http___radartutorial.de_01.basics_Pratikte_20Radar_20Denklemi.tr.html_1.xml
1.1 2.1 3.1 4.1 4.2 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1 11.1 12.1 13.1 14.1 15.1 16.1 17.1 18.1 19.1 19.2 19.3 20.1 21.1 22.1 23.1 23.2 23.3 24.1 25.1 25.2 25.3 25.4 25.5
The Radar Equation in Practice Here are given some examples to demonstrate the consequences of changing selected parameters of Radar sets. Transmitted Power Not every transmitting vacuum tube is equally good. Minimal production tolerances can influence the obtainable transmit power and therefore also the theoretical attainable range. Remember: the most important feature of this equation is the fourth-root dependence! Other then the transmit power we assume all other factors are constant. Calling all of them the coefficient k, so the maximum range equation becomes: Now it is easy to see that: In order to double the range, the transmitted power would have to be increased by 16-fold! In order to double the range, the transmitted power would have to be increased by 16-fold! We can explain how such deviations change the maximum range values: if e.g. the transmitted power of the russian Radar “Spoon Rest” is permited to fluctuate from 160 kW to 250 kW, will the maximum range values be correct for distances between 250 to 270 km? From the relationship shown, we can state that 250km(160 kW)· 1,118 = 279.5 km(250 kW) so the maximum range value would be correct between 250 and 270 km! In practice results were reached between 180 kW and 240 kW since the transmitted power of the planar vacuum tube was frequency dependent. The inversion of this argument is also permissible: if the transmit power is reduced by 1/16 (e.g. failure into one of sixteen transmitter modules), then the change on the maximum range of the radar station is negligible in the practice < 2%. Sensitivity of the Receiver While evaluating the minimal received power we follow a different procedure: It's also under the 4th root, but in the denominator. Well, a reduction of the minimal received power of the receiver gets an increase of the maximum range. For every receiver there is a certain receiving power as of which the receiver can work at all. This smallest workable received power is frequently often called MDS - Minimum Discernible Signal in radar technology. Typical radar values of the MDS echo lie in the range of -104 dBm to -110 dBm. Antenna Gain The antenna gain is squared under the 4th root (Remember: the same antenna is used during transmission and reception). If one quadruples the antenna gain, it will double the maximum range. Here is a concrete example from VHF- radar technology: Sometimes the P-12 (yagi antennae array: G = 69) was mounted at the antenna of the P-14 (same frequency, parabolic dish antenna: G = 900). This combination was often mentioned jocularly to “P–13”. In accordance with our radar equation the maximum range should increase: (Please note the fourth root was simplified against the square in the numerator and in the denominator at once.) It would be beautiful, if the maximum range could be tripled so simply. But bigger antennas use much longer supply cables. Losses on the incoming feeding lines and losses due to the mis-adjustment of the antenna give away half of what is invested. Nevertheless: 1.6 times the maximum range isn't degraded either. But there are more disturbances now: too many ambiguous targets (overreaches).
