Войти
Индикация движущейся цели ( MTI) - это режим работы радара для распознавания цели по помехам. В нем описываются различные методы, используемые для поиска движущихся объектов, таких как самолет, и фильтрации неподвижных, таких как холмы или деревья. Это контрастирует с современной техникой стационарной индикации цели (STI), которая использует детали сигнала для непосредственного определения механических свойств отражающих объектов и, таким образом, обнаружения целей независимо от того, движутся они или нет.
Ранние системы MTI обычно использовали акустическую линию задержки для сохранения одиночного импульса принятого сигнала точно в течение времени между широковещательными передачами ( частота повторения импульсов ). Этот сохраненный импульс будет отправлен на дисплей вместе со следующим полученным импульсом. В результате сигнал от любых объектов, которые не двигались, смешивался с сохраненным сигналом и заглушался. На дисплее остались только сигналы, которые изменились из-за перемещения. Они подвергались широкому спектру шумовых эффектов, что делало их полезными только для сильных сигналов, как правило, для обнаружения самолетов или кораблей.
Введение фазово-когерентных передатчиков клистрона, в отличие от магнетрона с некогерентным резонатором, используемого в более ранних радарах, привело к внедрению новой техники MTI. В этих системах сигнал не поступал непосредственно на дисплей, а сначала подавался на фазовый детектор. Стационарные объекты не меняли фазу от импульса к импульсу, в отличие от движущихся объектов. Путем сохранения фазового сигнала вместо исходного аналогового сигнала или видео и сравнения сохраненного и текущего сигнала на предмет изменения фазы обнаруживаются движущиеся цели. Этот метод гораздо более устойчив к шуму и может быть легко настроен для выбора различных пороговых значений скорости для фильтрации различных типов движения.
Фазово-когерентные сигналы также позволяли прямое измерение скорости через доплеровский сдвиг одиночного принятого сигнала. Его можно подать в полосовой фильтр, чтобы отфильтровать любую часть обратного сигнала, которая не показывает сдвига частоты, тем самым напрямую выделяя движущиеся цели. Это стало обычным явлением в 1970-х и особенно в 1980-х. Современные радары обычно выполняют все эти методы MTI как часть более широкого набора обработки сигналов, выполняемого цифровыми процессорами сигналов. MTI может быть специализированным с точки зрения типа помех и окружающей среды: бортовой MTI ( AMTI), наземный MTI ( GMTI) и т.д., или может быть комбинированным режимом: индикация неподвижной и движущейся цели ( SMTI).
Процесс выборки сигнала индикатора движущейся цели. Радар MTI использует низкую частоту повторения импульсов (PRF), чтобы избежать неоднозначности дальности.
Индикатор подвижной цели (MTI) начинается с выборки двух последовательных импульсов. Выборка начинается сразу после окончания импульса передачи радара. Выборка продолжается до начала следующего импульса передачи.
Выборка повторяется в том же месте для следующего импульса передачи, и выборка, взятая (на том же расстоянии) с первым импульсом, поворачивается на 180 градусов и добавляется ко второй выборке. Это называется деструктивным вмешательством.
Если объект движется в месте, соответствующем обоим отсчетам, то отраженный от объекта сигнал переживет этот процесс из-за конструктивной интерференции. Если все объекты неподвижны, два отсчета погаснут, и останется очень слабый сигнал.
Мощные микроволновые устройства, такие как усилитель со скрещенными полями, не являются фазостабильными. Фаза каждого импульса передачи отличается от предыдущего и будущего импульсов передачи. Это явление называется фазовым дрожанием.
Чтобы MTI работал, необходимо выполнить выборку начальной фазы обоих импульсов передачи и отрегулировать поворот фазы на 180 градусов, чтобы добиться подавления сигнала на неподвижных объектах.
Второстепенное влияние заключается в том, что вращение фаз индуцируется доплеровским сдвигом и создает слепые скорости. Например, объект, движущийся со скоростью 75 м / с (170 миль / час), будет производить сдвиг фазы на 180 градусов каждую 1 миллисекунду в L-диапазоне.
Если интервал повторения импульсов составляет 0,002 с между импульсами передачи, то процесс MTI будет производить чередование фаз. Это то же самое, что и стационарный объект, который делает систему слепой к объектам, движущимся с этой радиальной скоростью.
MTI требует 3 или 4 импульса, чтобы уменьшить влияние слепых скоростей. В многоимпульсных стратегиях используются смещенные импульсы с нерегулярными интервалами повторения импульсов для предотвращения отмены сигнала на движущихся объектах. Процесс суммирования немного отличается, чтобы учесть дополнительные выборки.
