radar -Radar

O antenă radar cu rază lungă de acțiune, cunoscută sub numele de ALTAIR, folosită pentru a detecta și urmări obiectele spațiale în combinație cu testarea ABM la locul de testare Ronald Reagan de pe atolul Kwajalein.
Antenă radar cu rază lungă de acțiune , folosită pentru urmărirea obiectelor spațiale și a rachetelor balistice.
Radarul militar israelian este tipic pentru tipul de radar folosit pentru controlul traficului aerian.  Antena se rotește cu o viteză constantă, măturand spațiul aerian local cu un fascicul vertical îngust în formă de evantai, pentru a detecta aeronavele la toate altitudinile.
Radar de tipul utilizat pentru detectarea aeronavelor. Se rotește constant, măturând spațiul aerian cu un fascicul îngust.

Radarul ( detecție și distanță radio ) este un sistem de detectare care utilizează unde radio pentru a determina distanța (distanța ), unghiul și viteza radială a obiectelor în raport cu locația. Poate fi folosit pentru a detecta avioane , nave , nave spațiale , rachete ghidate , autovehicule , formațiuni meteorologice și teren . Un sistem radar constă dintr-un transmițător care produce unde electromagnetice în domeniul radio sau microunde , o antenă de transmisie, o antenă de recepție (de multe ori aceeași antenă este folosită pentru transmitere și recepție) și un receptor și procesor pentru a determina proprietățile obiectelor. Undele radio (pulsate sau continue) de la emițător reflectă obiectele și revin la receptor, oferind informații despre locațiile și vitezele obiectelor.

Radarul a fost dezvoltat în secret pentru uz militar de mai multe țări în perioada de dinainte și în timpul celui de-al Doilea Război Mondial . O dezvoltare cheie a fost magnetronul cu cavitate din Regatul Unit , care a permis crearea unor sisteme relativ mici cu rezoluție sub-metru. Termenul RADAR a fost inventat în 1940 de Marina Statelor Unite ca acronim pentru „radio detection and ranging”. Termenul radar a intrat de atunci în engleză și în alte limbi ca substantiv comun, pierzând toate majusculele . În timpul cursurilor de radar RAF din 1954-1955, la Yatesbury Training Camp, s-a sugerat „direcția și distanța azimutului radio . Utilizările moderne ale radarului sunt foarte diverse, inclusiv controlul traficului aerian și terestru, astronomia radar , sisteme de apărare aeriană , sisteme antirachetă , radare marine pentru a localiza repere și alte nave, sisteme anti-coliziune pentru avioane, sisteme de supraveghere a oceanelor , spațiul cosmic. sisteme de supraveghere și de întâlnire , monitorizarea precipitațiilor meteorologice , sisteme de altimetrie și control al zborului , sisteme de localizare a țintelor cu rachete ghidate , mașini autonome și radar de penetrare la sol pentru observații geologice. Sistemele radar de înaltă tehnologie sunt asociate cu procesarea semnalului digital , învățarea automată și sunt capabile să extragă informații utile de la niveluri de zgomot foarte ridicate .

Alte sisteme similare radarului folosesc alte părți ale spectrului electromagnetic . Un exemplu este lidar , care folosește în mod predominant lumina infraroșie de la lasere , mai degrabă decât unde radio. Odată cu apariția vehiculelor fără șofer, se așteaptă ca radarul să asiste platforma automatizată să-și monitorizeze mediul, prevenind astfel incidentele nedorite.

Istorie

Primele experimente

Încă din 1886, fizicianul german Heinrich Hertz a arătat că undele radio pot fi reflectate de obiecte solide. În 1895, Alexander Popov , un instructor de fizică la școala Marinei Imperiale Ruse din Kronstadt , a dezvoltat un aparat folosind un tub coerent pentru detectarea loviturilor de fulgere la distanță. Anul următor, a adăugat un transmițător cu eclator . În 1897, în timp ce testa acest echipament pentru comunicarea între două nave în Marea Baltică , el a luat notă de o bătaie de interferență cauzată de trecerea unei a treia nave. În raportul său, Popov a scris că acest fenomen ar putea fi folosit pentru detectarea obiectelor, dar nu a făcut nimic mai mult cu această observație.

Inventatorul german Christian Hülsmeyer a fost primul care a folosit undele radio pentru a detecta „prezența obiectelor metalice îndepărtate”. În 1904, el a demonstrat fezabilitatea detectării unei nave în ceață densă, dar nu distanța acesteia de la transmițător. El a obținut un brevet pentru dispozitivul său de detectare în aprilie 1904 și mai târziu un brevet pentru o modificare aferentă pentru estimarea distanței până la navă. De asemenea, a obținut un brevet britanic la 23 septembrie 1904 pentru un sistem radar complet, pe care l-a numit telemobiloscop . A funcționat pe o lungime de undă de 50 cm, iar semnalul radar pulsat a fost creat printr-un eclator. Sistemul său folosea deja configurația clasică a antenei de antenă corn cu reflector parabolic și a fost prezentat oficialilor militari germani în teste practice în portul Köln și Rotterdam , dar a fost respins.

În 1915, Robert Watson-Watt a folosit tehnologia radio pentru a oferi avertisment anticipat aviatorilor și în anii 1920 a condus unitatea de cercetare din Marea Britanie pentru a face multe progrese folosind tehnici radio, inclusiv sondarea ionosferei și detectarea fulgerelor la distanțe lungi . . Prin experimentele sale cu fulger, Watson-Watt a devenit un expert în utilizarea determinării direcției radio, înainte de a-și transforma ancheta către transmisia cu unde scurte . Necesind un receptor adecvat pentru astfel de studii, el ia spus „băiatului nou” Arnold Frederic Wilkins să efectueze o analiză amplă a unităților de unde scurte disponibile. Wilkins ar alege un model de oficiu poștal general după ce a notat descrierea manualului său a unui efect de „decolorare” (termenul comun pentru interferență la acea vreme) atunci când aeronava zbura deasupra capului.

Dincolo de Atlantic, în 1922, după ce au plasat un emițător și un receptor pe malurile opuse ale râului Potomac , cercetătorii marinei americane A. Hoyt Taylor și Leo C. Young au descoperit că navele care treceau prin calea fasciculului au cauzat semnalul recepționat să se estompeze și să dispară. Taylor a prezentat un raport, sugerând că acest fenomen ar putea fi folosit pentru a detecta prezența navelor în vizibilitate redusă, dar Marina nu a continuat imediat munca. Opt ani mai târziu, Lawrence A. Hyland de la Naval Research Laboratory (NRL) a observat efecte similare de estompare de la trecerea aeronavelor; această dezvăluire a condus la o cerere de brevet, precum și la o propunere de cercetare intensivă suplimentară asupra semnalelor radio-ecou de la ținte în mișcare care să aibă loc la NRL, unde Taylor și Young aveau sediul la acea vreme.

În mod similar, în Marea Britanie, LS Alder a obținut un brevet provizoriu secret pentru radarul naval în 1928. WAS Butement și PE Pollard au dezvoltat o unitate de testare a panourilor, care funcționează la 50 cm (600 MHz) și utilizând modulație în impulsuri care a dat rezultate de laborator de succes. În ianuarie 1931, un articol despre aparat a fost înscris în Cartea de invenții ținută de inginerii regali. Aceasta este prima înregistrare oficială în Marea Britanie a tehnologiei care a fost folosită în apărarea de coastă și a fost încorporată în Chain Home ca Chain Home (scăzută) .

Chiar înainte de al Doilea Război Mondial

Antenă radar experimentală, US Naval Research Laboratory , Anacostia, DC, de la sfârșitul anilor 1930 (fotografie făcută în 1945).

Înainte de al Doilea Război Mondial , cercetătorii din Regatul Unit, Franța , Germania , Italia , Japonia , Țările de Jos, Uniunea Sovietică și Statele Unite, în mod independent și în mare secret, au dezvoltat tehnologii care au condus la versiunea modernă a radarului. Australia, Canada, Noua Zeelandă și Africa de Sud au urmat dezvoltarea radarului din Marea Britanie de dinainte de război, iar Ungaria și -a generat tehnologia radar în timpul războiului.

În Franța, în 1934, în urma unor studii sistematice asupra magnetronului cu anod divizat , ramura de cercetare a Companiei Générale de Télégraphie Sans Fil (CSF), condusă de Maurice Ponte împreună cu Henri Gutton, Sylvain Berline și M. Hugon, a început să dezvolte un sistem de localizare a obstacolelor. aparate radio, ale căror aspecte au fost instalate pe transatlanul Normandie în 1935.

În aceeași perioadă, inginerul militar sovietic PK Oshchepkov , în colaborare cu Institutul Electrotehnic din Leningrad , a produs un aparat experimental, RAPID, capabil să detecteze o aeronavă la 3 km de un receptor. Sovieticii au produs primele radare de producție în masă RUS-1 și RUS-2 Redut în 1939, dar dezvoltarea ulterioară a fost încetinită după arestarea lui Oshchepkov și condamnarea lui ulterioară la gulag . În total, în timpul războiului au fost produse doar 607 stații Redut. Primul radar aeropurtat rusesc, Gneiss-2 , a intrat în exploatare în iunie 1943 pe bombardierele în picătură Pe-2 . Mai mult de 230 de stații Gneiss-2 au fost produse până la sfârșitul anului 1944. Sistemele franceze și sovietice, totuși, prezentau funcționare în undă continuă care nu a furnizat performanța completă, în cele din urmă, sinonimă cu sistemele radar moderne.

