Разрешение неоднозначности частоты
Обработка радиолокационных сигналов
Доплеровский сигнал, дискретизированный с частотой импульсов, близкой к доплеровской частоте.

Разрешение неоднозначности частоты используется для нахождения истинной скорости цели для радиолокационных систем со средней частотой повторения импульсов (PRF). Это используется с импульсно-доплеровским радаром .

Определение

Наложение радиальной скорости происходит, когда отражения приходят от отражателей, движущихся достаточно быстро для того, чтобы доплеровская частота превышала частоту повторения импульсов (PRF).

Разрешение неоднозначности частоты необходимо для получения истинной радиальной скорости, когда измерения проводятся с использованием системы, в которой справедливо следующее неравенство.

Р а г я а л   В е л о с я т у > 0,5 ( П Р Ф × С Т г а н с м я т   Ф г е д ты е н с у ) {\displaystyle Радиальная\ Скорость>0,5\left({\frac {PRF\times C}{Частота\ Передачи}}\right)}

Измерения лучевой скорости, выполненные таким образом, дают модульную функцию истинной лучевой скорости.

А п п а г е н т   В е л о с я т у = ( Т г ты е В е л о с я т у ) М О Д ( П Р Ф × С 2 × Т г а н с м я т   Ф г е д ты е н с у ) {\displaystyle Кажущаяся\ Скорость=(ИстиннаяСкорость)MOD\left({\frac {PRF\times C}{2\times ЧастотаПередачи}}\right)}

Теория

Радиолокационные импульсы вызывают явление, называемое наложением спектров , которое происходит, когда доплеровская частота, создаваемая движением отражателя, превышает частоту повторения импульсов (PRF). [1]

Эта концепция связана с разрешением неоднозначности диапазона .

В отраженные сигналы, используемые радаром, вносится доплеровский сдвиг частоты.

Операция

Когда сдвиг частоты Доплера превышает PRF, частота уменьшается. Это ограничение называется частотой дискретизации Найквиста . Это вводит операцию по модулю для кажущейся частоты отраженного сигнала.

Неоднозначная скорость выглядит следующим образом.

А м б я г ты о ты с   В е л о с я т у = − 0,5 ( Д о п п л е г   Ф г е д ты е н с у × С Т г а н с м я т   Ф г е д ты е н с у ) {\displaystyle Неоднозначная\ Скорость=-0,5\left({\frac {Доплеровская\ Частота\times C}{Передача\ Частота}}\right)}

Частота складывается для высокоскоростных целей, где радиальная скорость производит сдвиг частоты выше частоты Найквиста . Истинная скорость цели может быть сложена с помощью операции по модулю, произведенной процессом выборки.

Т г ты е   В е л о с я т у = А м б я г ты о ты с   В е л о с я т у + 0,5 × Н ( П Р Ф × С Т г а н с м я т   Ф г е д ты е н с у ) {\displaystyle Истинная\ Скорость=Неоднозначная\ Скорость+0,5\times N\left({\frac {PRF\times C}{Передача\ Частота}}\right)}
Н = я н т е г е г   Б е т ж е е н ± ( 0,5 × Б а н г ж я г т час П Р Ф ) {\displaystyle N=Целое число\ Между\pm \left({\frac {0.5\times Пропускная способность}{PRF}}\right)}

Частота Найквиста также изменится при изменении PRF.

Лучше всего это объяснить на примере с двумя различными PRF, хотя в реальных системах используется другой метод.

В этом примере PRF A может определять истинную скорость до 600 миль в час, а PRF B может определять истинную скорость до 500 миль в час.

0 миль в час100 миль в час200 миль в час300 миль в час400 миль в час500 миль в час
Цель PRF A
Цель PRF B

Кажущаяся скорость для PRF A попадает в фильтр 200 миль в час, а кажущаяся скорость для PRF B попадает в фильтр 400 миль в час. Эта комбинация помещает истинную целевую скорость в 1400 миль в час (2x6+2 или 2x5+4). Это можно увидеть графически, когда интервалы дальности сложены встык, как показано ниже.

01234567891011121314151617181920212223242526272929
ААААА
ББББББ

«A» представляет возможные целевые скорости для PRF A, а «B» представляет возможные целевые скорости для PRF B.

Этот метод обработки сигнала с разрешением неоднозначности частоты определяет истинную скорость.

Разрешение неоднозначности обычно реализуется с помощью таблицы поиска. Это также может быть реализовано как функция свертки , где амплитуды спектра из одного PRF применяются к выборкам спектра из другого PRF как функция скользящего окна. [2]

Ограничения

Методы обработки немного усложняются, когда на одном и том же расстоянии имеется более одного отражения с немного отличающейся радиальной скоростью.

Ссылки

  1. ^ "Sampling and Aliasing". Curtin University of Technology. Архивировано из оригинала 2011-07-27 . Получено 2011-08-03 .
  2. ^ "Скользящее окно". Radartutorial.
Получено с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Разрешение_неоднозначности_частоты&oldid=1117077106"