-
Monopulse radarDe monopulse radar was oorspronkelijk een militaire radar. Het probleem met de traditionele radar, is dat die zeer gemakkelijk gestoord kan worden (zowel de duitsers als de engelsen hebben het tijdens de tweede wereldoorlog ervaren). De pulsen hebben een vaste frekwentie en een vaste herhalingsfrekwentie en de echo's die teruggestuurd zijn zo zwak dat ze gemakkelijk gestoord kunnen worden met een zwakke zender.Met de monopulse radar probeert men alle informatie uit het doel te halen met één enkele puls. Het is dan voor de vijand nagenoeg onmogelijk om het signaal te storen, want op het ogenblik dat het signaal het doel raakt, is d eecho al terug onderweg naar de ondervrager. Het is onmogelijk de radar te storen, want de vijand weet niet wanneer er uitgezonden wordt. Om een vijandig vliegtuig of raket te kunnen volgen is meer dan een puls nodig, maar iedere puls is zelfstandig en er zijn geen vaste waarden. De monopulse radar is de enige radar die niet gebruikt werd tijdens de tweede wereldoorlog. Er werd onderzoek gedaan in de Verenigde Staten, maar de eerste concrete toepassing ontstond pas in 1954.
De monopulse radar is gebaseerd op de radar met conische aftasting die al tijdens de tweede wereldoorlog gebruikt werd (duitse Würzburg radar).  Deze aftastmethode kon gemakkelijk gestoord worden door een fake echo te sturen met veranderlijke amplitude, zodat de servo systemen in de war geraakten. Het storen werd nog meer vergemakkelijkt, omdat de duitse radar slechts op één enkele frekwentie kon werken (560MHz). Maar zelfs zonder storingsbronnen was het echo van een conische aftasting niet betrouwbaar genoeg om luchtafweerkanonnen te richten (scintillatie van de echo). De echo was onvoldoende stabiel in de tijd om de servomotoren te sturen. Een monopulse radar stuurt 4 overlappende bundels. men kan hiervoor een paraboolantenne of een phase array gebruiken. Om een betere scheiding te bekomen kunnen de verschillende bundels anders gepolariseerd worden. De echo's worden apart versterkt. Er wordt een som gemaakt (Σ), maar ook twee verschilsignalen (Δ) waarmee men kan bepalen of de antenne beter gericht moet worden. Een klassieke radar kan een nauwkeurigheid van 0.1° halen terwijl een radar met 4 bundels een tienmaal hogere nauwkeurigheid kan halen. Het doel kan geen effektieve tegenmaatregelen nemen om detectie te voorkomen. Het enige wat het doel kan doen is een sterk stoorsignaal uitzenden op alle frekwenties om de ontvanger proberen te verblinden. De radar is wel gevoelig voor allerhande natuurlijke storingen (bijvoorbeeld grondreflecties als men een doelwit probeert te detecteren die op een lage hoogte vliegt). Men gebruikt het dopplereffekt om alle vaste objecten te verwijderen van het scherm. Het echo van deze objecten heeft dezelfde frekwentie als de radarpuls.
Continu radarDe eerste testen met radar voor de tweede wereldoorlog gebeurden met een zender die permanent aktief was. Als een doel tussen de zender en een ontvanger passeerde, dan was er een vertoring van het signaal. In de praktijk is een dergelijke installatie onbruikbaar, want je hebt een zender en een ontvanger die aan beide zijden van het doelwit geplaatst worden.De continu radar heeft wel een aantal toepassingen. De militaire radar wordt bijvoorbeeld gebruikt om het doelwit continu te bestralen (volgradar) terwijl een radar aan boord van de raket de echos gebruikt om naar het doel te vliegen en die te vernietigen.
