حل غموض التردد

تم أخذ عينات من إشارة دوبلر بمعدل نبضات قريب من تردد دوبلر.

تُستخدم تقنية حل غموض التردد لتحديد السرعة الحقيقية للهدف في أنظمة الرادار ذات تردد تكرار النبضات المتوسط ​​(PRF). وتُستخدم هذه التقنية مع رادار دوبلر النبضي .

تعريف

يحدث التداخل في السرعة الشعاعية عندما تصل الانعكاسات من العواكس التي تتحرك بسرعة كافية بحيث يتجاوز تردد دوبلر تردد تكرار النبض (PRF).

يلزم حل غموض التردد للحصول على السرعة الشعاعية الحقيقية عند إجراء القياسات باستخدام نظام تكون فيه المتباينة التالية صحيحة.

Rأدأناأل Vهـلoجأناتy>0.5(PRF×جتيرأنsمأنات Fرهـquهـنجy){\displaystyle Radial\ Velocity>0.5\left({\frac {PRF\times C}{Transmit\ Frequency}}\right)}

تنتج قياسات السرعة الشعاعية التي تتم بهذه الطريقة دالة معيارية للسرعة الشعاعية الحقيقية.

أصصأرهـنت Vهـلoجأناتy=(تيرuهـVهـلoجأناتy)مياد(PRF×ج2×تيرأنsمأنات Fرهـquهـنجy){\displaystyle Apparent\ Velocity=(TrueVelocity)MOD\left({\frac {PRF\times C}{2\times Transmit\ Frequency}}\right)}

نظرية

تتسبب نبضات الرادار في ظاهرة تسمى التداخل ، والتي تحدث عندما يتجاوز تردد دوبلر الناتج عن حركة العاكس تردد تكرار النبضات (PRF). [ 1 ]

يرتبط هذا المفهوم بحل غموض النطاق .

يتم إدخال إزاحة تردد دوبلر على الإشارات المنعكسة المستخدمة بواسطة الرادار.

عملية

عندما يتجاوز انزياح تردد دوبلر معدل تكرار النبضات، ينخفض ​​التردد. يُطلق على هذا القيد معدل أخذ العينات لنايكويست . يُدخل هذا عملية حسابية على التردد الظاهري للإشارة المنعكسة.

السرعة الغامضة هي كما يلي.

أمبأنازuous Vهـلoجأناتy=-0.5(دoصصلهـر Fرهـquهـنجy×جتيرأنsمأنات Fرهـquهـنجy){\displaystyle Ambiguous\ Velocity=-0.5\left({\frac {Doppler\ Frequency\times C}{Transmit\ Frequency}}\right)}

يتم طي التردد للأهداف عالية السرعة حيث تُحدث السرعة الشعاعية انزياحًا في التردد أعلى من تردد نايكويست . ويمكن طي السرعة الحقيقية للهدف من خلال عملية حسابية تُنتجها عملية أخذ العينات.

تيرuهـ Vهـلoجأناتy=أمبأنازuous Vهـلoجأناتy+0.5×شمال(PRF×جتيرأنsمأنات Fرهـquهـنجy){\displaystyle True\ Velocity=Ambiguous\ Velocity+0.5\times N\left({\frac {PRF\times C}{Transmit\ Frequency}}\right)}
شمال=أنانتهـزهـر بهـتwهـهـن±(0.5×بأندwأنادتحPRF){\displaystyle N=Integer\ Between\pm \left({\frac {0.5\times Bandwidth}{PRF}}\right)}

سيتغير تردد نايكويست أيضًا عند تغيير معدل تكرار النبضات.

يتم شرح هذا بشكل أفضل باستخدام مثال يحتوي على 2 PRF مختلف، على الرغم من أن الأنظمة الحقيقية تستخدم طريقة مختلفة.

في المثال، يمكن لـ PRF A اكتشاف السرعة الحقيقية حتى 600 ميل في الساعة ويمكن لـ PRF B اكتشاف السرعة الحقيقية حتى 500 ميل في الساعة.

0 ميل في الساعة100 ميل في الساعة200 ميل في الساعة300 ميل في الساعة400 ميل في الساعة500 ميل في الساعة
الهدف PRF أ
الهدف PRF B

تقع السرعة الظاهرية لـ PRF A ضمن نطاق مرشح 200 ميل في الساعة، بينما تقع السرعة الظاهرية لـ PRF B ضمن نطاق مرشح 400 ميل في الساعة. وبناءً على هذا، تكون السرعة المستهدفة الحقيقية 1400 ميل في الساعة (2 × 6 + 2 أو 2 × 5 + 4). ويمكن ملاحظة ذلك بيانيًا عند تكديس فترات المدى جنبًا إلى جنب كما هو موضح أدناه.

01234567891011121314151617181920212223242526272929
أأأأأ
بببببب

يمثل الحرف "A" احتمالات السرعة المستهدفة لـ PRF A، ويمثل الحرف "B" احتمالات السرعة المستهدفة لـ PRF B.

تحدد تقنية معالجة الإشارات هذه، التي تحل غموض التردد ، السرعة الحقيقية.

يتم عادةً حل الغموض باستخدام جدول بحث. ويمكن أيضًا تنفيذ ذلك كدالة التفاف ، حيث تُطبق سعات الطيف من دالة تردد نبضي واحدة على عينات الطيف من دالة تردد نبضي أخرى كدالة نافذة منزلقة . [ 2 ]

القيود

تصبح تقنيات المعالجة أكثر تعقيدًا بعض الشيء عندما يكون هناك أكثر من انعكاس واحد على نفس المسافة بسرعة شعاعية مختلفة قليلاً.

مراجع

  1. "أخذ العينات والتشويه" . جامعة كورتين للتكنولوجيا. مؤرشف من الأصل بتاريخ 27 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 أغسطس 2011 .
  2. "النافذة المنزلقة" . Radartutorial.