Équation radar – Wikipedia
Avec le Équation radar (ou Équation radié ) peut déterminer le service enregistré par le destinataire en fonction des performances de transmission, de la distance et des propriétés de l’objet réfléchissant. Cela peut être estimé si dans les circonstances étant donné l’objet dans le destinataire crée un signal suffisamment fort qui peut être reconnu. [d’abord] En raison des différentes conditions de réflexion dans les points (clarification de l’espace aérien) et dans le cas des destinations de volume (radar météorologique), différentes équations radar sont formulées pour ces deux cas. En général, l’équation radar est dérivée de la loi de distance et, comme celle-ci, ne s’applique qu’aux rayonnements sans entrave dans l’espace libre.
Outre quelques cas spéciaux, le rapport de distance à la longueur d’onde dans les applications radar est si grand que l’antenne de diffusion – quelles que soient leurs dimensions – peuvent être considérées comme un point mathématique. C’est pourquoi l’énergie se propage sur des zones toujours plus grandes comme avec une vague de balle. Une distinction doit donc être faite pour déterminer l’énergie réfléchie:
- Dans le cas d’un “objectif ponctuel” (par exemple un avion), la zone d’absorption est constante; Par conséquent, l’énergie reçue diminue avec 1 / R². Une partie de celui-ci est (passive) de retour au dispositif radar, par lequel l’énergie soutenue diminue également avec 1 / R²; L’antenne de réception est également une cible. Dans l’ensemble, vous devez multiplier les deux facteurs et un 1 / R 4 -Connexion.
- Dans de très grandes destinations plates telles que les nuages (non loin), le volume illuminé augmente également avec le facteur R². C’est le entier , L’énergie reçue du nuage est constante. Une certaine fraction de celui-ci est en arrière et Seulement pour cette façon de revenir Si la dépendance 1 / R² de l’énergie s’applique, de sorte que seul un contexte 1 / R² s’applique également.
- Fait intéressant, cet élargissement ne s’applique qu’à un volume semi-transparent – pas pour une zone de réflexion. Avec cette zone, l’énergie réfléchie se distribuerait au fil du temps, car le terme est plus court au milieu de cette zone qu’au bord de la surface. Ce problème conduit également à une déformation temporelle significative de l’impulsion d’écho pour les altimètres radar jusqu’à ce que la durée de l’impulsion de transmission soit multipliée.
- Cependant, lorsque les nuages sont augmentés, ils remplissent une proportion toujours plus petite du club de rayonnement, car une partie croissante de l’énergie envoyée, le nuage ne frappe plus. Alors aucun des deux points précédents ne s’applique; Dans ce cas, il y a une transition d’une section avec 1 / R² à une section avec 1 / R 4 -Connexion.
L’équation radar ne s’applique qu’au radar primaire. Un radar secondaire n’utilise pas le passif Reflet des ondes radio. Il se compose plutôt d’une connexion radio bidirectionnelle. Le reçu est réduit à une distance après une dépendance 1 / R² par le biais de la loi de distance simple. Si Le transpondeur répond, de sorte que ses performances de transmission ne dépendent pas des performances reçues. Cela signifie que la dépendance 1 / R² s’applique séparément pour le retour.
Les objets Tilse sont appelés objets réfléchissants qui ne remplissent pas complètement le volume d’impulsion d’un radar, c’est-à-dire que leur expansion géométrique est beaucoup plus petite que le produit de la vitesse d’étalement et de la poudre de transmission ( c 0 · T ), ainsi que beaucoup plus petit que la largeur du diagramme de l’antenne sur les lieux de la réflexion. Ces conditions sont disponibles, par exemple, dans l’éducation de l’espace aérien et le ciblage du radar.
P r = Performance de réception
P t = Performance de transmission
g t = Gain d’antenne de l’antenne de diffusion
g r = Gain d’antenne de l’antenne de réception
λ = longueur d’onde de la fréquence porteuse
σ = zone de réflexion efficace (RCS), un 0 = zone de référence de saupoudrage sphérique de 1 m 2
R t = Antenne de diffusion à distance – Objet réfléchissant
R r = Retrait de l’objet réfléchissant – Antenne de réception
- Ici signifie:
L’équation suppose que la distance entre l’objet et l’émetteur est significativement plus grande que la longueur d’onde du radar. Cela signifie que l’objet doit être dans le champ distant de l’émetteur. En outre, le rapport de performance est supposé que la durée de l’impulsion de transmission correspond à environ la durée du signal d’écho dans le traitement du signal, c’est-à-dire qu’aucun processus de compression d’impulsion n’est utilisé.