Фазовый джиттер, эффекты Доплера и влияние окружающей среды ограничивают видимость суб-помех MTI для показателя качества до примерно 25 дБ улучшения. Это позволяет обнаруживать движущиеся объекты примерно в 300 раз меньшего размера в непосредственной близости от более крупных стационарных объектов.
Обработка импульсного доплеровского сигнала требуется для достижения большей видимости суб-помех.
Цель движется со скоростью на максимальной дальности с учетом угла места и азимута по сравнению с бистатическим радаром MTI.
Вероятность обнаружения данной цели на заданном расстоянии в любое время, когда луч радара пересекает ее, Pd определяется факторами, которые включают размер антенны и количество излучаемой ею мощности. Большая антенна, излучающая большую мощность, обеспечивает наилучшие характеристики. Для получения качественной информации о движущихся целях Pd должен быть очень высоким.
Точность определения местоположения зависит от достоверности местоположения радара, точности наведения радара, разрешения по азимуту и разрешения по дальности. Длинная антенна или очень короткая длина волны могут обеспечить точное азимутальное разрешение. Короткие антенны, как правило, имеют большую ошибку по азимуту, ошибку, которая увеличивается с увеличением дальности до цели, потому что отношение сигнал / шум изменяется обратно пропорционально дальности. Точность определения местоположения жизненно важна для отслеживания производительности, поскольку она предотвращает повреждение дорожки при наличии нескольких целей и позволяет определить, по какой дороге находится транспортное средство, если оно движется по территории с большим количеством дорог.
Точность определения местоположения цели пропорциональна наклонной дальности, частоте и длине апертуры.
Разрешение диапазона цели определяет, будут ли две или более цели, движущиеся в непосредственной близости, обнаруживаться как отдельные цели. В радарах с более высокими характеристиками разрешение по дальности цели, известное как разрешение высокой дальности (HRR), может быть настолько точным, что можно будет распознать конкретную цель (т. Е. Ту, которая была замечена ранее) и отнести ее к определенному классу. (например, танк Т-80). Это позволит более надежно отслеживать определенные транспортные средства или группы транспортных средств, даже если они движутся в плотном потоке или исчезают на время из-за досмотра.
MDV возникает из-за частотного разброса помех в главном лепестке. MDV определяет, будет ли обнаружен трафик. Радар GMTI должен отличать движущуюся цель от помех от земли, используя доплеровскую сигнатуру цели для обнаружения радиальной составляющей вектора скорости цели (т. Е. Путем измерения составляющей движения цели непосредственно вдоль линии радиолокационной цели). Чтобы захватить большую часть этого трафика, даже когда он движется почти по касательной к радару (т. Е. Перпендикулярно линии радиолокационной цели), система должна обладать способностью обнаруживать очень низкие радиальные скорости. Когда радиальная составляющая скорости цели приближается к нулю, цель попадет в зону помех или слепую зону. Это рассчитывается как:
Любая цель со скоростью, меньшей, чем этот минимум (MDV), не может быть обнаружена, потому что в ее эхо-сигнале отсутствует достаточный доплеровский сдвиг, чтобы отделить его от отраженного отражения основного лепестка.
Степень охвата зоны (измеряется в площади в единицу времени) пропорциональна мощности системы и размеру апертуры. Другие факторы, которые могут иметь значение, включают шаг сетки, размер усилителя мощности, квантование модуля, количество обработанных лучей и системные потери.
Удаленное расстояние - это расстояние, отделяющее радиолокационную систему от области, которую она покрывает.
Размер зоны покрытия - это зона, за которой система может постоянно наблюдать с определенной орбиты. Хорошо известные принципы конструкции приводят к тому, что максимальная дальность обнаружения радара зависит от размера его антенны (апертуры радара), количества мощности, излучаемой антенной, и эффективности механизма подавления помех. Кривизна земли и экранирование от местности, листвы и зданий делают высоту системы еще одним ключевым фактором, определяющим глубину покрытия. Способность прикрыть территорию размером с зону интереса командира армейского корпуса с безопасного расстояния является отличительной чертой эффективной передовой системы GMTI.
Это соответствует частоте, с которой луч радара проходит над заданной областью. Частые повторные посещения очень важны для способности радара обеспечивать непрерывность пути и способствовать увеличению вероятности обнаружения цели за счет уменьшения вероятности затемнения из-за засветки деревьями, зданиями или другими объектами. Высокая скорость повторного посещения становится критически важной для обеспечения неповрежденного пути, когда цель движется в плотном потоке транспорта или временно не видна, хотя бы деревьями вдоль дороги.