Radarul complet a evoluat ca un sistem cu impulsuri, iar primul astfel de aparat elementar a fost demonstrat în decembrie 1934 de americanul Robert M. Page , care lucra la Laboratorul de Cercetare Navală . În anul următor, armata Statelor Unite a testat cu succes un radar primitiv de la suprafață la suprafață pentru a viza reflectoarele bateriei de coastă pe timp de noapte. Acest design a fost urmat de un sistem pulsat demonstrat în mai 1935 de Rudolf Kühnhold și firma GEMA  [ de ] din Germania și apoi de un altul în iunie 1935 de o echipă a Ministerului Aerului condusă de Robert Watson-Watt în Marea Britanie.

Prima unitate funcțională construită de Robert Watson-Watt și echipa sa

În 1935, Watson-Watt a fost rugat să judece rapoartele recente despre o rază a morții radio germană și a predat cererea lui Wilkins. Wilkins a returnat un set de calcule care demonstrează că sistemul era practic imposibil. Atunci când Watson-Watt a întrebat ce ar putea face un astfel de sistem, Wilkins și-a amintit raportul anterior despre aeronavele care provoacă interferențe radio. Această revelație a condus la Experimentul Daventry din 26 februarie 1935, folosind un transmițător de unde scurte BBC puternic ca sursă și configurarea receptorului lor GPO într-un câmp în timp ce un bombardier zbura în jurul locului. Când avionul a fost detectat în mod clar, Hugh Dowding , membrul aerian pentru aprovizionare și cercetare, a fost foarte impresionat de potențialul sistemului lor și au fost furnizate imediat fonduri pentru dezvoltarea operațională ulterioară. Echipa lui Watson-Watt a brevetat dispozitivul în GB593017.

Un turn Chain Home în Great Baddow, Essex, Regatul Unit
Placă comemorativă care îi comemora pe Robert Watson-Watt și Arnold Wilkins

Dezvoltarea radarului s-a extins foarte mult la 1 septembrie 1936, când Watson-Watt a devenit superintendent al unui nou sediu sub conducerea Ministerului Aerului Britanic , Stația de Cercetare Bawdsey situată în Conacul Bawdsey , lângă Felixstowe, Suffolk. Lucrările de acolo au dus la proiectarea și instalarea stațiilor de detectare și urmărire a aeronavelor numite „ Chain Home ” de-a lungul coastelor de est și de sud a Angliei, la timp pentru izbucnirea celui de-al Doilea Război Mondial în 1939. Acest sistem a furnizat informațiile anticipate vitale care au ajutat Royal Royal. Forțele aeriene au câștigat Bătălia Marii Britanii ; fără ea, un număr semnificativ de avioane de vânătoare, pe care Marea Britanie nu le avea la dispoziție, ar fi trebuit întotdeauna să fie în aer pentru a răspunde rapid. Dacă detectarea aeronavelor germane s-ar fi bazat exclusiv pe observațiile unor indivizi de la sol, Marea Britanie ar fi putut pierde bătălia Marii Britanii. Radarul făcea parte din „ sistemul Dowding ” pentru colectarea rapoartelor aeronavelor inamice și coordonarea răspunsului.

Având în vedere toată finanțarea necesară și sprijinul pentru dezvoltare, echipa a produs sisteme radar funcționale în 1935 și a început implementarea. Până în 1936, primele cinci sisteme Chain Home (CH) erau operaționale și, până în 1940, s-au extins pe toată Marea Britanie, inclusiv în Irlanda de Nord. Chiar și după standardele epocii, CH era grosier; în loc să emită și să primească de la o antenă direcționată, CH a difuzat un semnal care iluminează întreaga zonă din fața acesteia și apoi a folosit unul dintre radiogonitorii proprii Watson-Watt pentru a determina direcția ecourilor returnate. Acest fapt a însemnat că transmițătoarele CH trebuiau să fie mult mai puternice și să aibă antene mai bune decât sistemele concurente, dar a permis introducerea sa rapidă folosind tehnologiile existente.

În timpul celui de-al Doilea Război Mondial

O dezvoltare cheie a fost magnetronul cu cavitate din Marea Britanie, care a permis crearea unor sisteme relativ mici cu rezoluție sub-metru. Marea Britanie a împărtășit tehnologia cu SUA în timpul Misiunii Tizard din 1940 .

În aprilie 1940, Popular Science a arătat un exemplu de unitate radar folosind brevetul Watson-Watt într-un articol despre apărarea antiaeriană. De asemenea, la sfârșitul anului 1941, Popular Mechanics a publicat un articol în care un om de știință american specula cu privire la sistemul britanic de avertizare timpurie de pe coasta de est a Angliei și s-a apropiat de ceea ce este și cum funcționează. Watson-Watt a fost trimis în SUA în 1941 pentru a consilia cu privire la apărarea aeriană după atacul Japoniei asupra Pearl Harbor . Alfred Lee Loomis a organizat Laboratorul secret de radiații MIT la Massachusetts Institute of Technology , Cambridge, Massachusetts, care a dezvoltat tehnologia radar cu microunde în anii 1941–45. Mai târziu, în 1943, Page a îmbunătățit considerabil radarul cu tehnica monopuls care a fost folosită de mulți ani în majoritatea aplicațiilor radar.

Războiul a accelerat cercetările pentru a găsi o rezoluție mai bună, mai multă portabilitate și mai multe funcții pentru radar, inclusiv sisteme de navigație complementare precum Oboe utilizate de Pathfinder-ul RAF .

Aplicații

Antenă radar marină comercială. Antena rotativă radiază un fascicul vertical în formă de evantai.

Informațiile furnizate de radar includ direcția și distanța (și, prin urmare, poziția) obiectului de la scanerul radar. Este astfel utilizat în multe domenii diferite în care necesitatea unei astfel de poziționări este crucială. Prima utilizare a radarului a fost în scopuri militare: pentru a localiza ținte aeriene, terestre și maritime. Acest lucru a evoluat în domeniul civil în aplicații pentru avioane, nave și automobile.

În aviație , aeronavele pot fi echipate cu dispozitive radar care avertizează asupra aeronavelor sau a altor obstacole în calea lor sau care se apropie, afișează informații despre vreme și oferă citiri precise de altitudine. Primul dispozitiv comercial montat pe aeronave a fost o unitate Bell Lab din 1938 pe unele avioane United Air Lines . Aeronava poate ateriza în ceață în aeroporturile echipate cu sisteme de apropiere controlată de la sol asistate de radar în care poziția avionului este observată pe ecranele radar de apropiere de precizie de către operatori care, prin urmare, dau instrucțiuni de aterizare radio pilotului, menținând aeronava pe o cale de apropiere definită către pista. Avioanele militare de luptă sunt de obicei echipate cu radare de țintire aer-aer, pentru a detecta și ținti aeronavele inamice. În plus, aeronavele militare specializate mai mari poartă radare aeropurtate puternice pentru a observa traficul aerian într-o regiune largă și a direcționa avioanele de luptă către ținte.

Radarele marine sunt utilizate pentru a măsura direcția și distanța navelor pentru a preveni coliziunea cu alte nave, pentru a naviga și pentru a stabili poziția lor pe mare atunci când se află în raza de acțiune a țărmului sau a altor referințe fixe, cum ar fi insule, geamanduri și nave-lumină. În port sau în port, sistemele radar ale serviciului de trafic naval sunt utilizate pentru a monitoriza și regla mișcările navelor în apele aglomerate.

Meteorologii folosesc radarul pentru a monitoriza precipitațiile și vântul. A devenit instrumentul principal pentru prognoza meteo pe termen scurt și pentru urmărirea vremii severe, cum ar fi furtuni , tornade , furtuni de iarnă , tipuri de precipitații etc. Geologii folosesc radare specializate care pătrund în sol pentru a cartografi compoziția scoarței Pământului . Forțele de poliție folosesc pistoale radar pentru a monitoriza viteza vehiculelor pe drumuri. Sistemele radar mai mici sunt folosite pentru a detecta mișcarea umană . Exemple sunt detectarea modelului de respirație pentru monitorizarea somnului și detectarea gesturilor mâinii și degetelor pentru interacțiunea cu computerul. Deschiderea automată a ușii, activarea luminii și detectarea intrusului sunt, de asemenea, comune.

Principii

Semnal radar

Spectrul radar Doppler 3D care arată un cod Barker de 13

Un sistem radar are un transmițător care emite unde radio cunoscute sub numele de semnale radar în direcții predeterminate. Când aceste semnale intră în contact cu un obiect, ele sunt de obicei reflectate sau împrăștiate în mai multe direcții, deși unele dintre ele vor fi absorbite și vor pătrunde în țintă. Semnalele radar sunt reflectate în mod deosebit de bine de materialele cu o conductivitate electrică considerabilă, cum ar fi majoritatea metalelor, apa de mare și pământul umed. Acest lucru face posibilă utilizarea altimetrelor radar în anumite cazuri. Semnalele radar care sunt reflectate înapoi către receptorul radar sunt cele de dorit care fac ca detectarea radarului să funcționeze. Dacă obiectul se mișcă spre sau se îndepărtează de emițător, va exista o ușoară modificare a frecvenței undelor radio din cauza efectului Doppler .

Receptoarele radar sunt de obicei, dar nu întotdeauna, în aceeași locație cu transmițătorul. Semnalele radar reflectate captate de antena de recepție sunt de obicei foarte slabe. Ele pot fi întărite de amplificatoare electronice . Metode mai sofisticate de procesare a semnalului sunt, de asemenea, utilizate pentru a recupera semnale radar utile.

Absorbția slabă a undelor radio de către mediul prin care trec este ceea ce permite seturilor de radar să detecteze obiecte la distanțe relativ mari - intervale la care alte lungimi de undă electromagnetică, cum ar fi lumina vizibilă , lumina infraroșie și lumina ultravioletă , sunt prea puternic atenuate. Fenomenele meteorologice, cum ar fi ceața, norii, ploaia, zăpada și lapovița, care blochează lumina vizibilă, sunt de obicei transparente pentru undele radio. Anumite frecvențe radio care sunt absorbite sau împrăștiate de vaporii de apă, picăturile de ploaie sau gazele atmosferice (în special oxigenul) sunt evitate la proiectarea radarelor, cu excepția cazului în care se intenționează detectarea acestora.

