Kurset er orientert mot pulsradar systemer

Presentasjon om: "Kurset er orientert mot pulsradar systemer"— Utskrift av presentasjonen:

1 Kurset er orientert mot pulsradar systemer
Navigasjonsradar Overvåkingsradar

2 WW II Flyradar

3 Noen anvendelser Overvåking luftrom SAR jordovervåking
Stormvarning fra sat Styring missiler Navigasjon

4 Teknisk inndeling militær bruk

5

6 Søkeradar skal overvåke og finne objekter
Surveillance antennas Mobile surveillance Rom overvåking

7 Flere søkeradar systemer
Battle field surveillance Noskon radar Over the horizon (OTH) radar OTH transmission

8 Følgeradar skal låse og holde på et objekt
Er dårlig på at finne objekt, må få hjelp av søkeradar Militær luftrom overvåking Følge radar Russisk missil tracking

9 Følge radar for missilestyring

10 Prinsipp pulset radar

11 Puls = Bærebølge x Tidsvindu

12 Puls med lengde = Γ

13 Pulsbredde/lengde Pulseffekt Puls Repetisjons Frekvens = PRF

14 Avstand til reflekterende objekt = reisetid for puls / 2

15 Timing Radar

16 Enkel modell Radar

17 Blokkskjema Radar 1 Hoveddeler

18 Blokkskjema Radar 2

19 Pedagogisk doppler illustrasjon

20 Doppler fra kjøretøy

21 Størrelse doppler skift

22 Doppler radar blokkskjema

23 Prinsipp SAR = Syntetisk Aperture Radar (stereo målinger)

24 SAR, doppler er sentralt

25 Multiple echo (Range ambiguity)

26 Multipath ghosts

27 Direktivitet / Antenneforsterkning

28 3 dB åpningsvinkel

29 En antennes utstrålingskarakteristikk = Laplace (eller Fourier) transformen
til strømfordelingen over antenneflaten (aperturen) Transformen til en firkantsignal => sinc ”Bredde” sinc = 2/τ => kortere puls gir bredere spekter Eks. rund plateantenne med uniform strømfordeling Karakteristikk (=rotert sinc): Antenne med begrenset utstrekning har hovedlobe og sidelober

30 Lobe parabolantenne

31 Geometri reflektorantenne
Og linsantenne (har dielektrikum med annen signalhastighet)

32 => Høyere direktivitet
Antenner Jo større antenne, jo Smalere lobe (beam) => Høyere direktivitet EISCAT Svalbard

33 vanlig for navigasjonsradar = slotted waveguide
Bølgeleder antenner vanlig for navigasjonsradar = slotted waveguide Bølgeleder er et firkatig rør med spalter Gir lite tap og kan håndtere meget høy effekt Karakteristikk simulert på CST ved HIN av Navigasjonsantenne 36x4 elementer, 30° dev. Smal i azimut, bred i elevasjon

34 Flere bølgeleder antenner
2D bølgeleder antenner i flynos Gripen nos

35 Bølgeleder kan avsluttes i et horn
Stacked beams Flere horn på en matebro gir Flere lober, en for hvert horn Stacked beam patterns

36 Flere antenner med mange horn
Multiple beam array

37 Måtter å scanne på Helical scan

38 Spiral scan

39 Aircraft scanning

40 Coverage diagram

41 Resolution = Oppløsning

42 Range resolution Avhenger av pulslengden

43 Cross range resolution
Bestemmes av lobebredden Avhengig av avstand (range)

44 Illustrasjon Cross range resolution

45

46 Betydning av avstand til objekt

47

48

49 Påvirkning radartverrsnitt

50 RCS plot ”Vanlig” fly Airbus

51 F117

52 Stealth (=”usynlig”)

53 F117 profiler/ RCS reduksjon
Spreding

54 Absorberende materiell

55 Menneskeskapt støy

56 Signalbehandling Sortere orden ut Av uorden

57 Frekvensspekter til en puls Sinc->

58 1. Spekter til bærebølge = spiker
2. Spekter til tidsvindu = sinc 3. Spekter til radarpuls = spiker x sinc omkring bærebølgefrekvensen

