Sistemas de radar: descripción general

RADAR es un sistema de detección de base electromagnética que funciona mediante la radiación de ondas electromagnéticas y luego estudia el eco o las ondas de retorno reflejadas.

La forma completa de RADAR es RAdio Detección ADakota del Norte Renvejecimiento. La detección se refiere a si el objetivo está presente o no. El objetivo puede ser estacionario o móvil, es decir, no estacionario. El alcance se refiere a la distancia entre el radar y el objetivo.

Los radares se pueden utilizar para diversas aplicaciones en tierra, mar y espacio. losapplications de los radares se enumeran a continuación.

• Control del tráfico aéreo
• Seguridad del barco
• Detectando los lugares remotos
• Aplicaciones militares

En cualquier aplicación de Radar, el principio básico sigue siendo el mismo. Analicemos ahora el principio del radar.

Principio básico del radar

El radar se utiliza para detectar los objetos y encontrar su ubicación. Podemos entender elbasic principle del radar de la siguiente figura.

Como se muestra en la figura, Radar consta principalmente de un transmisor y un receptor. Utiliza la misma antena tanto para transmitir como para recibir las señales. La función deltransmitter es transmitir la señal del radar en la dirección del objetivo presente.

El objetivo refleja esta señal recibida en varias direcciones. La señal, que se refleja hacia la antena, es recibida por elreceiver.

Terminología de los sistemas de radar

A continuación se muestran los términos básicos, que son útiles en este tutorial.

• Range
• Frecuencia de repetición de pulsos
• Alcance máximo inequívoco
• Rango mínimo

Ahora, analicemos estos términos básicos uno por uno.

Rango

La distancia entre el radar y el objetivo se llama Range del objetivo o simplemente rango, R. Sabemos que el radar transmite una señal al objetivo y, en consecuencia, el objetivo envía una señal de eco al radar con la velocidad de la luz, C.

Deje que el tiempo que tarda la señal en viajar desde el radar al objetivo y de regreso al radar sea 'T'. La distancia bidireccional entre el radar y el objetivo será 2R, ya que la distancia entre el radar y el objetivo es R.

Ahora, la siguiente es la fórmula para Speed.

$$ Velocidad = \ frac {Distancia} {Tiempo} $$

$$ \ Rightarrow Distance = Velocidad \ times Time $$

$$ \ Flecha derecha 2R = C \ veces T $$

$$ R = \ frac {CT} {2} \: \: \: \: \: Ecuación \: 1 $$

Podemos encontrar el range of the target sustituyendo los valores de C & T en la Ecuación 1.

Frecuencia de repetición de pulsos

Las señales de radar deben transmitirse en cada pulso de reloj. La duración entre los dos pulsos de reloj debe elegirse correctamente de tal manera que la señal de eco correspondiente al pulso de reloj actual se reciba antes del siguiente pulso de reloj. Un típicoRadar wave form se muestra en la siguiente figura.

Como se muestra en la figura, Radar transmite una señal periódica. Tiene una serie de pulsos estrechos de forma rectangular. El intervalo de tiempo entre los sucesivos pulsos de reloj se llamapulse repetition time, $ T_P $.

El recíproco del tiempo de repetición del pulso se llama pulse repetition frequency, $ f_P $. Matemáticamente, se puede representar como

$$ f_P = \ frac {1} {T_P} \: \: \: \: \: Ecuación \: 2 $$

Por lo tanto, la frecuencia de repetición de pulsos no es más que la frecuencia a la que Radar transmite la señal.

Alcance máximo inequívoco

Sabemos que las señales de radar deben transmitirse en cada pulso de reloj. Si seleccionamos una duración más corta entre los dos pulsos de reloj, la señal de eco correspondiente al pulso de reloj actual se recibirá después del siguiente pulso de reloj. Debido a esto, el rango del objetivo parece ser menor que el rango real.

Por lo tanto, tenemos que seleccionar la duración entre los dos pulsos de reloj de tal manera que la señal de eco correspondiente al pulso de reloj actual se reciba antes de que comience el siguiente pulso de reloj. Luego, obtendremos el rango real del objetivo y también se le llama rango máximo inequívoco del objetivo o simplemente,maximum unambiguous range.

Sustituya, $ R = R_ {un} $ y $ T = T_P $ en la Ecuación 1.

$$ R_ {un} = \ frac {CT_P} {2} \: \: \: \: \: Ecuación \: 3 $$

De la Ecuación 2, obtendremos el tiempo de repetición del pulso, $ T_P $ como el recíproco de la frecuencia de repetición del pulso, $ f_P $. Mathematically, se puede representar como

$$ T_P = \ frac {1} {f_P} \: \: \: \: \: Ecuación \: 4 $$

Sustituya la Ecuación 4 en la Ecuación 3.

$$ R_ {un} = \ frac {C \ left (\ frac {1} {f_P} \ right)} {2} $$

$$ R_ {un} = \ frac {C} {2f_P} \: \: \: \: \: Ecuación \: 5 $$

Podemos usar la Ecuación 3 o la Ecuación 5 para calcular el rango máximo inequívoco del objetivo.

• Obtendremos el valor del rango máximo inequívoco del objetivo, $ R_ {un} $ sustituyendo los valores de $ C $ y $ T_P $ en la Ecuación 3.

• De manera similar, obtendremos el valor del rango máximo no ambiguo del objetivo, $ R_ {un} $ sustituyendo los valores de $ C $ y $ f_P $ en la Ecuación 5.

Rango mínimo

Obtendremos el minimum rangedel objetivo, cuando consideramos el tiempo requerido para que la señal de eco se reciba en el radar después de que la señal se transmita desde el radar como ancho de pulso. También se le llama el rango más corto del objetivo.

Sustituya, $ R = R_ {min} $ y $ T = \ tau $ en la Ecuación 1.

$$ R_ {min} = \ frac {C \ tau} {2} \: \: \: \: \: Ecuación \: 6 $$

Obtendremos el valor del rango mínimo del objetivo, $ R_ {min} $ sustituyendo los valores de $ C $ y $ \ tau $ en la Ecuación 6.