Iluminare

Radarul se bazează pe propriile transmisii, mai degrabă decât pe lumina de la Soare sau Lună, sau de undele electromagnetice emise de obiectele țintă, cum ar fi radiația infraroșie (căldură). Acest proces de direcționare a undelor radio artificiale către obiecte se numește iluminare , deși undele radio sunt invizibile pentru ochiul uman, precum și pentru camerele optice.

Reflecţie

Luminozitatea poate indica reflectivitate ca în această imagine radar meteo din 1960 (a uraganului Abby ). Frecvența radarului, forma pulsului, polarizarea, procesarea semnalului și antena determină ceea ce poate observa.

Dacă undele electromagnetice care călătoresc printr-un material întâlnesc un alt material, având o constantă dielectrică sau constantă diamagnetică diferită de prima, undele se vor reflecta sau se vor împrăștia de la granița dintre materiale. Aceasta înseamnă că un obiect solid în aer sau în vid , sau o schimbare semnificativă a densității atomice între obiect și ceea ce îl înconjoară, va împrăștia de obicei undele radar (radio) de pe suprafața sa. Acest lucru este valabil mai ales pentru materialele conductoare de electricitate , cum ar fi metalul și fibra de carbon, ceea ce face ca radarul să fie potrivit pentru detectarea aeronavelor și a navelor. Materialul de absorbție a radarului , care conține substanțe rezistive și uneori magnetice , este utilizat pe vehiculele militare pentru a reduce reflexia radarului . Acesta este echivalentul radio pentru a picta ceva într-o culoare închisă, astfel încât să nu poată fi văzut de ochi noaptea.

Undele radar se împrăștie într-o varietate de moduri, în funcție de dimensiunea (lungimea de undă) undei radio și de forma țintei. Dacă lungimea de undă este mult mai mică decât dimensiunea țintei, unda va sări într-un mod similar cu modul în care lumina este reflectată de o oglindă . Dacă lungimea de undă este mult mai mare decât dimensiunea țintei, este posibil ca ținta să nu fie vizibilă din cauza reflexiei slabe. Tehnologia radarului de joasă frecvență depinde de rezonanțe pentru detectarea, dar nu identificarea țintelor. Acest lucru este descris de împrăștierea Rayleigh , un efect care creează cerul albastru al Pământului și apusurile roșii. Când cele două scale de lungime sunt comparabile, pot exista rezonanțe . Radarele timpurii foloseau lungimi de undă foarte mari, care erau mai mari decât țintele și, prin urmare, primeau un semnal vag, în timp ce multe sisteme moderne folosesc lungimi de undă mai scurte (câțiva centimetri sau mai puțin) care pot imaginea obiecte la fel de mici ca o pâine.

Undele radio scurte se reflectă din curbe și colțuri într-un mod similar cu strălucirea dintr-o bucată de sticlă rotunjită. Cele mai reflectante ținte pentru lungimi de undă scurte au unghiuri de 90° între suprafețele reflectorizante . Un reflector de colț este format din trei suprafețe plane care se întâlnesc ca colțul interior al unui cub. Structura va reflecta undele care intră în deschiderea sa direct înapoi la sursă. Ele sunt utilizate în mod obișnuit ca reflectoare radar pentru a face mai ușor de detectat obiectele altfel greu de detectat. Reflectoarele de colț de pe bărci, de exemplu, le fac mai detectabile pentru a evita coliziunea sau în timpul unei salvari. Din motive similare, obiectele destinate să evite detectarea nu vor avea colțuri sau suprafețe interioare și margini perpendiculare pe direcțiile probabile de detectare, ceea ce duce la avioane stealth cu aspect „ciudat” . Aceste precauții nu elimină total reflexia din cauza difracției , în special la lungimi de undă mai mari. Firele lungi de jumătate de undă sau benzile de material conducător, cum ar fi pleava , sunt foarte reflectorizante, dar nu direcționează energia împrăștiată înapoi către sursă. Măsura în care un obiect reflectă sau împrăștie undele radio se numește secțiunea transversală a radarului .

Ecuația razei radarului

Puterea P r care revine la antena de recepție este dată de ecuația:

Unde

  • P t = puterea emițătorului
  • G t = câștigul antenei de transmisie
  • A r = deschiderea (aria) efectivă a antenei de recepție; aceasta poate fi exprimată și ca , unde
  • = lungimea de undă transmisă
  • G r = câștigul antenei de recepție
  • σ = secțiunea transversală radar sau coeficientul de împrăștiere a țintei
  • F = factor de propagare a modelului
  • R t = distanța de la transmițător la țintă
  • R r = distanta de la tinta la receptor.

În cazul obișnuit în care emițătorul și receptorul sunt în aceeași locație, Rt = R r și termenul Rt²Rr² poate fi înlocuit cu R4 , unde R este domeniul . Aceasta produce:

Acest lucru arată că puterea primită scade ca a patra putere a intervalului, ceea ce înseamnă că puterea primită de la ținte îndepărtate este relativ foarte mică.

Filtrarea suplimentară și integrarea pulsului modifică ușor ecuația radar pentru performanța radarului puls-Doppler , care poate fi utilizat pentru a crește raza de detectare și a reduce puterea de transmisie.

Ecuația de mai sus cu F = 1 este o simplificare pentru transmiterea în vid fără interferențe. Factorul de propagare ține cont de efectele căilor multiple și ale umbririi și depinde de detaliile mediului. Într-o situație reală, sunt luate în considerare și efectele pierderii traiectoriei .

efectul Doppler

Modificarea lungimii de undă cauzată de mișcarea sursei.

Schimbarea de frecvență este cauzată de mișcarea care modifică numărul de lungimi de undă dintre reflector și radar. Acest lucru poate degrada sau îmbunătăți performanța radarului, în funcție de modul în care afectează procesul de detectare. De exemplu, indicația în mișcare a țintei poate interacționa cu Doppler pentru a produce anularea semnalului la anumite viteze radiale, ceea ce degradează performanța.

Sistemele radar pe mare, orientarea radar semi-activă , orientarea radar activă , radarul meteo , aeronavele militare și astronomia radar se bazează pe efectul Doppler pentru a îmbunătăți performanța. Aceasta produce informații despre viteza țintei în timpul procesului de detectare. Acest lucru permite, de asemenea, să fie detectate obiecte mici într-un mediu care conține obiecte mult mai mari din apropiere, care se mișcă lentă.

Deplasarea Doppler depinde dacă configurația radarului este activă sau pasivă. Radarul activ transmite un semnal care este reflectat înapoi către receptor. Radarul pasiv depinde de obiectul care trimite un semnal către receptor.

Schimbarea frecvenței Doppler pentru radarul activ este următoarea, unde este frecvența Doppler, este frecvența de transmisie, este viteza radială și este viteza luminii:

.

Radarul pasiv este aplicabil contramăsurilor electronice și radioastronomiei , după cum urmează:

.

Numai componenta radială a vitezei este relevantă. Când reflectorul se mișcă în unghi drept față de fasciculul radar, nu are viteză relativă. Vehiculele și vremea care se deplasează paralel cu fasciculul radar produc schimbarea maximă a frecvenței Doppler.

Când frecvența de transmisie ( ) este pulsată, folosind o frecvență de repetare a impulsului de , spectrul de frecvență rezultat va conține frecvențe armonice deasupra și dedesubt cu o distanță de . Ca urmare, măsurarea Doppler nu este ambiguă numai dacă deplasarea frecvenței Doppler este mai mică de jumătate din , numită frecvența Nyquist , deoarece frecvența returnată altfel nu poate fi distinsă de deplasarea unei frecvențe armonice deasupra sau mai jos, necesitând astfel:

Sau la înlocuirea cu :

De exemplu, un radar meteorologic Doppler cu o frecvență a pulsului de 2 kHz și o frecvență de transmisie de 1 GHz poate măsura în mod fiabil viteza vremii până la cel mult 150 m/s (340 mph), prin urmare nu poate determina în mod fiabil viteza radială a aeronavei care se deplasează la 1.000 m. /s (2.200 mph).

Polarizare

În toate radiațiile electromagnetice , câmpul electric este perpendicular pe direcția de propagare, iar direcția câmpului electric este polarizarea undei. Pentru un semnal radar transmis, polarizarea poate fi controlată pentru a produce efecte diferite. Radarele folosesc polarizare orizontală, verticală, liniară și circulară pentru a detecta diferite tipuri de reflexii. De exemplu, polarizarea circulară este folosită pentru a minimiza interferența cauzată de ploaie. Retururile de polarizare liniară indică de obicei suprafețe metalice. Retururile aleatorii ale polarizării indică de obicei o suprafață fractală , cum ar fi rocile sau solul, și sunt utilizate de radarele de navigație.

Factori limitatori

Calea fasciculului și raza de acțiune

Înălțimi ecou deasupra solului Unde :   r : distanța radar-țintă ke : 4/3 ae : Raza pământului θe : unghi de elevație deasupra orizontului radar ha : înălțimea feedhornului deasupra solului






Un fascicul radar urmează o cale liniară în vid, dar urmează o cale oarecum curbă în atmosferă din cauza variației indicelui de refracție al aerului, care se numește orizont radar . Chiar și atunci când fasciculul este emis paralel cu pământul, fasciculul se ridică deasupra solului pe măsură ce curbura Pământului se scufundă sub orizont. În plus, semnalul este atenuat de mediul pe care fasciculul îl traversează, iar fasciculul se dispersează.