Radar met vaste frekwentieDergelijke radars worden gebruikt om de snelheid van het doelwit te bepalen (snelheidsovertredingen), om het aantal voertuigen op een bepaalde weg te tellen, enz. Deze radar is niet in staat de positie van het doelwit te bepalen. Een aantal metingen moeten verworpen worden omdat de radar een echo kreeg van verschillende voertuigen. Bij het manueel volgen van een voertuig (pannen) kunnen er ook verkeerde metingen ontstaan.De radar werkt uitsluitend met het doppler effekt: het verschil tussen de zend en ontvangfrekwentie bepaalt hoe snel het doel beweegt. Een afstand bepalen is niet mogelijk, want de radar werkt permanent (dit is nodig om een voldoende nauwkeurige meting te doen). De sterkte van de acho is meen maatstaf voor de afstand: een doel kan een sterker of zwakker echo terugsturen. Het bereik van een dergelijke radar is beperkt ten opzichte van een pulsradar. Om een voldoende nauwkeurigheid te bekomen gebruikt men niet het frekwentieverschil tussen zendpuls en echo, maar een locale oscillator die een nauwkeurige frekwentie kan produceren. De radar kan weten dat er verschillende echo's ontvangen worden, maar kan die niet toewijzen aan een bepaald voertuig. Er is ook een bovengrens aan de maximale snelheid die gemeten wordt. Bij een zeer hoge snelheid (doorgaans meer dan 300km/u) is het verschil in frekwentie zo groot dat die buiten de frekwentieband van de ontvanger valt. De radar met een vaste frekwentie heeft bepaalde zeer specifieke toepassingen, bijvoorbeeld in de medische wereld. Een radar kan de polsslag en de ademhaling van een persoon op afstand meten door de kleine bewegingen van de borstkas te meten. Hier gebruikt men niet het dopplereffekt, want de snelheid is niet van belang, maar het faseverschil. Omdat men met zeer hoge frekwenties werkt, bekomt men al een duidelijke faseverschil bij een verplaatsing van de borstkast van minder dan een millimeter. Het meten van een absolute afstand is niet noodzakelijk.
Radar met variabele frekwentieDeze radars kunnen de positie van vaste doelen bepalen, of de snelheid van bewegende doelen, maar niet beide terzelfdetijd.Bij pleziervaart gebruikt men meer en meer radars die continu zenden: deze radars zijn goedkoper, maar hebben niet het bereik en de nauwkeurigheid van navigatieradars. Ze worden gebruikt om objecten die relatief dichtbij zijn te detecteren (binnenschepen).
PulscompressieDeze radar heeft de voordelen van beide radars (pulsradar en continu radar). Het is een pulsradar, maar de frekwentie wordt veranderd gedurende de puls (daarvoor is een speciale magnetron nodig). Om een voorbeeld te geven, de frekwentie aan het begin van de puls bedraagt 10GHz, en 10.5GHz aan het einde van de puls. Er bestaan ook radars die aan frekwentie-hopping doen (overgaan van de ene frekwentie op een andere bij iedere puls), dit is een manier om storing door de vijand te vermijden.Het echosignaal loopt nu parallel door verschillende smalbandige filters en ieder signaal wordt vertraagd. Het signaal dat door de eerste filter gaat (10Ghz) wordt voor de volledige duur van de puls vertraagd, het signaal dat door de volgende filter gaat wordt een beetje minder vertraagd, enz, tot aan het signaal van 10.5MHz dat niet vertraagd wordt. Het gevolg is dat de echopuls ingekort wordt, bij 5 filters wordt de puls 5 maal korter. men heeft dus een echo die korter is, maar vooral die sterker is. Daardoor steekt de echo ook beter uit de storingen (rood op de figuur). Men bekomt een scherper beeld (hogere nauwkeurigheid wat de afstand betreft)
Dubbelfrekwentie radarEen laatste radar is de dubbelfrekwentie radar. Deze radar heeft twee magnetrons die op een verschillende frekwentie werken en twee ontvangers. De radar zendt afwisselend een puls met de ene en dan met de andere radar. Door de verschillende eigenschappen van de twee frekwenties kan men bepaalde typische storingen onderdrukken. Regendruppels worden sterk gereflecteerd bij hoge frekwenties en mider door lage frekwenties. Door beide patronen te vergelijken kan men het effekt van de regendruppels onderdrukken zonder dat de radar minder gevoelig wordt. |
Publicités - Reklame