http___radartutorial.de_01.basics_Darbe_20Tekrarlama_20Frekans_C4_B1.tr.html_2.xml
1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 8.2 9.1 10.1 10.2 10.3 11.1 11.2 11.3 11.4 12.1 13.1 14.1 15.1 16.1 16.2 16.3 16.4 16.5 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 17.6 17.7 18.1 19.1 20.1 21.1 22.1 22.2 22.3 22.4 22.5 22.6 22.7 22.8 23.1 23.2 23.3 23.4 23.5 23.6 23.7 23.8
Pulse Repetition Frequency (PRF) Figure 1: Radar pulse relationships Figure 1: Radar pulse relationships Figure 1: Radar pulse relationships What is PRF in radar? Pulse Repetition Frequency (PRF) The Pulse Repetition Frequency (PRF) of the radar system is the number of pulses that are transmitted per second. Radar systems radiate each pulse at the carrier frequency during transmit time (or Pulse Width PW), wait for returning echoes during listening or rest time, and then radiate the next pulse, as shown in the figure. The time between the beginning of one pulse and the start of the next pulse is called pulse-repetition time (PRT) and is equal to the reciprocal of PRF as follows: Receiving Time Generally, the receiving time is the time between the transmitters pulses. The receiving time is always smaller than the difference between the pulse repetition period and the length of the transmitters pulse. It is sometimes also limited by a so-called dead time, in which the receiver is already switched off just before the next transmitting pulse. In some radars between the transmitting pulse and the receiving time there is a short recovery time of the duplexer. This recovery time occurs when the duplexer must switch off the receiver response to the high transmitting power. At very low transmitting power, however, can already be received during the transmit pulse also. The receiving time includes the transmission time then. (consisting of four PRTs here) Figure 2: Burst mode of a pulse radar Dead Time If the receiving time ends before the next transmitting pulse, the result is a dead time. During the dead time are carried out system test loops in modern radars generally. Radars that use a phased-array antenna, urgently need such a dead time. For within this time, the phase shifters of the antenna must be reprogrammed to prepare the antenna for the next direction of the antennas beam. This can take up to 200 microseconds, why then the dead time takes quite large values compared with the receive time. In this dead time the receiver is already switched off because during the reprogramming the antenna can not provide received signals. Because during this time, no real data can be processed in any case, this time is used to perform internal testing procedures in the modules of the receive path. This is done in order to verify the operational readiness of certain electronic circuits, and to adjust them, if necessary. For this purpose signals are generated with known size. These signals are fed into the receive paths and their processing in the individual modules is monitored. However, the video processor switches off these pulses, so that they do not appear on the screen. If necessary as a result of the tests the modules can be automatically reconfigured and it can be written a detailed error message. (consisting of four PRTs here) Figure 2: Burst mode of a pulse radar Burst-Mode The distribution of the dead time does not have to be uniform. It can be also be transmitted a number of pulses in rapid succession one after the other with each a short receive time, before dead time appears. For example, if several pulse periods are orientated in the same direction (as like necessary for pulse pair processing and moving target detection), then a dead time is not needed. This has advantages for the time budget of the radar. A random unwanted change in phase angle of the generator is not likely after a shorter time. Therefore, the radar will be more accurate in the distance measurement. Simultaneously, the pulse repetition frequency changes in this short period of time: it is very higher than the average. The higher the pulse repetition frequency, the better is the unambiguous measurement of the velocity (see Doppler ambiguity). The burst mode is mostly used in didactical radars. These do not require large receiving time for the extremely short distances within a training room. However, they require a longer dead time to transfer the data of the echo signals over a relatively narrow-band serial cable to the computer. For example, they transmit 10 pulses per second only, which corresponds to an average pulse repetition frequency of 10 Hz. These 10 pulses are transmitted but within 200 microseconds. For the calculation of an unambiguous Doppler frequency that corresponds to a pulse repetition frequency of 50 kHz. The dead time which follows is almost a full second. During this time the data are transferred via USB using a sampling rate of up to 280 Mbit/s