Raza maximă de acțiune a radarului convențional poate fi limitată de o serie de factori:

  • Linia de vedere, care depinde de înălțimea deasupra solului. Fără o linie directă de vedere, traseul fasciculului este blocat.
  • Intervalul maxim neambigu, care este determinat de frecvența de repetare a pulsului . Intervalul maxim neambiguu este distanța pe care o poate parcurge pulsul și de la care se poate întoarce înainte ca următorul impuls să fie emis.
  • Sensibilitatea radarului și puterea semnalului de întoarcere calculate în ecuația radar. Această componentă include factori precum condițiile de mediu și dimensiunea (sau secțiunea transversală a radarului) țintei.

Zgomot

Zgomotul semnalului este o sursă internă de variații aleatorii ale semnalului, care este generată de toate componentele electronice.

Semnalele reflectate scad rapid pe măsură ce distanța crește, astfel încât zgomotul introduce o limitare a razei radarului. Nivelul de zgomot și raportul semnal-zgomot sunt două măsuri diferite de performanță care afectează performanța intervalului. Reflectoarele care sunt prea departe produc prea puțin semnal pentru a depăși nivelul de zgomot și nu pot fi detectate. Detectarea necesită un semnal care depășește nivelul de zgomot cu cel puțin raportul semnal-zgomot.

Zgomotul apare de obicei ca variații aleatorii suprapuse semnalului de eco dorit primit în receptorul radar. Cu cât este mai mică puterea semnalului dorit, cu atât este mai dificil să-l discerneți de zgomot. Cifra de zgomot este o măsură a zgomotului produs de un receptor în comparație cu un receptor ideal, iar acest lucru trebuie redus la minimum.

Zgomotul de împușcare este produs de electronii în tranzit printr-o discontinuitate, care apare în toate detectoarele. Zgomotul de fotografiere este sursa dominantă în majoritatea receptoarelor. Va exista, de asemenea, zgomot de pâlpâire cauzat de tranzitul electronilor prin dispozitivele de amplificare, care este redus prin amplificarea heterodină . Un alt motiv pentru procesarea heterodină este că pentru lățimea de bandă fracțională fixă, lățimea de bandă instantanee crește liniar în frecvență. Acest lucru permite o rezoluție îmbunătățită. Singura excepție notabilă de la sistemele radar heterodine (conversie descendentă) este radarul cu bandă ultra-largă . Aici un singur ciclu, sau undă tranzitorie, este utilizată similar comunicațiilor UWB, consultați Lista canalelor UWB .

Zgomotul este generat și de surse externe, cel mai important radiația termică naturală a fundalului care înconjoară ținta de interes. În sistemele radar moderne, zgomotul intern este de obicei aproximativ egal sau mai mic decât zgomotul extern. O excepție este dacă radarul este îndreptat în sus către cer senin, unde scena este atât de „rece” încât generează foarte puțin zgomot termic . Zgomotul termic este dat de k B TB , unde T este temperatura, B este lățimea de bandă (filtru post adaptat) și k B este constanta lui Boltzmann . Există o interpretare intuitivă atrăgătoare a acestei relații într-un radar. Filtrarea potrivită permite ca întreaga energie primită de la o țintă să fie comprimată într-un singur compartiment (fie că este vorba despre un interval, Doppler, elevație sau azimut). La suprafață se pare că atunci, într-un interval fix de timp, s-ar putea obține o detecție perfectă, fără erori. Acest lucru se realizează prin comprimarea întregii energie într-o porțiune de timp infinitezimală. Ceea ce limitează această abordare în lumea reală este că, deși timpul este divizibil în mod arbitrar, curentul nu este. Cuantumul energiei electrice este un electron și, prin urmare, cel mai bun lucru care se poate face este să potriviți filtrul toată energia într-un singur electron. Deoarece electronul se mișcă la o anumită temperatură ( spectrul Planck ), această sursă de zgomot nu poate fi erodata în continuare. În cele din urmă, radarul, ca toate entitățile la scară macro, este profund afectat de teoria cuantică.

Zgomotul este aleatoriu, iar semnalele țintă nu. Procesarea semnalului poate profita de acest fenomen pentru a reduce nivelul de zgomot folosind două strategii. Tipul de integrare a semnalului utilizat cu indicarea țintei în mișcare poate îmbunătăți zgomotul până la fiecare etapă. Semnalul poate fi, de asemenea, împărțit între mai multe filtre pentru procesarea semnalului impuls-Doppler , ceea ce reduce nivelul de zgomot cu numărul de filtre. Aceste îmbunătățiri depind de coerență .

Interferență

Sistemele radar trebuie să depășească semnalele nedorite pentru a se concentra asupra țintelor de interes. Aceste semnale nedorite pot proveni din surse interne și externe, atât pasive, cât și active. Capacitatea sistemului radar de a depăși aceste semnale nedorite îi definește raportul semnal-zgomot (SNR). SNR este definit ca raportul dintre puterea semnalului și puterea zgomotului din semnalul dorit; compară nivelul unui semnal țintă dorit cu nivelul zgomotului de fond (zgomotul atmosferic și zgomotul generat în interiorul receptorului). Cu cât SNR-ul unui sistem este mai mare, cu atât este mai bine să discrimineze țintele reale de semnalele de zgomot.

Dezordine

Dezordinea se referă la ecourile de frecvență radio (RF) returnate de la ținte care sunt neinteresante pentru operatorii radar. Astfel de ținte includ obiecte naturale cum ar fi pământul, marea și, atunci când nu sunt însărcinate în scopuri meteorologice, precipitații (cum ar fi ploaie, zăpadă sau grindină), furtunile de nisip , animale (în special păsări), turbulențe atmosferice și alte efecte atmosferice, cum ar fi reflexii ionosfere , urme de meteoriți și vârf de grindină . Dezordinea poate fi, de asemenea, returnată de la obiecte create de om, cum ar fi clădiri, și, în mod intenționat, prin contramăsuri radar, cum ar fi pleava .

Unele dezordine pot fi cauzate și de un ghid de undă radar lung între transceiver-ul radar și antenă. Într-un radar tipic cu indicator de poziție în plan (PPI) cu o antenă rotativă, acesta va fi de obicei văzut ca un „soare” sau „rafală de soare” în centrul afișajului, deoarece receptorul răspunde la ecourile de la particulele de praf și RF greșit în ghidul de undă . Ajustarea timpului dintre momentul în care emițătorul trimite un impuls și momentul în care treapta receptorului este activată va reduce, în general, explozia solară fără a afecta acuratețea intervalului, deoarece cea mai mare parte a exploziei solare este cauzată de un impuls de transmisie difuz reflectat înainte de a părăsi antena. Dezordinea este considerată o sursă de interferență pasivă, deoarece apare doar ca răspuns la semnalele radar trimise de radar.

Dezordinea este detectată și neutralizată în mai multe moduri. Dezordinea tinde să apară statică între scanările radar; la ecourile de scanare ulterioare, țintele de dorit vor apărea să se miște și toate ecourile staționare pot fi eliminate. Dezordinea mării poate fi redusă prin utilizarea polarizării orizontale, în timp ce ploaia este redusă cu polarizarea circulară (radarele meteorologice doresc efectul opus și, prin urmare, folosesc polarizarea liniară pentru a detecta precipitațiile). Alte metode încearcă să crească raportul semnal-dezordini.

Dezordinea se mișcă odată cu vântul sau este staționară. Două strategii comune pentru a îmbunătăți măsurarea sau performanța într-un mediu dezordine sunt:

  • Indicație țintă în mișcare, care integrează impulsuri succesive
  • Procesare Doppler, care utilizează filtre pentru a separa dezordinea de semnalele dorite

Cea mai eficientă tehnică de reducere a dezordinei este radarul cu impulsuri Doppler . Doppler separă dezordinea de aeronave și nave spațiale folosind un spectru de frecvență , astfel încât semnalele individuale pot fi separate de mai multe reflectoare situate în același volum folosind diferențele de viteză. Acest lucru necesită un transmițător coerent. O altă tehnică folosește un indicator de țintă în mișcare care scade semnalul de recepție din două impulsuri succesive folosind faza pentru a reduce semnalele de la obiectele care se mișcă lentă. Acest lucru poate fi adaptat pentru sistemele cărora le lipsește un transmițător coerent, cum ar fi radarul cu amplitudinea impulsului în domeniul timpului .

Rata de alarmă falsă constantă , o formă de control automat al câștigului (AGC), este o metodă care se bazează pe randamentele dezordinelor care depășesc cu mult ecourile de la țintele de interes. Câștigul receptorului este ajustat automat pentru a menține un nivel constant de dezordine vizibilă generală. Deși acest lucru nu ajută la detectarea țintelor mascate de dezordinea înconjurătoare mai puternică, ajută la distingerea surselor ținte puternice. În trecut, radarul AGC era controlat electronic și a afectat câștigul întregului receptor radar. Pe măsură ce radarele au evoluat, AGC a devenit controlat de software-ul computerizat și a afectat câștigul cu o granularitate mai mare în celulele de detectare specifice.

Ecourile radarelor multiple de la o țintă provoacă apariția fantomelor

Dezordinea poate proveni, de asemenea, din ecourile multitraioare de la ținte valide cauzate de reflexia solului, conductele atmosferice sau reflexia / refracția ionosferică (de exemplu, propagare anormală ). Acest tip de dezordine este deosebit de deranjant, deoarece pare să se miște și să se comporte ca alte ținte normale (puncte) de interes. Într-un scenariu tipic, ecoul unui avion este reflectat de la sol de dedesubt, arătând receptorului ca o țintă identică sub cea corectă. Radarul poate încerca să unifice țintele, raportând ținta la o înălțime incorectă sau eliminând-o pe baza jitter -ului sau a unei imposibilități fizice. Bruiajul de sărituri pe teren exploatează acest răspuns prin amplificarea semnalului radar și direcționându-l în jos. Aceste probleme pot fi depășite prin încorporarea unei hărți la sol a împrejurimilor radarului și prin eliminarea tuturor ecourilor care par să provină sub pământ sau peste o anumită înălțime. Monopulse poate fi îmbunătățită prin modificarea algoritmului de elevație utilizat la altitudine joasă. În echipamentele radar de control al traficului aerian mai noi, algoritmii sunt utilizați pentru a identifica țintele false prin compararea retururilor curente ale impulsului cu cele adiacente, precum și calculând improbabilitățile de întoarcere.

