RADAR - Grundlagen, Typen und Anwendungen

RADAR steht für Radio Detection und RangingSystem. Es ist im Grunde ein elektromagnetisches System, das verwendet wird, um den Ort und die Entfernung eines Objekts von dem Punkt aus zu ermitteln, an dem sich der Radar befindet. Es strahlt Energie in den Weltraum ab und überwacht das Echo oder das reflektierte Signal der Objekte. Es arbeitet im UHF- und Mikrowellenbereich.

Eine Grundidee von RADAR

Das RADAR-System besteht im Allgemeinen aus aSender, der ein elektromagnetisches Signal erzeugt, das von einer Antenne in den Weltraum abgestrahlt wird. Wenn dieses Signal auf ein Objekt trifft, wird es in viele Richtungen reflektiert oder erneut abgestrahlt. Dieses reflektierte oder Echosignal wird von der Radarantenne empfangen, die es an den Empfänger liefert, wo es verarbeitet wird, um die geographische Statistik des Objekts zu bestimmen. Die Entfernung wird durch die Berechnung der Zeit bestimmt, die das Signal benötigt, um vom Radar zum Ziel und zurück zu gelangen. Die Position des Ziels wird im Winkel gemessen, aus der Richtung des Echosignals mit der maximalen Amplitude zeigt die Antenne auf. Um die Entfernung und Position von sich bewegenden Objekten zu messen, wird der Dopplereffekt verwendet.

Ein grundlegendes RADAR-System

Nachfolgend sind 6 Hauptteile eines RADAR-Systems aufgeführt:

  • Ein Sender: Es kann ein Leistungsverstärker wie ein Klystron sein,Travelling Wave Tube oder ein Power-Oszillator wie ein Magnetron. Das Signal wird zuerst mit einem Wellenformgenerator erzeugt und dann im Leistungsverstärker verstärkt.
  • Wellenleiter: Die Wellenleiter sind Übertragungsleitungen zur Übertragung der RADAR-Signale.
  • Antenne: Die verwendete Antenne kann ein Parabolreflektor, planare Arrays oder elektronisch gelenkte phasengesteuerte Arrays sein.
  • Duplexer: Ein Duplexer ermöglicht die Verwendung der Antenne als Sender oder Empfänger. Es kann sich um ein gasförmiges Gerät handeln, das einen Kurzschluss am Eingang des Empfängers erzeugt, wenn der Sender arbeitet.
  • Empfänger: Es kann ein Super-Heterodyn-Empfänger oder ein anderer Empfänger sein, der aus einem Prozessor besteht, um das Signal zu verarbeiten und zu erfassen.
  • Schwellenwertentscheidung: Die Ausgabe des Empfängers wird mit einer Schwelle verglichen, um das Vorhandensein eines Objekts festzustellen. Wenn der Ausgang unter einem Schwellenwert liegt, wird das Vorhandensein von Rauschen angenommen.
Ein Radar-System

Ein Überblick über das gepulste Radar

Gepulster RADAR sendet hohe Leistung und hohe FrequenzImpulse in Richtung des Zielobjekts. Sie wartet dann auf das Echosignal des Objekts, bevor ein weiterer Impuls gesendet wird. Der Bereich und die Auflösung des RADAR hängen von der Pulswiederholfrequenz ab. Es verwendet die Doppler-Verschiebungsmethode.

Das Prinzip der RADAR-Erkennung von sich bewegenden ObjektenDie Verwendung der Dopplerverschiebung wirkt sich auf die Tatsache aus, dass Echosignale von stationären Objekten in derselben Phase sind und daher gelöscht werden, während Echosignale von sich bewegenden Objekten einige Phasenänderungen aufweisen.

Zwei Arten von gepulsten Radar sind:

Impulsdoppler-Radar: Es sendet eine hohe Impulswiederholfrequenz anVermeiden Sie Doppler-Mehrdeutigkeiten. Das übertragene Signal und das empfangene Echosignal werden in einem Detektor gemischt, um die Doppler-Verschiebung zu erhalten, und das Differenzsignal wird unter Verwendung eines Doppler-Filters gefiltert, wobei die unerwünschten Störsignale zurückgewiesen werden.