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 22.1 23.1
Darbe Tekrarlama Frekansı Resim 1: Bir darbe radarında darbelerin zamansal akışı Resim 1: Bir darbe radarında darbelerin zamansal akışı Darbe Tekrarlama Frekansı Darbe Tekrarlama Frekansı (Pulse Repetition Frequency PRF) bir radarın saniyede gönderdiği darbe sayısıdır. Radar aygıtı darbe uzunluğu t olan çok kısa süreli ve yüksek frekanslı darbeler gönderir ve gönderilen darbeler arasında yankı işaretlerini bekler. Gönderilen bir darbe işaretinin başlangıcından, gönderilen ikinci işaretin başlangıcına kadar geçen süreye Darbe Tekrarlama Zamanı / Periyodu (Pulse Repetition Time, PRT / Pulse Repetition Period, PRP) denir. Bu değer Darbe Tekrarlama Frekansının tersidir: Alım Süresi Gönderilen darbeler arasında kalan süre genellikle Alım Süresidir. Alım Süresi, Darbe Tekrarlama Zamanı ve Gönderim Süresi arasındaki farktan daima küçüktür. Bazen bu fark bir sonraki darbe gönderilmeden kısa bir süre önce alıcının devre dışı kaldığı „Ölü-Süre” denilen bir süre kadar daha azalır. Bazı radar aygıtlarında gönderim darbesi ile alım evresi arasında Dubleks Aygıtının (duplexer) bir kısa toparlanma zamanı da yer alır. Bu olay Dubleks Aygıtının çok yüksek bir gönderim gücünü anahtarlaması sırasında meydana gelir. Ancak çok küçük gönderim güçlerinde, gönderim sırasında da yankı işareti alınabilmektedir. Bu durumda alım süresi gönderim süresini de kapsar. (buradaki 4 adet Darbe Tekrarlama Zamanından) Resim 2: Bir darbe radarının seri darbe yollama kipi (burst mode) (buradaki 4 adet Darbe Tekrarlama Zamanından) Resim 2: Bir darbe radarının seri darbe yollama kipi (burst mode) Ölü süre Alım süresi bir sonraki gönderim darbesi yollanmadan önce sona ererse ortaya bir Ölü Süre çıkar. Modern radar aygıtlarında bu Ölü Süre içinde sistem testleri gerçekleştirilir. Faz Dizi Anten kullanan radarların bu Ölü Süreye ihtiyacı kaçınılmazdır. Bu süre içinde anten çizgesinin bir sonraki yönü için antenin faz kaydırıcıları yeniden programlanır. Bu süre 200 µs yi bulabilir, bu da ölü sürenin alım süresine göre neden böyle çok daha uzun bir değer alabildiğini göstermektedir. Bu süre içinde alıcı zaten devre dışı kalır, çünkü anten yeniden programlama süresince alınan herhangi bir işareti alıcıya aktaramaz. Bu sırada hiçbir gerçek veri de işlenemez ve bundan faydalanarak alıcı aygıtında bulunan belirli elektronik devrelerin göreve hazır olma yeteneği sınamak için dâhili testler yapılır ve gerekirse devreler yeniden ayarlanır. Bu amaçla bilinen büyüklükte test işaretleri üretilerek alım hattına beslenir ve bu işaretlerinin bireysel modüllerde işlenmesi izlenir. Ancak video işlemcisi bu darbeleri devre dışı bırakır ve bunlar ekranda görüntülenmesine izin vermez. Testlerin sonuçlarına göre gerekirse modüller otomatik yapılandırılabilir ve bir somut hata iletisi de yazdırılabilinir. Seri darbe kipi Ölü sürenin mutlaka düzgün dağıtılmış olması gerekmez. Örneğin, çok kısa bir sürede birden fazla sayıda gönderim darbesi de bir biri ardına yollanabilir. Birden fazla sayıda darbe periyodunun aynı yöne gönderilmesi durumunda (yerden sabit yankı işaretlerini bastırmak için gereken bir Darbe Çiftinin İşlenmesi yönteminde olduğu gibi) Ölü Süre çok daha küçükte olabilir. Zaman cetvelinde bir üstünlük sağlanmasına karşın, dâhili radar parametrelerinin istem dışında değişebilmesi olasılığı çok düşüktür. Bu kısa zaman geçişinde, eşzamanlı Darbe Tekrarlama Frekansı da değişir: Ortalama değerinin üstüne çıkar. Darbe Tekrarlama Frekansı arttıkça hızın daha hatasız ölçülebileceği bölge de genişler (Bakınız: Doppler ikilemi). Seri darbe kipi en çok Radar Eğitim Setlerinde kullanılır. Bu eğitim setleri çok küçük bir sınıf içindeki menzillerde çok uzun bir alım süresine ihtiyaç duymazlar. Buna karşılık bu aygıtların yankı verilerini nispeten bir dar bantlı seri veriyolu üzerinden bilgisayara aktarmak için daha uzun bir ölü süreye gereksinim duyarlar. Bu aygıtlar örneğin saniyede 10 darbe yollar, bu 10 Hz lik bir ortalama Darbe Tekrarlama Frekansına karşılık gelir. 10 adet darbe 200 µs içinde yollanır. Bu hatasız bir Doppler frekans ölçümü için 50 kHz lik bir Darbe Tekrarlama Frekansı demektir. Ardından yaklaşık 1 saniyelik bir ölü süre gelir. Bu süre içinde veriler bir USB-kablo üzerinden 280 MBit/s lik bir hızla bilgisayara aktarılır.