Brumare

Bruiajul radar se referă la semnale de frecvență radio care provin din surse din afara radarului, care transmit în frecvența radarului și, prin urmare, maschează țintele de interes. Blocarea poate fi intenționată, ca în cazul unei tactici de război electronic , sau neintenționată, ca în cazul forțelor prietene care operează echipamente care transmit folosind același interval de frecvență. Brumarea este considerată o sursă de interferență activă, deoarece este inițiată de elemente din afara radarului și, în general, fără legătură cu semnalele radar.

Bruiajul este problematic pentru radar, deoarece semnalul de bruiaj trebuie să circule doar într-un singur sens (de la bruiaj la receptorul radar), în timp ce ecourile radar se deplasează în două sensuri (radar-țintă-radar) și, prin urmare, sunt reduse semnificativ în putere până la întoarcere. la receptorul radar în conformitate cu legea inversului pătratului . Prin urmare, dispozitivele de bruiaj pot fi mult mai puțin puternice decât radarele lor blocate și totuși maschează efectiv țintele de-a lungul liniei de vedere de la bruiaj la radar ( blocarea principală ). Jammer-urile au un efect suplimentar de a afecta radarele de-a lungul altor linii de vedere prin lobii laterali ai receptorului radar ( bruiaj al lobilor laterali ).

Bruiajul lobului principal poate fi redus, în general, doar prin îngustarea unghiului solid al lobului principal și nu poate fi eliminat complet atunci când se confruntă direct cu un bruiaj care utilizează aceeași frecvență și polarizare ca și radarul. Blocarea lobilor laterali poate fi depășită prin reducerea lobilor laterali de recepție în proiectarea antenei radar și prin utilizarea unei antene omnidirecționale pentru a detecta și a ignora semnalele care nu sunt lobii principale. Alte tehnici anti-blocare sunt saltul de frecvență și polarizarea .

Procesarea semnalului radar

Măsurarea distanței

Timp de tranzit

Radar cu puls: se măsoară timpul dus-întors pentru ca pulsul radar să ajungă la țintă și să se întoarcă. Distanța este proporțională cu acest timp.

O modalitate de a obține o măsurare a distanței se bazează pe timpul de zbor : transmiteți un impuls scurt de semnal radio (radiație electromagnetică) și măsurați timpul necesar pentru ca reflexia să revină. Distanța este jumătate din timpul dus-întors înmulțit cu viteza semnalului. Factorul de jumătate provine din faptul că semnalul trebuie să călătorească la obiect și înapoi. Deoarece undele radio se deplasează cu viteza luminii , măsurarea precisă a distanței necesită electronice de mare viteză. În cele mai multe cazuri, receptorul nu detectează revenirea în timp ce semnalul este transmis. Prin utilizarea unui duplexor, radarul comută între transmisie și recepție la o rată predeterminată. Un efect similar impune și o gamă maximă. Pentru a maximiza intervalul, ar trebui să fie utilizați timpi mai lungi între impulsuri, denumite timp de repetiție a impulsurilor sau frecvența sa reciprocă de repetare a impulsurilor.

Aceste două efecte tind să fie în contradicție unul cu celălalt și nu este ușor să combinați atât raza scurtă bună, cât și raza lungă bună într-un singur radar. Acest lucru se datorează faptului că impulsurile scurte necesare pentru o difuzare bună cu raza minimă de acțiune au mai puțină energie totală, făcând randamentele mult mai mici și ținta mai greu de detectat. Acest lucru ar putea fi compensat prin utilizarea mai multor impulsuri, dar acest lucru ar scurta intervalul maxim. Deci, fiecare radar folosește un anumit tip de semnal. Radarele cu rază lungă de acțiune tind să utilizeze impulsuri lungi cu întârzieri mari între ele, iar radarele cu rază scurtă de acțiune folosesc impulsuri mai mici, cu mai puțin timp între ele. Pe măsură ce electronicele s-au îmbunătățit, multe radare își pot schimba frecvența de repetare a pulsului, schimbându-și astfel raza de acțiune. Cele mai noi radare declanșează două impulsuri în timpul unei celule, unul pentru distanță scurtă (aproximativ 10 km (6,2 mi)) și un semnal separat pentru distanțe mai lungi (aproximativ 100 km (62 mi)).

Distanța poate fi măsurată și în funcție de timp. Mila radar este timpul necesar pentru ca un impuls radar să parcurgă o milă nautică , să se reflecte asupra unei ținte și să se întoarcă la antena radar. Deoarece o milă nautică este definită ca 1.852 m, împărțind această distanță la viteza luminii (299.792.458 m/s) și apoi înmulțind rezultatul cu 2, rezultă un rezultat de 12,36 μs în durată.

Modulația de frecvență

Radar cu undă continuă (CW). Utilizarea modulării în frecvență permite extragerea domeniului.

O altă formă de radar de măsurare a distanței se bazează pe modularea frecvenței. În aceste sisteme, frecvența semnalului transmis se modifică în timp. Deoarece semnalul durează un timp finit pentru a călători către și de la țintă, semnalul primit este o frecvență diferită de cea pe care o transmite transmițătorul în momentul în care semnalul reflectat ajunge înapoi la radar. Prin compararea frecvenței celor două semnale, diferența poate fi măsurată cu ușurință. Acest lucru este ușor de realizat, cu o precizie foarte mare, chiar și în electronicele anilor 1940. Un alt avantaj este că radarul poate funcționa eficient la frecvențe relativ joase. Acest lucru a fost important în dezvoltarea timpurie a acestui tip, când generarea de semnal de înaltă frecvență a fost dificilă sau costisitoare.

Această tehnică poate fi utilizată în radarul cu undă continuă și se găsește adesea în altimetrele radar aeronavelor . În aceste sisteme, un semnal radar „purtător” este modulat în frecvență într-un mod previzibil, variind de obicei în sus și în jos cu o undă sinusoidală sau un model cu dinte de ferăstrău la frecvențele audio. Semnalul este apoi trimis de la o antenă și recepționat pe alta, situată de obicei în partea de jos a aeronavei, iar semnalul poate fi comparat continuu folosind un modulator de frecvență de bătaie simplu care produce un ton de frecvență audio din semnalul returnat și o parte din semnalul transmis.

Indicele de modulație care circulă pe semnalul de recepție este proporțional cu întârzierea dintre radar și reflector. Schimbarea frecvenței devine mai mare cu o întârziere mai mare. Deplasarea de frecvență este direct proporțională cu distanța parcursă. Această distanță poate fi afișată pe un instrument și poate fi disponibilă și prin transponder . Această procesare a semnalului este similară cu cea utilizată în radarul Doppler de detectare a vitezei. Exemple de sisteme care utilizează această abordare sunt AZUSA , MISTRAM și UDOP .

Radarul terestru folosește semnale FM de putere redusă care acoperă o gamă de frecvență mai mare. Reflexiile multiple sunt analizate matematic pentru modificări de tipar cu treceri multiple creând o imagine sintetică computerizată. Sunt utilizate efecte Doppler care permit detectarea obiectelor care se mișcă lentă și eliminând în mare măsură „zgomotul” de pe suprafețele corpurilor de apă.

Compresia pulsului

Cele două tehnici prezentate mai sus au ambele dezavantaje. Tehnica de sincronizare a pulsului are un compromis inerent prin faptul că acuratețea măsurării distanței este invers legată de lungimea pulsului, în timp ce energia și, prin urmare, intervalul de direcție, este direct legată. Creșterea puterii pentru o rază mai lungă de acțiune, menținând în același timp precizia, necesită o putere de vârf extrem de mare, radarele de avertizare timpurie din anii 1960 funcționând adesea în zeci de megawați. Metodele undelor continue răspândesc această energie în timp și, prin urmare, necesită o putere de vârf mult mai mică în comparație cu tehnicile cu impulsuri, dar necesită o metodă de a permite semnalelor trimise și primite să funcționeze în același timp, necesitând adesea două antene separate.

Introducerea noilor electronice în anii 1960 a permis combinarea celor două tehnici. Începe cu un impuls mai lung care este, de asemenea, modulat în frecvență. Răspândirea energiei transmise în timp înseamnă că pot fi utilizate energii de vârf mai mici, cu exemple moderne de obicei de ordinul a zeci de kilowați. La recepție, semnalul este trimis într-un sistem care întârzie diferite frecvențe cu timpi diferiți. Ieșirea rezultată este un impuls mult mai scurt, care este potrivit pentru măsurarea precisă a distanței, comprimând în același timp energia primită într-un vârf de energie mult mai mare și reducând astfel raportul semnal-zgomot. Tehnica este în mare măsură universală pe radarele mari moderne.

Măsurarea vitezei

Viteza este modificarea distanței față de un obiect în raport cu timpul. Astfel, sistemul existent de măsurare a distanței, combinat cu o capacitate de memorie pentru a vedea unde a fost ultima țintă, este suficient pentru a măsura viteza. La un moment dat, memoria consta în faptul că un utilizator făcea urme de creion pe ecranul radarului și apoi calcula viteza folosind o regulă de calcul . Sistemele radar moderne efectuează operația echivalentă mai rapid și mai precis folosind computere.

