http___radartutorial.de_01.basics_Pratikte_20Radar_20Denklemi.tr.html_2.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 13.1 14.1 15.1 16.1 17.1 18.1 19.1 20.1 21.1
Pratikte Radar Denklemi Gönderilen güç Radarın gönderici devrelerinde kullanılan tüpler aynı özelliklere sahip değildirler. Bunlar ne kadar düşük toleranslarda imal edilmiş olsalarda, gönderdikleri güç miktarında farklılıklar meydana gelir. Bu nedenle ulaşılabilecek menzil değerlerinde sapmalar kaçınılmazdır. Hatırlayınız: Bu formülün en önemli özelliği içinde ki değerin 4. dereceden kökünü vermesidir! Gönderilen güç dışında kalan diğer bütün faktörleri bir seferlik sabit olduklarını kabul edelim ve bu faktörlerin hepsini (Kx) adlı bir katsayı içinde toplayalım: 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! Azami menzil değerlerinde ki sapmaları şimdi daha iyi anlayabiliriz: Eğer Rus yapımı „Spoon Rest” tipi 160 kW gücünde 250 km menzile sahip bir radarın müsaade edilen sınırlar içinde 250 kW a kadar dalgalandığını düşünelim acaba bu güç artışı menzili 270 km ye kadar çıkartmaya yetecek mi? Aşağıda ki eşitlikten görüyoruz ki 250 kW gücte ki menzil 279 km dir 250km(160 kW)· 1,118 = 279,5 km(250 kW) ve bu değere öngörülen dalgalanma içinde varabiliyoruz! Gerçekte, bu değerlere disk tipi vakum tüplerin gönderim güçlerinin frekansa bağımlı olması nedeniyle 180 ila 240 kW arasında ulaşabiliyoruz (geniş bir aralık). Bu konuya bir de farklı bir yönden yaklaşalım: Gönderim gücü onaltıda biri oranında azalmış olsun (örneğin onaltı çıkış tüpünden biri arızalanmış olsun), pratikte bunun azami menzil üzerinde ki etkisi ihmal edilebilir (sadece 2% den düşük bir menzil kaybı): Alıcının duyarlılığı Gönderilen gücün dışında biraz da alınan asgari güçten bahsedelim: Asgari güç 4. dereceden kök ifadesinin içinde ama payda da bulunuyor. Burada şunu söyleyebiliriz: Asgari gücün azalması, azami menzilin artmasına yol açacaktır. Her alıcı cihazın pekala çalışabildiği bir belirli asgari güç değeri vardır. Radar teknolojisinde çalışılabilmeye müsaade eden bu en düşük değere sıklıkla MDS - Minimum Discernible Signal [Ancak Sezilen En Düşük Sinyal Seviyesi] denilir. Tipik radar MDS yansıma değerleri 104 dBm - 110 dBm arasında değişir. Anten Kazancı Anten kazancının karesi 4. dereceden kök işaretinin içinde yer alıyor. Hatırlayalım, bir anten hem sinyal gönderilirken ve hem sinyal alınırken de kullanılmaktadır. Anten kazancının dörde katlanması, azami menzili iki katına çıkartıyor. Ve şimdi VHF bandında çalışan bir radara ait somut örnek: Rus yapımı P–12 tipi (yagi anten dizisi: G = 69) bazen P-14 tipi (aynı frekansta, parabolik çanak anten: G = 900) üzerine monte edilerek beraber çalıştırılır. Bu kombinasyon bazen şaka yollu „P–13” olarak ta anılır. Radar denklemimize uygun olarak azami menzilin artması gerekir. (Kök 4. kuvvette idi, ama kazanç G kök ifadesi altında karesi olarak yer aldığından kök ifadesi 2. kuvvete indirgenebilir ve kazanç yalın olarak karekök altında kalır.) Fakat anten çok daha büyüdükçe besleme hatlarının uzunluğu da artar. Hat kayıpları ve anten ayarsızlıklarından gelen kayıplar öbür taraftan 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 küçümsecek bir kazanç değildir. Sıra diğer bozucu etmenlere geldi: Çok sayıda şüpheli nesne algılamaları (menzil aşımı).