www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Anteny radarowe

Śledzenie wirującą wiązką

Rysunek 1: W śledzeniu wirującej wiązki, antena opisuje stożek w przestrzeni wokół osi anteny.

Rysunek 1: W śledzeniu wirującej wiązki, antena opisuje stożek w przestrzeni wokół osi anteny.

Niektóre starsze radary śledzące wykorzystują śledzenie wirującą wiązką do określania współrzędnych celu. Zasada działania skanowania stożkowego polega na tym, że charakterystyka promieniowania anteny jest specjalnie odchylona pod pewnym kątem względem jej osi elektrycznej. Śledzenie wirującą wiązką składa się z, do obracania wąskiej wiązki antenowej w kształcie ołówka w taki sposób, że oś wiązki opisuje stożek ostry, którego kąt wierzchołkowy jest mniejszy od szerokości wiązki (Rysunek 1). Śledzenie wirującą wiązką może być realizowane, na przykład, przez mechaniczne przesunięcie oświetlacza poza ognisko zwierciadła anteny. Oświetlacz jest napędzany przez silnik umieszczony za lustrem.

W każdej stałej odległości od anteny, wiązka opisuje okrąg na płaszczyźnie prostopadłej do osi elektrycznej anteny. W danym zasięgu radaru, wewnętrzna krawędź wiązki zawsze będzie pokrywać się z osią anteny.

Załóżmy, że do śledzenia celu używany jest skaner stożkowy. Jeśli cel znajduje się dokładnie na osi anteny, to odległość kątowa między kierunkiem do niego a osią wiązki (podczas jej skanowania) będzie stała. W związku z tym, echo celu będzie również stałe (i o małej amplitudzie). Jeśli cel jest oddalony od osi anteny, nawet w niewielkiej odległości kątowej, echo będzie miało modulowaną amplitudę. Na przykład, jeśli kierunek do celu jest przesunięty od osi anteny w lewo, maksymalna amplituda sygnału odbitego będzie obserwowana, gdy wiązka jest skierowana w tym kierunku, a minimalna, gdy w kierunku przeciwnym. Pomiędzy tymi ekstremami amplituda sygnału będzie przyjmować wartości proporcjonalne do odchylenia kątowego linii celowniczej od osi anteny. Jest oczywiste, że modulacja amplitudy będzie zgodna z prawem sinusoidalnym, którego częstotliwość będzie odpowiadać częstotliwości obrotu (skanowania) iluminatora. Głębokość modulacji będzie proporcjonalna do odległości kątowej celu od osi anteny. Uzyskane w ten sposób informacje są przetwarzane przez komputer pokładowy, co skutkuje wydaniem komend sterujących napędem anteny, które powodują obrót osi anteny w kierunku celu, aż do zaniku modulacji amplitudy sygnałów echa. Dzięki tej metodzie można dokładnie określić współrzędne kątowe celu.

© 2005 Christian Wolff

Rysunek 2: Animacja objaśniająca zasadę działania radaru śledzącego ze śledzeniem wiązki wirującej.

Jedną z metod realizacji skanowania stożkowego jest metoda, w której skanowana jest tylko antena odbiorcza (COSRO, Conical Scan on Receive Only). W tym przypadku, różne anteny są używane do nadawania i odbioru, przy czym tylko antena odbiorcza wykonuje skanowanie. Schemat wiązki anteny nadawczej musi być wystarczająco szeroki, aby objąć wszystkie możliwe pozycje wiązki anteny odbiorczej.