Dacă ieșirea emițătorului este coerentă (fază sincronizată), există un alt efect care poate fi folosit pentru a face măsurători de viteză aproape instantanee (nu este necesară nicio memorie), cunoscut sub numele de efect Doppler . Cele mai multe sisteme radar moderne folosesc acest principiu în radar Doppler și sisteme radar cu impulsuri Doppler ( radar meteo , radar militar). Efectul Doppler poate determina doar viteza relativă a țintei de-a lungul liniei de vedere de la radar la țintă. Orice componentă a vitezei țintei perpendiculară pe linia de vedere nu poate fi determinată doar folosind efectul Doppler, dar poate fi determinată urmărind azimutul țintei în timp.

Este posibil să se realizeze un radar Doppler fără nicio pulsație, cunoscut sub numele de radar cu undă continuă (radar CW), prin trimiterea unui semnal foarte pur de o frecvență cunoscută. Radarul CW este ideal pentru a determina componenta radială a vitezei unei ținte. Radarul CW este folosit în mod obișnuit de autoritățile din trafic pentru a măsura viteza vehiculului rapid și cu precizie acolo unde intervalul nu este important.

Când se folosește un radar cu impulsuri, variația dintre faza de întoarceri succesive dă distanța pe care ținta s-a deplasat între impulsuri și astfel poate fi calculată viteza acestuia. Alte evoluții matematice în procesarea semnalului radar includ analiza timp-frecvență (Weyl Heisenberg sau wavelet ), precum și transformarea chirplet care folosește schimbarea frecvenței întoarcerilor de la ținte în mișcare ("chirp").

Prelucrarea semnalului Pulse-Doppler

Prelucrarea semnalului Pulse-Doppler. Axa Range Sample reprezintă mostre individuale prelevate între fiecare impuls de transmisie. Axa Range Interval reprezintă fiecare interval succesiv de impulsuri de transmisie în timpul căruia sunt prelevate probe. Procesul Fast Fourier Transform convertește mostre din domeniul timpului în spectre din domeniul frecvenței. Acesta este uneori numit patul de unghii .

Procesarea semnalului Pulse-Doppler include filtrarea frecvenței în procesul de detectare. Spațiul dintre fiecare impuls de transmisie este împărțit în celule de gamă sau porți de gamă. Fiecare celulă este filtrată independent, la fel ca procesul utilizat de un analizor de spectru pentru a produce afișajul care arată diferite frecvențe. Fiecare distanță diferită produce un spectru diferit. Aceste spectre sunt folosite pentru a efectua procesul de detectare. Acest lucru este necesar pentru a obține performanțe acceptabile în medii ostile care implică vreme, teren și contramăsuri electronice.

Scopul principal este de a măsura atât amplitudinea, cât și frecvența semnalului reflectat agregat de la distanțe multiple. Acesta este utilizat cu radarul meteo pentru a măsura viteza radială a vântului și rata precipitațiilor în fiecare volum diferit de aer. Aceasta este legată de sistemele de calcul pentru a produce o hartă electronică a vremii în timp real. Siguranța aeronavei depinde de accesul continuu la informații radar meteo precise care sunt utilizate pentru a preveni rănirea și accidentele. Radarul meteo utilizează un PRF scăzut . Cerințele de coerență nu sunt la fel de stricte ca cele pentru sistemele militare, deoarece semnalele individuale nu trebuie de obicei separate. Este necesară o filtrare mai puțin sofisticată, iar procesarea ambiguității în gamă nu este în mod normal necesară cu radarul meteo, în comparație cu radarul militar destinat urmăririi vehiculelor aeriene.

Scopul alternativ este capacitatea de „ privire/debarcare ” necesară pentru a îmbunătăți supraviețuirea luptei aeriene militare. Pulse-Doppler este, de asemenea, utilizat pentru radarul de supraveghere la sol necesar pentru apărarea personalului și vehiculelor. Procesarea semnalului Pulse-Doppler mărește distanța maximă de detectare folosind mai puține radiații în imediata apropiere a piloților de aeronave, personalului de la bord, infanterie și artilerie. Reflecțiile de pe teren, apă și vreme produc semnale mult mai mari decât aeronavele și rachetele, ceea ce permite vehiculelor cu mișcare rapidă să se ascundă folosind tehnici de zbor și tehnologia stealth pentru a evita detectarea până când un vehicul de atac este prea aproape pentru a fi distrus. Procesarea semnalului Pulse-Doppler încorporează o filtrare electronică mai sofisticată care elimină în siguranță acest tip de slăbiciune. Acest lucru necesită utilizarea unei frecvențe medii de repetare a pulsului cu hardware coerent de fază care are o gamă dinamică mare. Aplicațiile militare necesită PRF mediu care împiedică determinarea directă a intervalului, iar procesarea rezoluției ambiguității intervalului este necesară pentru a identifica intervalul real al tuturor semnalelor reflectate. Mișcarea radială este de obicei legată de frecvența Doppler pentru a produce un semnal de blocare care nu poate fi produs de semnalele de bruiaj radar. Procesarea semnalului Pulse-Doppler produce, de asemenea, semnale sonore care pot fi utilizate pentru identificarea amenințărilor.

Reducerea efectelor de interferență

Procesarea semnalului este folosită în sistemele radar pentru a reduce efectele interferenței radar . Tehnicile de procesare a semnalului includ indicarea țintei în mișcare , procesarea semnalului Pulse-Doppler , procesoarele de detectare a țintei în mișcare, corelarea cu ținte radar de supraveghere secundare , procesarea adaptivă spațiu-timp și urmărirea înainte de detectare . Rata de alarmă falsă constantă și procesarea digitală a modelelor de teren sunt, de asemenea, utilizate în medii dezordine.

Extragerea parcelei și a căii

Un algoritm Track este o strategie de îmbunătățire a performanței radarului. Algoritmii de urmărire oferă capacitatea de a prezice poziția viitoare a mai multor obiecte în mișcare pe baza istoricului pozițiilor individuale raportate de sistemele de senzori.

Informațiile istorice sunt acumulate și utilizate pentru a prezice poziția viitoare pentru a fi utilizate cu controlul traficului aerian, estimarea amenințărilor, doctrina sistemului de luptă, țintirea armelor și ghidarea rachetelor. Datele de poziție sunt acumulate de senzorii radar pe o perioadă de câteva minute.

Există patru algoritmi comuni de urmărire.

Retururile video radar de la aeronave pot fi supuse unui proces de extragere a graficului prin care semnalele false și interferente sunt eliminate. O secvență de returnări țintă poate fi monitorizată printr-un dispozitiv cunoscut sub numele de extractor de plot.

Returnările nerelevante în timp real pot fi eliminate din informațiile afișate și pot fi afișate un singur diagramă. În unele sisteme radar, sau alternativ în sistemul de comandă și control la care este conectat radarul, se folosește un tracker radar pentru a asocia succesiunea de diagrame aparținând țintelor individuale și pentru a estima direcțiile și vitezele țintelor.

Inginerie

Componente radar

Componentele unui radar sunt:

  • Un transmițător care generează semnalul radio cu un oscilator cum ar fi un klystron sau un magnetron și controlează durata acestuia printr-un modulator .
  • Un ghid de undă care leagă transmițătorul și antena.
  • Un duplexor care servește ca comutator între antenă și emițător sau receptor pentru semnal atunci când antena este utilizată în ambele situații.
  • Un receptor . Cunoscând forma semnalului dorit primit (un impuls), un receptor optim poate fi proiectat folosind un filtru potrivit .
  • Un procesor de afișare pentru a produce semnale pentru dispozitivele de ieșire care pot fi citite de om .
  • O secțiune electronică care controlează toate acele dispozitive și antena pentru a efectua scanarea radar comandată de software.
  • Un link către dispozitivele și ecranele utilizatorului final.

Design antenă

Antenă AS-3263/SPS-49(V) (Marina SUA)

Semnalele radio transmise de la o singură antenă se vor răspândi în toate direcțiile și, de asemenea, o singură antenă va primi semnale în mod egal din toate direcțiile. Acest lucru lasă radarul cu problema de a decide unde se află obiectul țintă.

Sistemele timpurii au avut tendința de a utiliza antene de difuzare omnidirecționale , cu antene de recepție direcționale care erau îndreptate în diferite direcții. De exemplu, primul sistem care a fost implementat, Chain Home, a folosit două antene drepte în unghi drept pentru recepție, fiecare pe un afișaj diferit. Returul maxim ar fi detectat cu o antenă în unghi drept față de țintă și un minim cu antena îndreptată direct spre ea (capătul pe). Operatorul putea determina direcția către o țintă prin rotirea antenei, astfel încât un afișaj să arate un maxim, în timp ce celălalt să arate un minim. O limitare serioasă a acestui tip de soluție este că transmisia este transmisă în toate direcțiile, astfel încât cantitatea de energie din direcția examinată este o mică parte din cea transmisă. Pentru a obține o cantitate rezonabilă de putere pe „țintă”, antena de transmisie ar trebui să fie, de asemenea, direcțională.

Reflector parabolic

Antena radar de supraveghere

Sistemele mai moderne folosesc o „antenă” parabolica orientabilă pentru a crea un fascicul de difuzare strâns, folosind de obicei aceeași antenă ca și receptorul. Astfel de sisteme combină adesea două frecvențe radar în aceeași antenă pentru a permite direcția automată sau blocarea radarului .

Reflectoarele parabolice pot fi fie parabole simetrice, fie parabole alterate: antenele parabolice simetrice produc un fascicul îngust „creion” în ambele dimensiuni X și Y și, în consecință, au un câștig mai mare. Radarul meteorologic NEXRAD Pulse-Doppler folosește o antenă simetrică pentru a efectua scanări volumetrice detaliate ale atmosferei. Antenele parabolice stricate produc un fascicul îngust într-o dimensiune și un fascicul relativ larg în cealaltă. Această caracteristică este utilă dacă detectarea țintei pe o gamă largă de unghiuri este mai importantă decât locația țintei în trei dimensiuni. Majoritatea radarelor de supraveghere 2D folosesc o antenă parabolică alterată cu o lățime a fasciculului azimutal îngust și o lățime a fasciculului vertical mare. Această configurație a fasciculului permite operatorului radar să detecteze o aeronavă la un azimut specific, dar la o înălțime nedeterminată. În schimb, așa-numitele radare de găsire a înălțimii „nodder” folosesc o antenă cu o lățime a fasciculului vertical îngust și o lățime a fasciculului azimutal mare pentru a detecta o aeronavă la o înălțime specifică, dar cu o precizie azimutală scăzută.