En convertissant l’équation ci-dessus après le retrait, vous obtenez une forme de l’équation radar, qui est souvent utilisée dans la pratique pour évaluer les performances opérationnelles des systèmes radar:
![{displaystyle R_{text{max}}={sqrt[{4}]{frac {P_{text{t}}cdot G^{2}cdot lambda ^{2}cdot sigma }{P_{{text{r}}_{text{min}}}cdot (4pi )^{3}cdot L_{text{ges}}}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/56ce059f246813af1fb9276a1ee2f6ae7f3fb5d7)
Ici, le gain d’antenne dans la diffusion et le reçu g 2 En résumé: cela est possible si une antenne radar monostatique ( R t ≡ R r ) Le même diagramme d’antenne se forme au moment de transmission que pendant la période de réception ( g t = g r ). La plage maximale R max Cela dépend alors de la sensibilité du receveur P R, Min . Pour une utilisation pratique, diverses pertes internes et externes s’écoulent comme L donné avec un.
L’équation radar pour les cibles de volume (c’est-à-dire pour le radar météorologique) utilise les mêmes paramètres et connexions du côté cycle. La principale différence, cependant, est les propriétés caractéristiques de la zone de réflexion, qui change également avec une distance croissante du radar.
En cas de pluie, chaque goutte de pluie individuelle est beaucoup plus petite que la longueur d’onde du dispositif radar. Par conséquent, le rayonnement de retour effectif d’une chute de pluie est déterminé par la diffusion de Rayleigh:
- avec:
avec D comme diamètre d’égard de pluie et ε comme constante diélectrique. Pour les bandes de fréquence L à x habituelles pour les appareils radar, l’eau a le facteur | K | 2 = 0,93 et pour la crème glacée | K | 2 = 0,2.
En cas de destination de volume, le volume d’impulsion est désormais complètement rempli par ces objets réfléchissants. La somme de cette zone de réflexion est avec les variables temporaires le désigné:
- avec:
Le volume impulsif DANS La divergence du faisceau d’antenne augmente avec la distance au radar:
Phi = angle d’ouverture vertical du diagramme de l’antenne
e = angle d’ouverture horizontal
R = Distance du radar
T = Sensepulsdauer
c 0 = Vitesse légère
- Moyenne:
Les paramètres internes du radar ainsi que partiellement l’amortissement de l’espace ouvert sont en un facteur de préoccupations météorologiques C résumé, celui:
est utilisé. Il a déjà été pris en compte que la plupart des dispositifs radar météorologiques avec une forme de diagramme symétrique φ = i utiliser et donc φ · θ = i 2 est. Cela conduit à une forme fortement simplifiée d’équation radar pour les cibles de volume, comme utilisé en météorologie:
![P_{r}=left[{frac C{R^{2}}}right]left[|K|^{2}sum D_{i}^{6}right]](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3bbeb5ecf5e82c549ccb310dbc9eaac76334338a)
Avec cette équation, les performances de réception mesurées peuvent désormais être directement suivies d’une réflectivité. Il s’agit d’une mesure du type et du nombre d’objets réfléchissants, bien que cette conclusion ne soit pas encore claire: de nombreuses petites gouttelettes d’eau entraînent la même réflectivité que peu de grandes. Afin de dissoudre partiellement ces ambiguïtés, le radar polarimétrique est utilisé et une réflectivité différentielle est mesurée.
- R. J. Doviak, D. S. Zrnic: Radar Doppler et observations météorologiques , Academic Press. Deuxième édition, San Diego Call. ISBN 978-0-12-221420-2, Seite 562,
- J. R. Probert-Jones: L’équation radar en météorologie , Quarterly Journal of the Royal Memorological Society, Grand2, Briends 88, Expensions 378, Sitches 485-45.
- Radiotoral (Exigeant de l’équation générale radar pour un objectif total)
- Radiotoral (Exigeant de l’équation radar pour une destination de volume)
- ↑ Manuel du radar Merrill I. Skolnik, [d’abord] 22 janvier 2008, McGraw-Hill-Verlag, ISBN 978-07-148547-0, chapitre 1.4
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