Resolución de ambigüedad
La resolución de ambigüedad se utiliza para encontrar el valor de una medición que requiere muestreo de módulo .
Esto es necesario para el procesamiento de señales de radar Doppler de pulso .
Mediciones
Algunos tipos de mediciones introducen una operación de módulo inevitable en el proceso de medición. Esto sucede con todos los sistemas de radar . [1]
El alias de radar ocurre cuando:
- La frecuencia de repetición de pulso (PRF) es demasiado baja para muestrear la frecuencia Doppler directamente
- PRF es demasiado alto para muestrear el rango directamente
La sonda Doppler de pulso utiliza principios similares para medir la posición y la velocidad en líquidos.
Sistemas de radar
Los sistemas de radar que operan a una frecuencia de pulso por debajo de aproximadamente 3 kHz producen un rango real, pero producen una velocidad objetivo ambigua. Los sistemas de radar que operan a una PRF por encima de 30 kHz producen una velocidad objetivo real, pero producen un rango objetivo ambiguo.
Los sistemas de PRF medio producen tanto una medición de rango ambiguo como una medición de velocidad radial ambigua usando PRF de 3 kHz a 30 kHz.
La resolución de ambigüedad encuentra el rango real y la velocidad real mediante el uso de un rango ambiguo y mediciones de velocidad ambiguas con múltiples PRF.
Mediciones Doppler
Los sistemas Doppler implican mediciones de velocidad similares al tipo de mediciones realizadas con una luz estroboscópica.
Por ejemplo, se puede utilizar una luz estroboscópica como tacómetro para medir la velocidad de rotación de la maquinaria giratoria. Las mediciones de la luz estroboscópica pueden ser inexactas porque la luz puede parpadear 2 o 3 veces más rápido que la velocidad de rotación del eje. El usuario solo puede producir una medición precisa aumentando la frecuencia del pulso comenzando cerca de cero hasta que los pulsos sean lo suficientemente rápidos como para hacer que el objeto giratorio parezca estacionario.
Los sistemas de radar y sonar utilizan el mismo fenómeno para detectar la velocidad del objetivo.
Operación
La región de ambigüedad se muestra gráficamente en esta imagen. El eje x es rango (izquierda-derecha). El eje y es la velocidad radial. El eje z es la amplitud (arriba-abajo). La forma de los rectángulos cambia cuando cambia el PRF.[2]
La zona inequívoca está en la esquina inferior izquierda. Todos los demás bloques tienen un rango ambiguo o una velocidad radial ambigua.
El radar Doppler de pulso se basa en una frecuencia de repetición de pulso media (PRF) de aproximadamente 3 kHz a 30 kHz. Cada pulso de transmisión está separado por entre 5 km y 50 km de distancia.
Resolución de ambigüedad de rango
Las señales recibidas de múltiples PRF se comparan utilizando el proceso de resolución de ambigüedad de rango .
Cada muestra de rango se convierte de muestras de I / Q en el dominio del tiempo en el dominio de la frecuencia. Los sistemas más antiguos utilizan filtros individuales para el filtrado de frecuencias. Los sistemas más nuevos utilizan muestreo digital y una transformada rápida de Fourier o una transformada discreta de Fourier en lugar de filtros físicos. Cada filtro convierte muestras de tiempo en un espectro de frecuencia. Cada frecuencia del espectro se corresponde con una velocidad diferente. Estas muestras tienen un umbral para obtener un rango ambiguo para varios PRF diferentes.
Resolución de ambigüedad de frecuencia
Las señales recibidas también se comparan utilizando el proceso de resolución de ambigüedad de frecuencia .
Se produce una velocidad ciega cuando la frecuencia Doppler cae cerca de la PRF. Esto dobla la señal de retorno en el mismo filtro que los reflejos de desorden estacionarios. Alternar rápidamente diferentes PRF durante el escaneo elimina las frecuencias ciegas.
Otras lecturas
- George W. Stimson; David Adamy; Christopher Baker (30 de junio de 2013). Introducción de Stimson al radar aerotransportado . SciTech Publishing, Incorporated. ISBN 978-1-61353-022-1.
Referencias
- ^ "El diseño de señales de radar con resolución de alto rango y resolución de alta velocidad" (PDF) . Alcatel-Lucent.
- ^ Postema, GB (1985). "Resolución de ambigüedad de rango para radar Doppler de pulso de alta frecuencia cardíaca". Conferencia Internacional de Radar . The Smithsonian / NASA Astrophysics Data System: 113. Bibcode : 1985inra.conf..113P .