Blockschaltbild gepulster Doppler-Radar

Bewegungszielkennzeichen RADAR: Es sendet eine niedrige Impulswiederholfrequenz anVermeiden Sie Mehrdeutigkeiten. In einem MTI-RADAR-System werden die vom Objekt empfangenen Echosignale zum Mischer geleitet, wo sie mit dem Signal eines stabilen lokalen Oszillators (STALO) gemischt werden, um das ZF-Signal zu erzeugen. Dieses ZF-Signal wird verstärkt und dann an den Phasendetektor gegeben, wo seine Phase mit der Phase des Signals vom Coherent Oscillator (COHO) verglichen wird und das Differenzsignal erzeugt wird. Das kohärente Signal hat die gleiche Phase wie das Sendersignal. Das kohärente Signal und das STALO-Signal werden gemischt und an den Leistungsverstärker gegeben, der mit dem Pulsmodulator ein- und ausgeschaltet wird.

Blockdiagramm, das MTI RADAR zeigt

Ein Überblick über das Continuous Wave RADAR

Das Dauerstrichradar misst nicht dasBereich des Ziels, sondern eher die Änderungsrate des Bereichs durch Messen der Doppler-Verschiebung des Rückkehrsignals In einem CW RADAR wird anstelle von Impulsen elektromagnetische Strahlung abgegeben. Es wird grundsätzlich zur Geschwindigkeitsmessung verwendet.

Das HF-Signal und das ZF-Signal werden im gemischtMischstufe zur Erzeugung der Lokaloszillatorfrequenz. Das HF-Signal ist das übertragene Signal und das von der RADAR-Antenne empfangene Signal besteht aus der HF-Frequenz plus der Doppler-Verschiebungsfrequenz. Das empfangene Signal wird in der zweiten Mischstufe mit der Lokaloszillatorfrequenz gemischt, um das ZF-Frequenzsignal zu erzeugen. Dieses Signal wird verstärkt und der dritten Mischstufe zugeführt, wo es mit dem ZF-Signal gemischt wird, um das Signal mit der Dopplerfrequenz zu erhalten. Diese Dopplerfrequenz oder Doppler-Verschiebung gibt die Änderungsrate des Entfernungsbereichs des Ziels an und somit wird die Geschwindigkeit des Ziels gemessen.

Blockschaltbild, das CW RADAR zeigt

RADAR-Anwendungen in 5 Bereichen:

Militärische Anwendungen:

Der Radar hat drei Hauptanwendungen im Militär:

  • In der Luftabwehr wird es zur Zielerfassung, Zielerkennung und Waffenkontrolle (Richten der Waffe auf die verfolgten Ziele) verwendet.
  • In Raketensystem zur Führung der Waffe.
  • Feindstandorte in der Karte identifizieren.

Luftraumüberwachung:

Der Radar hat drei Hauptanwendungen in der Flugsicherung:

  • Flugverkehr in der Nähe von Flughäfen kontrollieren. Mit dem Air Surveillance RADAR wird die Position des Flugzeugs in den Flughafenterminals erfasst und angezeigt.
  • Führen Sie das Flugzeug mit Precision Approach RADAR zur Landung bei schlechtem Wetter.
  • Scannen der Flughafenoberfläche nach Flugzeug- und Bodenfahrzeugpositionen

Fernerkundung: RADAR kann zur Beobachtung des Wetters oder zur Beobachtung von Planetenpositionen und zur Überwachung des Meereises verwendet werden, um eine reibungslose Route für Schiffe sicherzustellen.

Bodenkontrolle: RADAR kann auch von der Verkehrspolizei verwendet werden, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu bestimmen und die Bewegung der Fahrzeuge durch Warnungen vor der Anwesenheit anderer Fahrzeuge oder sonstiger Hindernisse zu kontrollieren.

Platz:

RADAR hat 3 Hauptanwendungen:

  • Um das Weltraumfahrzeug zur sicheren Landung auf dem Mond zu führen
  • Die Planetensysteme beobachten
  • Satelliten erkennen und verfolgen
  • Die Meteore überwachen

Nun, jetzt habe ich ein grundlegendes Verständnis von RADAR vermittelt. Wie kann ich ein einfaches Projekt mit RADARΙ entwerfen?

Bildnachweis


Teile mit deinen Freunden