). Оптическая частотно-модулированная непрерывная интерферометрия (FMCW). Springer. ISBN 978-0387230092.

• Довольно современная механизация изобретений