Tipuri de scanare

  • Scanare primară: O tehnică de scanare în care antena principală a antenei este mutată pentru a produce un fascicul de scanare, exemplele includ scanarea circulară, scanarea sectorială etc.
  • Scanare secundară: O tehnică de scanare în care alimentarea antenei este mutată pentru a produce un fascicul de scanare, exemplele includ scanarea conică, scanarea sectorului unidirecțional, comutarea lobului etc.
  • Palmer Scan: O tehnică de scanare care produce un fascicul de scanare prin mișcarea antenei principale și alimentarea acesteia. O scanare Palmer este o combinație între o scanare primară și o scanare secundară.
  • Scanare conică : fasciculul radar este rotit într-un cerc mic în jurul axei „boesight”, care este îndreptată către țintă.

Ghid de undă cu fante

Antenă cu ghid de undă cu fante

Aplicat în mod similar reflectorului parabolic, ghidul de undă cu fante este deplasat mecanic pentru scanare și este potrivit în special pentru sistemele de scanare a suprafeței fără urmărire, unde modelul vertical poate rămâne constant. Datorită costului mai mic și a expunerii mai puțin la vânt, radarele de supraveghere la bordul navei, la suprafața aeroportului și la port folosesc acum această abordare în detrimentul unei antene parabolice.

Matrice în fază

Matrice în fază : nu toate antenele radar trebuie să se rotească pentru a scana cerul.

O altă metodă de direcție este utilizată într-un radar cu matrice fază .

Antenele cu matrice în faze sunt compuse din elemente de antenă similare distanțate uniform, cum ar fi antene sau rânduri de ghiduri de undă cu fante. Fiecare element de antenă sau grup de elemente de antenă încorporează o schimbare de fază discretă care produce un gradient de fază în cadrul matricei. De exemplu, elementele matricei care produc o schimbare de fază de 5 grade pentru fiecare lungime de undă pe suprafața matricei vor produce un fascicul îndreptat la 5 grade distanță de linia centrală perpendiculară pe fața matricei. Semnalele care circulă de-a lungul acestui fascicul vor fi întărite. Semnalele compensate de la acel fascicul vor fi anulate. Cantitatea de întărire este câștigul antenei . Valoarea anulării este suprimarea lobilor laterali.

Radarele cu matrice în faze au fost utilizate încă din primii ani de radar în al Doilea Război Mondial ( radar Mammut ), dar limitările dispozitivelor electronice au dus la performanțe slabe. Radarele cu matrice în faze au fost utilizate inițial pentru apărarea antirachetă (vezi, de exemplu , Programul de salvgardare ). Ele sunt inima sistemului de luptă Aegis de pe navă și a sistemului de rachete Patriot . Redundanța masivă asociată cu un număr mare de elemente de matrice crește fiabilitatea în detrimentul degradării treptate a performanței care are loc pe măsură ce elementele de fază individuale eșuează. Într-o măsură mai mică, radarele cu matrice în faze au fost folosite în supravegherea vremii . Începând cu 2017, NOAA intenționează să implementeze o rețea națională de radare cu matrice multifuncțională în faze în Statele Unite în termen de 10 ani, pentru studii meteorologice și monitorizare a zborului.

Antenele cu matrice în faze pot fi construite pentru a se conforma unor forme specifice, cum ar fi rachete, vehicule de sprijin pentru infanterie, nave și avioane.

Pe măsură ce prețul electronicelor a scăzut, radarele phased array au devenit mai comune. Aproape toate sistemele radar militare moderne se bazează pe rețele în faze, unde costul suplimentar mic este compensat de fiabilitatea îmbunătățită a unui sistem fără părți mobile. Modelele tradiționale de antene mobile sunt încă utilizate pe scară largă în roluri în care costul este un factor semnificativ, cum ar fi supravegherea traficului aerian și sisteme similare.

Radarele cu matrice în faze sunt apreciate pentru utilizare în aeronave, deoarece pot urmări mai multe ținte. Prima aeronavă care a folosit un radar în faze a fost B-1B Lancer . Prima aeronavă de luptă care a folosit radar cu matrice fază a fost Mikoyan MiG-31 . Radarul cu matrice scanat electronic SBI-16 Zaslon Passive al MiG-31M a fost considerat cel mai puternic radar de luptă din lume, până când matricea scanată electronic AN/APG-77 Active a fost introdusă pe Lockheed Martin F-22 Raptor .

Tehnicile de interferometrie cu matrice fază sau de sinteză a diafragmei , folosind o serie de antene separate care sunt treptate într-o singură deschidere efectivă, nu sunt tipice pentru aplicațiile radar, deși sunt utilizate pe scară largă în radioastronomie . Din cauza blestemului subțire al matricei , astfel de matrice cu deschideri multiple, atunci când sunt utilizate în transmițătoare, au ca rezultat faze înguste în detrimentul reducerii puterii totale transmise țintei. În principiu, astfel de tehnici ar putea crește rezoluția spațială, dar puterea mai mică înseamnă că aceasta nu este în general eficientă.

Sinteza diafragmei prin post-procesare a datelor de mișcare dintr-o singură sursă în mișcare, pe de altă parte, este utilizată pe scară largă în sistemele radar spațiale și aeriene .

Benzi de frecventa

În general, antenele trebuie să aibă o dimensiune similară cu lungimea de undă a frecvenței operaționale, în mod normal într-un ordin de mărime . Acest lucru oferă un stimulent puternic pentru a utiliza lungimi de undă mai scurte, deoarece aceasta va avea ca rezultat antene mai mici. Lungimi de undă mai scurte au ca rezultat, de asemenea, o rezoluție mai mare datorită difracției, ceea ce înseamnă că reflectorul în formă văzut pe majoritatea radarelor poate fi, de asemenea, micșorat pentru orice lățime de fascicul dorită.

Opunerea trecerii la lungimi de undă mai mici reprezintă o serie de probleme practice. În primul rând, electronicele necesare pentru a produce lungimi de undă foarte scurte de mare putere erau în general mai complexe și mai scumpe decât electronicele necesare pentru lungimi de undă mai mari sau nu existau deloc. O altă problemă este că cifra de deschidere efectivă a ecuației radar înseamnă că pentru orice antenă dată (sau reflector) dimensiunea va fi mai eficientă la lungimi de undă mai mari. În plus, lungimi de undă mai scurte pot interacționa cu moleculele sau picăturile de ploaie din aer, împrăștiind semnalul. Lungimile de undă foarte mari au și efecte suplimentare de difracție care le fac potrivite pentru radarele peste orizont . Din acest motiv, o mare varietate de lungimi de undă sunt utilizate în diferite roluri.

Numele tradiționale de trupe au apărut ca nume de cod în timpul celui de-al Doilea Război Mondial și sunt încă în uz militar și aviatic în întreaga lume. Acestea au fost adoptate în Statele Unite de Institutul de Ingineri Electrici și Electronici și la nivel internațional de Uniunea Internațională a Telecomunicațiilor . Majoritatea țărilor au reglementări suplimentare pentru a controla ce părți ale fiecărei benzi sunt disponibile pentru uz civil sau militar.

Alți utilizatori ai spectrului radio, cum ar fi industria de radiodifuziune și de contramăsuri electronice , au înlocuit denumirile militare tradiționale cu propriile sisteme.

