Requisitos para um receptor de radar
Figura 1: Receptor e gerador de sinal do ATC-radar ASR-E (Fabricante: EADS)
Requisitos para um receptor de radar
Um receptor de radar ideal deve ter as seguintes características:
- amplificação sem ruído do sinal recebido sem alterar sua forma de sinal;
- otimização da probabilidade de detecção do alvo, escolhendo uma largura de banda apropriada para o receptor;
- suporte de uma ampla faixa dinâmica para combinar sinais de eco muito pequenos com as interferências muito grandes de alvos fixos;
- supressão de sinais interferentes para otimizar a localização do alvo.
Sensibilidade do receptor
A menor potência possível na entrada de um receptor (Pemin) que pode ser processada em um sinal alvo é um elemento importante para determinar o alcance máximo possível de uma unidade de radar. Este nível de sensibilidade tem valores na ordem de 10 -13 Watt watts ( -100 dBm).
Os receptores, no entanto, são projetados de forma que não sejam muito mais sensíveis do que necessariamente têm que ser.
Isto porque a sensibilidade de um receptor limita sua largura de banda e isto deve ser aceito apenas para poder receber sinais que na verdade não são desejados?
Além disso, aplica-se a seguinte regra: quanto menos sensível for o receptor, melhor será a
taxa de falsos alarmes
da unidade de radar.
Ao mesmo tempo, porém, a
probabilidade de detectar
um eco „bom“, ou seja, um sinal que se projeta acima do ruído de fundo do receptor,
diminui porque este sinal deve ser maior com menor sensibilidade do receptor.
Largura de banda do receptor
Um dos fatores mais importantes é o ruído do receptor. Cada receptor (e os receptores de radar não são exceção) tem uma certa quantidade de ruído inerente, que é adicionada ao ruído recebido. Mesmo o projeto mais meticuloso do receptor não pode evitar isto. O tamanho deste ruído inerente (também chamado de ruído térmico) é proporcional à largura de banda do receptor.
A redução da largura de banda do receptor pode, portanto, reduzir o ruído inerente do receptor.
Mas: se a largura de banda é muito pequena, então o receptor não pode mais processar alguns sinais (ou não também).
Portanto, mais uma vez, um compromisso é devido aqui.
Na prática, é escolhida uma largura de banda do receptor próxima ao recíproco da duração do pulso.
Por exemplo, se o radar emite pulsos de 1 µs de duração, a largura de banda ótima do receptor é de cerca de 1 MHz.
Faixa dinâmica
O receptor deve amplificar os sinais recebidos sem distorcê-los. No entanto, se um forte eco de alvo fixo leva o sistema receptor à saturação, então como resultado os diferentes componentes de freqüência do sinal são amplificados de forma diferente, ou seja, o espectro é alterado. Esta mudança no espectro reduz a capacidade do radar de usar a freqüência Doppler para mascarar estes fortes ecos de alvo fixo. Além disso, quando o receptor está em saturação, um eco fraco de uma aeronave perto do alvo fixo não pode mais ser detectado. Portanto, a faixa dinâmica do receptor deve se estender desde o nível de ruído até o mais forte eco alvo fixo esperado. Na prática, esta faixa dinâmica cobre uma faixa de cerca de 80 dB.
A força dos sinais interferentes em relação a um eco alvo fraco são, em média:
- Perturbações meteorológicas de até 55 dB
- Alvos fantasmas (por exemplo, os chamados anjos) de até 70 dB
- Interferência fixa do alvo no mar até 75 dB
- Interferência fixa do alvo em terra de até 90 dB.
Os efeitos dessas interferências são atenuados por circuitos de controle de ganho adequados, como o controle dinâmico do ganho, dependendo do tempo de trânsito.