www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основи радіолокації

Поняття «Когерентність»


стабільне опорне неперервне коливання
1-ий період
2-ий період
3-ій період
початкова фаза випадкова

Рисунок 1. До пояснення терміну “когерентність”, когерентні та некогерентні сигнали


стабільне опорне неперервне коливання
1-ий період
2-ий період
3-ій період
початкова фаза випадкова

Рисунок 1. До пояснення терміну “когерентність”, когерентні та некогерентні сигнали

Що таке когерентний радар?

Поняття «Когерентність»

В імпульсній радіолокації термін «Когерентність» характеризує співвідношення між фазами зондувальних сигналів та прийнятих сигналів відлуння. Все радіолокаційні станції, що мають систему селекції рухомих цілей, поділяються за принципом роботи на три групи: когерентні, псевдокогерентні та некогерентні. Чи є радіолокатор когерентним чи ні, залежить від типу передавача.

Некогерентний радіолокатор

Некогерентною називають послідовність зондувальних радіосигналів, початкові фази високочастотного заповнення яких змінюються за випадковим законом. Приклад некогерентної пачки радіоімпульсів зображено на Рисунку 1 (нижні графіки). В передавачах некогерентних радіолокаторів використовуються електровакуумні лампи із самозбудженням, наприклад, магнетрони.

Когерентний радіолокатор

Когерентною називають послідовність зондувальних радіосигналів з однозначним зв’язком між значеннями початкової фази їх високочастотного заповнення. Приклад когерентної пачки радіоімпульсів зображено на Рисунку 1 (верхні графіки).

У разі когерентності зондувальних сигналів різниця фаз сигналів, відбитих від нерухомих об’єктів, з часом змінюватися не буде, на відміну від різниці фаз сигналів, відбитих від цілей, що рухаються. Виявляючи ці відмінності за допомогою фазового детектора, можливо відселектувати корисні сигнали, тобто сигнали відлуння від рухомих цілей.

Істинно-когерентний радіолокатор

Когерентність радіолокатора може досягатися різними способами: Істинна когерентність досягається тим, що зондувальні сигнали утворюються за допомогою стабільного задавального генератора, сигнал з якого подається на формувач зондувального сигналу. Далі в схемі передавача розміщується підсилювач потужності із стабільною фазовою характеристикою.

Псевдо-когерентний радіолокатор

В радіолокаторі із еквівалентною когерентністю або псевдокогерентному радіолокаторі генератор із самозбудженням генерує послідовність імпульсів постійної несівної частоти із випадковими початковими фазами. Далі початкова фаза кожного зондувального імпульсу запам’ятовується на час приймання сигналів відлуння до наступного зондування. Ця початкова фаза «нав’язується» місцевому гетеродину, розміщеному у приймачі, забезпечуючи, тим самим, когерентність обробки прийнятих у поточному періоді сигналів відлуння. Такі радіолокатори ще називають «когерентними на приймання».

Переваги

Допплерівський зсув частоти для типових цілей радіолокації належить до частот нижнього звукового діапазону. Через короткий час опромінення цілі променем, оглядовий радіолокатор приймає лише кілька сигналів відлуння. За цей час відбувається лише кілька (часто лише один!) періодів коливань частоти Допплера, які потрібно виміряти. Цього занадто мало, щоб вимірювати безпосередньо значення частоти. Тому в радіолокаторі вимірюються фазові зміни від імпульсу до імпульсу, щоб виявити наявність допплерівського зсуву частоти.

Основною перевагою когерентних радіолокаційних систем є те, що можливо виявити навіть дуже малі фазові зсуви сигналу відлуння, а ефект Допплера можливо використовувати для зменшення впливу пасивних перешкод. Крім цього, когерентні радіолокатори мають краще відношення сигнал / шум, ніж некогерентні системи.