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1 11.1 12.1 14.1 15.1 16.1 17.1 18.1 19.1 20.1 21.1 22.1 23.1 24.1 25.1 26.1 27.1 28.1 29.1
Pratikte Radar Denklemi Bu bölümde bazı parametrelerdeki değişikliklerin radar aygıtının teorik menzilini nasıl etkilediğini örneklerle anlatacağız: Gönderilen güç Radarın gönderici devrelerinde kullanılan tüplerin hepsi aynı özelliklere sahip değildirler. Bunlar ne kadar düşük toleranslarda üretilmiş olsalar da, bu farklar gönderim gücünün kuvvetinde ve dolayısıyla hedeflenen menzil değerinde sapmalar meydana gelir. Hatırlayınız: Bu formülün en önemli özelliği içindeki değerin 4. dereceden kökünü vermesidir! Gönderilen güç dışında kalan diğer bütün parametrelerin bir seferlik sabit olduğunu varsayalım ve bu faktörlerin hepsini k adlı bir katsayı içinde toplayalım: Menzil, gönderim gücü PS nin dördüncü dereceden köküne orantılıdır! Buradan şuna varabiliriz: Eğer menzili iki katına çıkarmak istersek göndereceğimiz gücü iki katına çıkartmak yetmiyor, gücü 16 katına çıkartmalıyız! Buradan şuna varabiliriz: Eğer menzili iki katına çıkarmak istersek göndereceğimiz gücü iki katına çıkartmak yetmiyor, gücü 16 katına çıkartmalıyız! Bir radarın verilerindeki En Büyük Menzil değerindeki sınırları şimdi daha iyi anlayabiliriz: Örneğin P-12 radarının gücü 160 kW ila 250 kW arasında değişebilmektedir. Gerçekten gönderim gücünü 250 kW a çıkartarak, 250 ila 270 km olarak verilen radar verilerindeki gibi 270 km lik bir menzile ulaşmak mümkün mü? Sadece gönderim güçlerinin orantısının dördüncü dereceden kökünü alarak yaptığımız bir hesapta bile bunun doğru olduğunu görüyoruz: Pratikte, disk tipi vakum tüplerin gönderim güçlerinin frekansa bağımlı olması nedeniyle bu değerlere 180 ila 240 kW arasında ulaşabiliyoruz (geniş bir tolerans aralığı!). Bir de olaya tersten bakalım: Örneğin 16 vakum tüpünden biri arızalansın, yani gönderim gücünün on altıda biri devre dışı kalsın. Bu durumda menzil kaybı % 2 kadar olacaktır, bu miktar pratikte ihmal edilebilecek bir değerdir. Alıcı aygıtının duyarlılığı PS gönderilen gücü irdeledik, biraz da antendeki PE min en küçük alım gücünden bahsedelim: Bu güç 4. dereceden kök ifadesinin içinde, fakat payda da yer alıyor. Alıcının PE min alım gücündeki en küçük bir azalma R menzilinin artmasına sebep olacaktır. Her bir alıcı aygıtının bir şekilde çalışabildiği bir belirli en küçük güç değeri vardır. Radar teknolojisinde alıcıyı çalıştırabilecek bu en düşük işarete genellikle Fark Edilebilen En Düşük İşaret (Minimum Discernible Signal, MDS) denir. Tipik radar MDS- yankı değerleri -104 dBm ila -110 dBm arasında değişir. Anten Kazancı G anten kazancının karesi 4. dereceden kök işaretinin içinde yer alıyor. Hatırlayalım: Bir anten hem işaret gönderilirken ve hem de işaret alınırken de kullanılmaktadır. Anten kazancının dört katına çıkartılması halinde menzil iki katına çıkacaktır. Ve şimdi VHF-bandında çalışan bir radara ait somut örnek verelim: P-12 (VHF-bölgesi, Yagi anten kazancı: G = 69) bazen P-14 Rus radarının (frekans bölgesi hemen hemen aynı, parabolik antenin kazancı G = 900) anteni ile birlikte çalışır. Bu bileşime genellikle mizahi anlamda „P-13” denilmektedir. Bu durumda radar denklemimizdeki en büyük menzil değerinin artması gerekir: (Rmaks menzil ifadesi dördüncü dereceden bir kök altında değişik parametrelerden meydana gelmektedir. P-14 menzili için G = 900² ve P-12 menzili için G = 69² yerleştirirsek diğer parametrelerin hepsi aynı olduğundan kısalacak ve geriye karekök-dört altında 900² / 69² kalacak ve yandaki basit karekök ifadeye dönüşecektir.) Fakat anten çok daha büyüdükçe besleme hatlarının uzunluğu da artar. Hat kayıpları ve ışıyıcıların uyumsuzluklarından gelen kayıplar menzilden gelen artışın yarısının kaybolmasına sebep olur. Bununla beraber: Kayıplar ve hat uyumsuzlukları düşüldükten sonra, elde edilen yaklaşık net 1.6 katında azami menzildeki bir kazanç, hiç de küçümsenecek bir kazanç değildir. Sıra diğer bozucu etmenlere geldi: Eski P-12 radarının Darbe Tekrarlama Frekansı bu menzilde aşırı yüklendiği için çok sayıda menzil aşımları meydana gelir ve ortaya şüpheli hedefler (ambiguous target) çıkar.