W artykule analizowany jest radar pasywny wykorzystujący korelacyjny odbiór sygnału pochodzącego z dowolnego (niewspółpracującego) nadajnika. Jako sygnał referencyjny stosuje się w tym typie radaru sygnał odebrany wprost z nadajnika i koreluje go się z odebranym drugą anteną sygnałem odbitym od obserwowanego obiektu. Aby uzyskać skuteczną detekcję bardzo słabego sygnału użytecznego, konieczny jest odbiór z odpowiednio długim czasem integracji. W przypadku obiektu ruchomego i bardzo długiego czasu integracji należy jednak uwzględnić efekt Dopplera, który powoduje zmianę częstotliwości odbitego sygnału oraz efekt rozciągnięcia lub skompresowania sygnału. Kompensacja tego drugiego efektu wymaga odpowiedniego przetworzenia sygnału referencyjnego. W artykule prezentowane są symulacje opracowanych algorytmów pozwalających na kompensację obu efektów. Mimo znacznego kosztu obliczeniowego takiego przetwarzania, postępujący wzrost możliwości techniki cyfrowej powoduje, że zastosowanie tej koncepcji w czasie rzeczywistym jest kwestią nieodległej przyszłości.
EN
The passive radar concept is known since 1935, when Wilkins detected a bomber airplane at a distance of 12 km using a short wave commercial radio transmitter. In the second half of the 20th century, the researchers searched for low probability of interception technology that led directly to continuous wave radars, but most of the work was focused on active FMCW radars with carefully chosen transmitted waveforms. The development of digital technology enabled the rediscovery of passive radars. In such a radar, the transmitter of opportunity is used to illuminate the target. On the receiver side, coherent integration reception is the main technique used. Usually, the received echo signal is correlated with a reference signal obtained from a second antenna, pointing drectly at the transmitter. The paper presents a study of the problems arising when the passive radar sensitivity is increased by extending the coherent integration time. The long integration time induces several effects for the echo signal of moving targets. When the integration time is increased, the first effect noticed is the Doppler shift of the received signal frequency. This is compensated by simple modulation of the reference signal. Next problem, showing up with very long integration time, is the time stretching the signal form, sometimes called range migration. To overcome this problem, application of special processing of the reference signal is necessary. With extra long integration time, the effects of target acceleration may be visible. In this case, nonlinear stretching of reference signal time scale is proposed. The paper deals mainly with the linear stretch compensation. The simulations show that even a implified stretch compensation algorithm can improve the radar sensitivity significantly.
Od wielu lat prowadzone są prace nad radarami trudno wykrywalnymi (LPI). Klasyczne radary impulsowe można wykrywać z odległości znacznie większych niż odległości, na których radar jest w stanie wykrywać cele. Sytuacja zmieniła się znacznie po wprowadzeniu radarów pracujących z falą ciągłą, dla których efektywną detekcję obiektów można uzyskać przy mocy emitowanych sygnałów w zakresie od pojedynczych miliwatów do kilkuset watów. W radarach z falą ciągłą najczęściej stosuje się liniową, piłokształtną modulację częstotliwości (sygnały LMF). Radary takie charakteryzują się dość prostą konstrukcją i małymi wymogami na moc obliczeniową. Postęp w dziedzinie rozpoznania radioelektronicznego umożliwił jednak wykrywanie tych radarów. Dalsze poszukiwania technologii, która mogłaby zostać zastosowana w radarach trudno wykrywalnych, doprowadziły do opracowania różnych systemów modulacji emitowanej fali ciągłej, tak by z jednej strony uzyskać jak najlepsze własności detekcyjne radaru, z drugiej zaś uczynić radar trudnym do wykrycia. Jedną z ciekawszych modulacji, która zyskuje na popularności w ostatnim okresie, jest modulacja fali nośnej radaru sygnałem szumowym. Radar taki, zwany radarem szumowym, ma wiele unikatowych cech. Nie występuje w nim zjawisko niejednoznaczności odległościowej lub dopplerowskie, co w znacznym stopniu ułatwia proces detekcji i śledzenia obiektów. Długi czas oświetlenia obiektów pozwala na stosowanie procedur identyfikacji obiektów na podstawie zmian czasowych powierzchni skutecznej celu, co jest szczególnie cenne przy wykrywaniu helikopterów i startujących rakiet. Szumowy charakter emitowanego sygnału powoduje duże utrudnienia w detekcji emisji oraz bardzo komplikuje proces identyfikacji źródła emisji przez urządzenia ESM.
EN
For many years the intensive research on Low Probability of Interception (LPI) radars are conduct all over the world. Classical pulse radars can be detected from the long distance, considerably greater than distances on which the radar is able to detect targets. The situation changed considerably for radars working with the continuous wave. That type of radars emits small peak power - from single mill-watts to several hundreds of watts and can detect target far beyond the ESM detection range. The linear (sawtooth) frequency modulation is usually applied in such radar. Those radars are quite simple and require relatively low computational computing power. However the progress in Electronic Support Measurement (ESM) made detections of these radars possible. Further research on LPI radars has lead to development of different technology and different signal modulations. The one technology- namely noise radars - gains on the popularity in the last decade. In that radar high frequency carrier signal has frequency, phase or amplitude noise modulation. The noise radar has many unique features. The noise technology is free from range or Doppler ambiguity, what simplifies the detection and tracking processes. The long illumination time allows for usage of target identification procedures based on target Doppler history changes and changes in effective target crossection, what is essential for at the detection and non-cooperative identifications of helicopters and missiles. Noise character of emitted signal causes large difficulties in the detection of the radar, and complicates significantly the identification as the threat by enemy ESM devices.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.