Benzi de frecvență radar
Numele trupei Gama de frecvente Gama de lungimi de unda Note
HF 3–30 MHz 10–100 m Sisteme radar de coastă, radare peste orizont (OTH); 'frecventa inalta'
VHF 30–300 MHz 1–10 m Rază foarte lungă de acțiune, pătrunzând în pământ; „frecvență foarte înaltă”. Sistemele radar timpurii funcționau în general în VHF, deoarece electronicele adecvate fuseseră deja dezvoltate pentru difuzarea radioului. Astăzi, această bandă este puternic aglomerată și nu mai este potrivită pentru radar din cauza interferențelor.
P < 300 MHz > 1 m „P” pentru „anterior”, aplicat retroactiv la primele sisteme radar; în esență HF + VHF. Adesea folosit pentru teledetecție datorită pătrunderii bune în vegetație.
UHF 300–1000 MHz 0,3–1 m Rază foarte lungă de acțiune (de exemplu , avertizare timpurie a rachetei balistice ), pătrunde în pământ, pătrunde frunziș; „frecvență ultra înaltă”. Produs și recepționat eficient la niveluri foarte ridicate de energie și, de asemenea, reduce efectele întreruperii nucleare , făcându-le utile în rolul de detectare a rachetelor.
L 1–2 GHz 15–30 cm controlul și supravegherea traficului aerian pe distanțe lungi ; „L” pentru „lung”. Folosit pe scară largă pentru radarele de avertizare timpurie cu rază lungă , deoarece combină calități bune de recepție cu rezoluție rezonabilă.
S 2–4 GHz 7,5–15 cm Supraveghere pe rază moderată, controlul traficului aerian la terminal, vreme pe distanță lungă, radar marin; „S” pentru „sentimetric”, numele său de cod în timpul celui de-al Doilea Război Mondial. Mai puțin eficiente decât L, dar oferă o rezoluție mai mare, făcându-le potrivite în special pentru sarcinile de interceptare controlate la sol pe distanțe lungi .
C 4–8 GHz 3,75–7,5 cm Transpondere prin satelit; un compromis (deci „C”) între benzile X și S; vreme; urmărire pe distanță lungă
X 8–12 GHz 2,5–3,75 cm Ghidarea rachetelor , radar marin , vreme, cartografiere la rezoluție medie și supraveghere la sol; în Statele Unite ale Americii, gama îngustă de 10,525 GHz ±25 MHz este utilizată pentru radarul de aeroport ; urmărire pe distanță scurtă. Numit bandă X, deoarece frecvența a fost un secret în timpul celui de-al Doilea Război Mondial. Difracția picăturilor de ploaie în timpul ploii abundente limitează raza de acțiune în rolul de detectare și o face potrivită numai pentru roluri cu rază scurtă de acțiune sau pentru cele care detectează în mod deliberat ploaia.
K 18–24 GHz 1,11–1,67 cm Din germană kurz , care înseamnă „scurt”. Utilizare limitată datorită absorbției de către vaporii de apă la 22 GHz, astfel încât Ku și K a de ambele părți sunt utilizate în schimb pentru supraveghere. Banda K este folosită pentru detectarea norilor de către meteorologi și de către poliție pentru detectarea șoferilor cu viteză. Pistoale radar în bandă K funcționează la 24,150 ± 0,100 GHz.
K u 12–18 GHz 1,67–2,5 cm De înaltă rezoluție, folosit și pentru transpondere prin satelit, frecvență sub banda K (de unde „u”)
K a 24–40 GHz 0,75–1,11 cm Cartografiere, rază scurtă, supraveghere aeroport; frecvența chiar deasupra benzii K (deci „a”) Radarul foto, folosit pentru a declanșa camerele care fac fotografii ale plăcuțelor de înmatriculare ale mașinilor care rulează semaforul roșu, funcționează la 34,300 ± 0,100 GHz.
mm 40–300 GHz 1,0–7,5  mm Banda milimetrică , subdivizată după cum urmează. Oxigenul din aer este un atenuator extrem de eficient în jurul valorii de 60 GHz, la fel ca și alte molecule la alte frecvențe, ceea ce duce la așa-numita fereastră de propagare la 94 GHz. Chiar și în această fereastră atenuarea este mai mare decât cea datorată apei la 22,2 GHz. Acest lucru face ca aceste frecvențe să fie, în general, utile doar pentru radarele cu rază scurtă de acțiune foarte specifice, cum ar fi sistemele de evitare a liniilor electrice pentru elicoptere sau utilizarea în spațiu unde atenuarea nu este o problemă. Mai multe litere sunt atribuite acestor benzi de grupuri diferite. Acestea sunt de la Baytron, o companie acum dispărută care fabrica echipamente de testare.
V 40–75 GHz 4,0–7,5 mm Foarte puternic absorbit de oxigenul atmosferic, care rezonează la 60 GHz.
W 75–110 GHz 2,7–4,0 mm Utilizat ca senzor vizual pentru vehicule autonome experimentale, observație meteorologică de înaltă rezoluție și imagistică.

Modulatori

Modulatorii acționează pentru a furniza forma de undă a impulsului RF. Există două modele diferite de modulator radar:

  • Comutator de înaltă tensiune pentru oscilatoare de putere cu cheie necoerente Aceste modulatoare constau dintr-un generator de impulsuri de înaltă tensiune format dintr-o sursă de înaltă tensiune, o rețea de formare a impulsurilor și un comutator de înaltă tensiune, cum ar fi un tiratron . Ele generează impulsuri scurte de putere pentru a alimenta, de exemplu, magnetronul , un tip special de tub vidat care convertește DC (de obicei pulsat) în microunde. Această tehnologie este cunoscută sub numele de putere pulsată . În acest fel, pulsul transmis al radiației RF este menținut la o durată definită și de obicei foarte scurtă.
  • Mixere hibride, alimentate de un generator de forme de undă și un excitator pentru o formă de undă complexă, dar coerentă . Această formă de undă poate fi generată de semnale de intrare cu putere scăzută/tensiune scăzută. În acest caz, transmițătorul radar trebuie să fie un amplificator de putere, de exemplu, un klystron sau un transmițător cu stare solidă. În acest fel, pulsul transmis este modulat intrapuls, iar receptorul radar trebuie să utilizeze tehnici de compresie a impulsului .

Lichidul de răcire

Amplificatoarele coerente cu microunde care funcționează peste 1.000 de wați de ieșire de microunde, cum ar fi tuburile cu undă mobilă și klystronii , necesită lichid de răcire. Fasciculul de electroni trebuie să conțină de 5 până la 10 ori mai multă putere decât ieșirea microundelor, care poate produce suficientă căldură pentru a genera plasmă. Această plasmă curge de la colector către catod. Aceeași focalizare magnetică care ghidează fasciculul de electroni forțează plasma în calea fasciculului de electroni, dar curgând în direcția opusă. Aceasta introduce modulația FM care degradează performanța Doppler. Pentru a preveni acest lucru, este necesar un lichid de răcire cu presiune și debit minim, iar apa deionizată este în mod normal utilizată în majoritatea sistemelor radar de suprafață de mare putere care utilizează procesarea Doppler.

Coolanol ( ester de silicat ) a fost folosit în mai multe radare militare în anii 1970. Cu toate acestea, este higroscopic , ceea ce duce la hidroliză și formarea de alcool foarte inflamabil. Pierderea unui avion al Marinei SUA în 1978 a fost atribuită unui incendiu cu ester de silicat. Coolanolul este, de asemenea, scump și toxic. Marina americană a instituit un program numit Prevenirea poluării (P2) pentru a elimina sau reduce volumul și toxicitatea deșeurilor, a emisiilor în aer și a deversărilor de efluenți. Din acest motiv, Coolanol este folosit mai rar astăzi.

Reguli

Radarul (de asemenea: RADAR ) este definit de articolul 1.100 al Regulamentului Radio ITU (RR) al Uniunii Internaționale de Telecomunicații (ITU ) ca:

Un sistem de radiodeterminare bazat pe compararea semnalelor de referință cu semnalele radio reflectate sau retransmise din poziția care urmează să fie determinată. Fiecare sistem de radiodeterminare va fi clasificat de serviciul de radiocomunicații în care funcționează permanent sau temporar. Utilizările obișnuite ale radarului sunt radarul primar și radarul secundar , acestea putând funcționa în serviciul de radiolocalizare sau în serviciul de radiolocalizare prin satelit .

Configurații

Radarul vin într-o varietate de configurații în emițător, receptor, antenă, lungime de undă, strategii de scanare etc.

Vezi si

Definiții
Aplicație
Hardware
Metode similare de detectare și de măsurare
Radaruri istorice

Note și referințe

Bibliografie

Referințe

General

  • Reg Batt (1991). Armata radar: câștigarea războiului undelor radio . ISBN 978-0-7090-4508-3.
  • EG Bowen (1 ianuarie 1998). Zilele Radar . Taylor și Francis. ISBN 978-0-7503-0586-0.
  • Michael Bragg (1 mai 2002). RDF1: Locația aeronavelor prin metode radio 1935–1945 . Editura Twayne. ISBN 978-0-9531544-0-1.
  • Louis Brown (1999). O istorie radar a celui de-al Doilea Război Mondial: imperative tehnice și militare . Taylor și Francis. ISBN 978-0-7503-0659-1.
  • Robert Buderi (1996). Invenția care a schimbat lumea: cum un mic grup de pionieri radar a câștigat al Doilea Război Mondial și a lansat o revoluție tehnologică . ISBN 978-0-684-81021-8.
  • Burch, David F., Radar pentru marinari , McGraw Hill, 2005, ISBN  978-0-07-139867-1 .
  • Ian Goult (2011). Locație secretă: un martor al nașterii radarului și al influenței sale postbelice . Presa de istorie. ISBN 978-0-7524-5776-5.
  • Peter S. Hall (martie 1991). Radar . Potomac Books Inc. ISBN 978-0-08-037711-7.
  • Derek Howse; Naval Radar Trust (februarie 1993). Radar pe mare: marina regală în cel de-al doilea război mondial . Presa Institutului Naval. ISBN 978-1-55750-704-4.
  • RV Jones (august 1998). Cel mai secret război . Wordsworth Editions Ltd. ISBN 978-1-85326-699-7.
  • Kaiser, Gerald, capitolul 10 din „A Friendly Guide to Wavelets”, Birkhauser, Boston, 1994.
  • Colin Latham; Anne Stobbs (ianuarie 1997). Radar: un miracol de război . Sutton Pub Ltd. ISBN 978-0-7509-1643-1.
  • François Le Chevalier (2002). Principii de prelucrare a semnalului radar și sonar . Editura Artech House. ISBN 978-1-58053-338-6.
  • David Pritchard (august 1989). Războiul radar: realizare de pionierat a Germaniei 1904-1945 . Harpercollins. ISBN 978-1-85260-246-8.
  • Merrill Ivan Skolnik (1 decembrie 1980). Introducere în sistemele radar . ISBN 978-0-07-066572-9.
  • Merrill Ivan Skolnik (1990). Manual radar . McGraw-Hill Professional. ISBN 978-0-07-057913-2.
  • George W. Stimson (1998). Introducere în radarul aeropurtat . Editura SciTech. ISBN 978-1-891121-01-2.
  • Younghusband, Eileen., Nu o viață obișnuită. How Changing Times Brought Historical Events into my Life , Cardiff Center for Lifelong Learning, Cardiff, 2009., ISBN  978-0-9561156-9-0 (Paginile 36–67 conțin experiențele unui plotter radar WAAF în al Doilea Război Mondial.)
  • Soțul tânăr, Eileen. Războiul unei femei . Cardiff. Cărți cu bomboane. 2011. ISBN  978-0-9566826-2-8
  • David Zimmerman (februarie 2001). Scutul Marii Britanii: radarul și înfrângerea Luftwaffe . Sutton Pub Ltd. ISBN 978-0-7509-1799-5.

Lectură tehnică

linkuri externe