59 Tilpasset radar skal ha B = 1/τ => Best signal/støy forhold

60 Kortere pulser gir Bredere spekter => Radar tilpasning må tilpasses pulslengden

61 Korrelasjon Korrelerer signalet som tas emot med det
tignal som radaren selv har sendt. Jo mer lik disse 2 er, jo høyere respons gir korrelatoren. =PULSKOMPESJON

62 Når korrelasjon er høy vil det vokse en peak opp av støyen som blir vesentlig
høyere enn signalet selv

63 Illustrasjon correlation
(dette vistnok chirp)

64 Radar inndata Ut av korrelator

65 Pulskompresjon betyr komprimering av puls i tiden: Energien fra en lang puls blir komprimert til en kort høy peak Avstandsoppløsning bestemmes nu av lengde til komprimert puls

66 Korrelasjon i tidsdomene er nesten det samme som foldning, noe
som er en relativt krevende prosess. Det kan lønne seg å transformere data til frekvensdomene og der utføre multiplikasjon. I EPROM ligger referansesignalet

67 Integrasjon Adderer/akkumulerer data fra mange pulser
Coherent signal vil vokse opp av støygulvet Støy med forventningsverdi=0 vil kansellere seg selv

68 Koherent integrasjon Må integrere pulser i fase Inkoherent integrasjon Autokorrelasjonsfunksjoner eller FFT integreres

69 Integrasjon, resultat vokser opp av støyen

70 Chirp pulskompresjon (=overkurs)

71 MTI = Moving Target Indicator
Faseforandring fra en puls til en annen indikerer bevegelse

72 MTI skjerm

73 Fler frekvens radar

74 SLB = Side Lobe Blanking
Ekstra antenne har høyere følsomhet i hovedantennens sidelober men lavere I hovedantennens hovedlobe

75 Prinsipp SLB system

76 Følgeradar, geometri monopuls eller conical scan

77 Monopuls Et horn for hver lobe

78 Relative signalnivåer i lobene er avhengig av retning til objektet

79 Monopuls, 4 lober

80

81 Conical scan En lobe roterer rundt antennaaksen

82 Gruppe antenne = Array antenna
Antenne med mange antenneelementer Retningen til loben styres av relative faser mellom elementene

83 Tidligere 2 figurer samlet til en (1D antenne)

84 2D antenne = plate med elementer
Elementer i samme fase Faseforskjell mellom elementene

85 Gammel faseskiftere 1960 : coaxkabler realiserer faseforskjell mellom
elementene, ulike kabellengder kan svitsjes inn/ut b C-band ferrit faseskifter c Diode faseskifter på striplinekrets

86 Slot antenne med ferrit faseskiftere (detaljer ikke pensum)
Signal inn nede til venstre avsluttes refleksjonsfritt til høyre

87 Japansk gruppeantenne
(forskning) -> Store gruppe antenner

88 Skipsbårne gruppeantenner
Talwar 19 Skipsbårne gruppeantenner Satellitt gruppe antenne Flybåren gruppeantenne

89 Ferrit faseskifter av større dimensjon

90 Patch antenner X-band antenne (spaltmatet) Matenettverk inkludert

91 Stacked beams gir flere lober
i en antenne En gruppeantenne gir mange flere lober

92 HIN sin fasestyrte radar antenne

93 Andre komponenter fremstilte
ved HIN’s mikrobølgelab for HIN radaren Mixer SP6T svitsj Oscillator – Bal. Forsterk - Effektforsterker

94 Styring av missiler

95 Beam rider Missile har system for å holde seg på følgeradars beam

96 Command guidance 2 følgeradarer: en på mål og en på missile
Disse 2 gir data for kurskorrigering som sendes missilen

97 3 typer Homing

98 Active Homing Missile har eget system som selv følger mål og korrigerer kurs

99 Semiactive Homing Missile sender ikke noe men analyserer selv refleks fra mål

100 Passive Homing Noe flyet gir fra seg analyseres av missil som korrigerer kurs

101 Proporsjonal navigasjon
Line Of Sight (LOS) måles Missile og mål vil kollidere hvis LOS holdes konstant Krever romstabilisert antenne